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小科普:为什么高档转盘和低档转盘的声音不同

(2020-11-08 11:19:19)
标签:

数字音频

jitter

分类: 发烧理念

很多新烧和非发烧友最难以理解的一件事情就是:为什么0101相同的数字音频信号,会出来不同的声音?比如CD碟片读取,比如数据传输,都是有校验机制以确保数据正确的,也就是说无论是高档转盘还是低档转盘,高档数播还是普通电脑,读出来的数据,0101是一样的,为什么会声音不同呢?为什么会有很贵的高档转盘、高档数播?


当然,有点入门、研究过这个问题的人,会看到一个叫“抖动”或者“时基误差”(Jitter)的概念,说的是0101虽然相同,但音频信号的时基抖动是不同的,或者说,在时间轴上存在偏差,不可能完美,导致声音差别。这是对的,不过多数人对jitter的理解还是偏于简单的,觉得这仅仅是数字信号里“时间轴”无法作到绝对精确。实际情况比想像的更复杂:为什么转盘和数播里电源供应、电路排版、时钟晶振等很多环节都会影响声音?就因为是个复杂的问题。


理解数字信号“数据相同而声音不同”,最容易解释清楚的方式,还是一句以前说过的老话——这个世界的本质还是模拟的。


这个世界的本质是模拟的(即“连续性”的),不存在理想的0、理想的1,不存在理想的数字信号。理想的0、1、数字信号只存在于理论上,或者说,只有数学意义。


就象数学上的点没有面积、线段没有宽度,这是数学意义上的,而物理意义上的任何点都有面积、任何线段都有宽度,放大了看都可以测量出来。数字化也是一样的,0和1,理论上非黑即白,清清楚楚,但这也只是数学意义上的,而物理意义上的0和1、数字信号,放大了看波形,都有瑕疵,都是不完美的、甚至可以偏差很大(但是不造成误码)。


高级转盘和低档转盘出来的数字信号,从数学意义上看是一样的“数据”(0和1),但从物理意义上说,放大了观察信号,是很不一样的,这会导致解码器那里识别和处理这些信号时表现出差别(在哪个瞬间识别为0和1),从而造成声音的不同。 


数字音频中的调制了时钟的数据信号,其实质是一种对上升/下降过程很敏感的特殊数字信号,要从模拟信号的角度去理解。很多人只知0101,不知道设备在哪个瞬间将信号识别为0、识别为1,就是信号本身决定的。

我举个直观的例子:下图里的上下两个数字音频信号,数据角度看是完全相同的,但波形差别很大,到解码器那里出来的声音肯定是不同的,下面的信号声音会好得多(抖动小、波形好)。但是,从0101的数据角度,他们是完全一样的!

当然即便是下面的波形信号,离“完美”仍有很大差距。完美事实上是做不到的。物理世界里的所有事物都不完美——因此也都有无尽的提升空间。对音响发烧来说,也永远有“更好”、有提升空间,不存在到顶、达到完美。完美只存在于理论、数学意义上。 

小科普:为什么高档转盘和低档转盘的声音不同

 


从生活经验来说,一个人在成长历程中必然会认识到很多事情“理论上”和“实际上”是有偏差的,甚至很大的差别。数学意义,和物理意义,这两个概念就是存在很多差别的。数学意义上不存在最小的数,物理意义上却存在最小的“基本粒子”。数学意义上的很多东西都是理论的东西,和实际并不吻合。


虽然数字音频有着一套完美的理论,但操作起来,实际的层面是很不同的。在实际的层面上,没有完美的数字信号,这个世界的本质是模拟的,数字信号的本质也要从模拟去理解和看待。发烧友要认识到这一点,就能理解为什么同样的0101声音会不同,为什么有不同档次的转盘和数播。事实上,对于数字信号我们已有很多测试方法和量化指标,高档转盘和低档转盘输出的同样0101信号的波形是完全不同的(就象上面的图),一看即知,并不难理解。



-END- 

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