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我的SoulNoteCt1.0转盘的抖动测试顺便说下同步、异步方案和Jitter抑制的问题

(2019-12-30 14:07:12)
标签:

同步

异步

数字处理

分类: 音源评论(CD/解码/播放器)
日本Soul Note Ct1.0纯转盘是我用了多年的东西。不贵的一个转盘,一万多块,当初选择它是因为声音中正细腻、没有脾性。曾把它和很多DAC搭配过,也把它和一些数播对比过。最近不是流行“测试”嘛,好奇心起,搬到Audio Precison工程师那里偷偷测一下Jitter。还是用APx555,测试方式和之前测nBridge+数播完全一样。 

 我的SoulNoteCt1.0转盘的抖动测试顺便说下同步、异步方案和Jitter抑制的问题

我的SoulNoteCt1.0转盘的抖动测试顺便说下同步、异步方案和Jitter抑制的问题
搭配法国“偷偷解码”

我的SoulNoteCt1.0转盘的抖动测试顺便说下同步、异步方案和Jitter抑制的问题
和声韵Aries G1对比 

我的SoulNoteCt1.0转盘的抖动测试顺便说下同步、异步方案和Jitter抑制的问题
和Aurender A10对比 

CD转盘怎么测?有Audio Precision的测试神碟。

我的SoulNoteCt1.0转盘的抖动测试顺便说下同步、异步方案和Jitter抑制的问题


下面是测试结果。注意Soul Note Ct1.0有两个同轴输出口,一个是普通口,一个写着Direct是所谓“直通同轴口”(我没搞明白具体内部的差别是什么)。分别测了一下,确实Direct口的抖动更低,在200多PS,而普通同轴口在300多PS。注意测试带宽为50Hz - 100kHz。

 我的SoulNoteCt1.0转盘的抖动测试顺便说下同步、异步方案和Jitter抑制的问题

我的SoulNoteCt1.0转盘的抖动测试顺便说下同步、异步方案和Jitter抑制的问题

这是APx555用Loopback测自身的底噪,在50Hz - 100kHz带宽也有200PS多。因此,Ct1.0转盘的同轴输出抖动仅比APx555的底噪水平高一点点。甚至Ct1.0抖动的Peak Level(峰值)还低于APx555的自身。

我的SoulNoteCt1.0转盘的抖动测试顺便说下同步、异步方案和Jitter抑制的问题

这里稍微说明一点:测试结果和测试条件的关系很大。必须是同一测试条件下的结果才有可比性。如果不是相同的测试条件,是没法比的。有人说OPPO蓝光机作为转盘测出来抖动只有100PS,那么肯定是按所谓AES3标准的700赫兹以上的抖动结果。下图是APx555按AES3标准在700Hz - 100kHz带宽的自身底噪。只有67PS。那才可能测出100PS的结果来。如果按我前面50Hz - 100kHz带宽,APx555自己底噪就有200PS了,怎么可能测出一个机器只有100PS抖动?

我的SoulNoteCt1.0转盘的抖动测试顺便说下同步、异步方案和Jitter抑制的问题

那么到底测抖动应该用怎么样的带宽?理论上从10赫兹开始就有抖动存在,从10赫兹起测是最理想的。但是APx555最低只能从50赫兹开始测。那么就应该从50赫兹开始。下图截取自Audio Precision公司自己的ppt,明显标着在测试Jitter时用50赫兹的高通滤波设置。

我的SoulNoteCt1.0转盘的抖动测试顺便说下同步、异步方案和Jitter抑制的问题


下面我想顺带着谈一个话题:同步技术(Adaptive)和异步技术(Asynchronous)的差别问题。

所谓同步技术,就是数字音频播放器,无论是CD还是数播,在源头根据一个主时钟(Master Clock)拾取信号,然后读取到的data信号(0101)和clock信号(0101的Timing时间因素)就一起往后传,后端环节都根据这个来自源头的时钟信号工作,一路到底。为什么叫Adaptive模式?因为在这个播放流程里,后面环节都根据前端的时钟去Adapt(适应),说白了就是后端“跟随”前端的时钟。

大致可以比拟为,最前面有个人定了一个步调节奏,后面的大队人马全部跟着他的节奏。

所谓异步技术,英语叫Asynchronous,这个词的构成是这样的——Sync这个词英语里是“同步”的意思,Synchronous是形容词,就是“同步的”,而前面加了一个A-前缀就变成反义了,变成“不同步”。不同步的概念,就是后端环节并不跟随源头的时钟信号,而是中间打断后“重构”了新的时钟信号。

大致可以比拟为,最前面那个人定了一个步调节奏,但是后面到了一个地方,这个原始的步调节奏被放弃了,后面重构了一个新的步调节奏。

同步技术和异步技术,哪个先有?这个很明确,同步技术先有。CD就是同步技术的。CD读取碟片的时候,是根据机内的Master Clock,然后这个时钟信号一路往下传,在机内是通过I2S走,如果要输出机外,那么就调制为SPDIF(同轴或光纤)数字信号。无论是同轴还是光纤,都是把源头时钟信号“嵌入”数字信号的。这个数字信号传到解码器之后,解码器的数字接收部分会把data和clock分离,“恢复”出原始的时钟信号,交后面环节处理,直至进入解码环节。

传统CD机是一个经典的同步方案。源头的时钟信号一路到底,后面环节全部跟随它。

为什么后面出现了异步技术?关键原因可能是开始玩PC-Fi了,不用CD机了,开始在电脑上播放数字音频文件。如果按照传统的同步做法,那么电脑读取硬盘上的数据,生成数字音频流之后,这个data+clock也一路往后面传。这时出现了一个问题:电脑不是为音频而设计的东西,内部的时钟精度差,还存在大量的干扰,因此源头的时钟信号质量是很低的。这个质量很低的clock信号一路传下去,后面环节都跟随它,完全没可能出好的声音。

同步架构的一个固有缺陷是,整个流程里,传输的环节会明显地影响时钟信号的质量。在一个同步音频系统里,内部的布线、机器之间的连接线,都会十分明显地影响声音。CD转盘到解码器的那根“数字线”,同轴也好、AES也好,对声音的影响很大,高档的数字线、和差劲的数字线,出来的声音会差别很大,因为它们传输原始信号的水平相去甚远。

在同步系统里,因为后端跟随前端,因此“跟随的水平”非常重要。源头的质量哪怕再高,如果跟随的整个链条里存在失真、存在明显短板,那么到了链条末端(信号送进解码的时候),原始时钟信号的水平有可能大打折扣。

异步架构的好处是什么?异步架构就是在某一个环节,不要原始的时钟信号了,不保留它,而是切断后重新构建一个新的Timing节奏。典型的做法就是USB异步传输方案。电脑的data通过USB打包后传给解码器,但是解码器这里不要来自电脑的原始时钟信号(反正质量一般也很低),而是重构新的时钟信号。这样,电脑端,和解码器端,他们的clock时钟信号就并无跟随的关系。这样最大的好处,是一句话——“后端不受、或者很少受前端以及传输线的影响”。

因此,在异步架构的解码器里,电脑(播放器)的好坏、USB线的好坏,对最终出来的声音影响很小。注意,并不是完全没有影响!这是一定要强调的。世界上没有彻底的异步解码器。除非你把音频流拷贝到解码器之后完全储存下来(静止)再开始重新播放,否则的话,只要是一个活动着的“流”,前端多少仍会对后端有一定的影响。

因此,撇开理论、理想化状态不谈,只谈实际效果,异步方案只是相对于同步方案“减轻了”前端的影响。但实际上电脑、数播、USB线等仍然会对声音造成影响。这也解释了为什么现在普遍在用USB异步方案但是发烧友仍普遍反映USB线会影响声音。如果是理想化的、彻底异步的方案,那么这种情况应该不存在,USB线应该不影响声音,数播/电脑也应该不影响声音。但是我们都知道事实并非如此。

本质上说,电脑 - 解码器的异步传输形式,带来的最大好处是,在一定程度上“隔离”了来自电脑的低水平(高jitter)时钟信号。只要解码器这里的本地时钟水平很高,电脑差也就影响不大了,反正来自电脑的时钟信号被“隔离”了。有些解码器USB连电脑水平很高,其中一个重要原因就是异步技术+很强的本地时钟重构能力。

因此,我们可以看到,异步方案有着“隔离前端jitter”的作用。曾几何时很多解码器开始宣传自己能“Jitter Immune”(对前端抖动免疫),就是这个意思。前端差些问题不大,反正信号进了解码器之后我重新构建。

在解码器的数字处理环节,也有一些做法能够隔离掉来自前端的jitter,比如依据一个高精度的本地时钟做异步采样率转换、升频,效果都是明显的,能实现很低的jitter、很高的技术参数。

异步技术这么好,能隔离掉差劲前端的影响、达到很高的技术参数,它有什么缺陷吗?是不是只有好消息、没有坏消息呢?同步技术是否应该完全被异步技术所彻底取代呢?也不是。同步方案还是有一个好处。

同步方案的好处就是因为它源头的时钟被一路贯穿到底、虽然在路径上会有劣化,但没有篡改过,因此声音听感上更容易做到自然、流畅、活生感好。这是一个保留“源头活水”的做法。

异步方案能轻松做到很高的技术参数,确实能在一定程度上隔离掉来自前端环节的抖动(特别是前端比较差劲的时候这种效果很好),但是,因为它是放弃“源头活水”、重构信号的做法,因此,对源头音乐的“忠实度”,是比较差的。

大白话就是:

1、同步方案是“源头活水”一路流淌下来,路径上可能会有些许污染,水质会有所下降,但毕竟还是活水;测试指标会差些,但音乐的活生感好。

2、异步方案是路径上造个水库,源头活水进了水库就没了,后面我精确控制水库的出水口,能作到极高的指标,但是源头活水的感觉丢失了,对源头的忠实度差了。

传统CD都是同步方案。目前的数播,很多本质就是一台电脑,还是同步方案。未来在中高端的数播产品里,我觉得同步方案仍会很多。因为它声音自然、活生的优点是很多发烧友会重视的。但同时我们要了解同步方案是没可能做到异步方案那么高的指标的——源头的时钟信号在传输路径上必然存在劣化,而异步方案是依据一个新的、就近的本地时钟,很容易实现高指标,就象我举的例子里面水库的出水可以很精确地控制。但是它不再是原始的那个水源。

电脑+异步的USB界面,以及解码器内部的一些数字处理方式,都是常见的异步。这些做法能提供很高的指标,并且隔离掉差劲的前端,做得好的话,声音同样会很好;但是,由于其异步的机制,如我前述,和优秀的同步方案去比,它的听感会有所不同。

我前面的讲述也能给一个“现象”提供解释——为什么数播的数字输出jitter有时还会高于一个USB界面?因为数播是同步架构的,USB界面是异步架构的;后者可以很容易实现更低的jitter,但是这并不等于说电脑+USB界面的声音会比数播更好。实际上电脑+USB界面,和数播,出来的声音很容易感受到“不同”,喜欢哪个,还是建议发烧友靠自己的耳朵去细细感受。但是,仅凭着USB界面这种异步方案能做到更低的jitter就判断它的声音“更好”,显然是偏颇的。

事实上,一些抑制抖动的数字处理方案,都是通过异步的原理,去“隔离”掉前端的抖动,去重构时钟,因此这些做法也多少存在我前面所描述的异步方案的缺陷。具体来说就是声音可能不够自然。我所接触过的机器里,对一个印象深刻——美国W4S的一台解码器,菜单里有Jitter Reduction(降低抖动)的功能,还分了几级。我仔细试听过,Jitter Reduction设置级别越高(也就是这个功能介入越厉害),声音越不自然,最高级别的Jitter Reduction听上去干巴巴的,明显不好听。关闭掉这个功能,声音可能是最自然的,虽然有点点糊。这个功能揭示出“抑制抖动”的一些技术方案可能存在的听感问题。

对了,最后我想补充一句:虽然很多降低抖动的数字处理是采用异步方式的,但也存在同步方式降低抖动的,比如Helen数字处理器。因此经过Helen优化后,素质提高、Jitter降低的同时,听感上还是自然的。这算是一个少见的例外。当然这个非常规做法,比较黑科技了。Helen上市2年多还没有出现同类竞品不是没有理由的。

下图出自厂家官网。

我的SoulNoteCt1.0转盘的抖动测试顺便说下同步、异步方案和Jitter抑制的问题




(完)

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