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2021-03-07, 03:09 PM
#6321
此篇文章於 2021-03-07 03:19 PM 被 psycho 編輯。
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2021-03-07, 03:27 PM
#6322
「方波有多方」對jitter的影響
看到前面教授和Higuma兄針對「方波有多方」對聲音影響的討論，小弟想藉由一個簡單的模型來說明一下，方波上升緣和下降緣的斜率，也就是slew rate，也可以看成是頻寬，對數位傳輸中的jitter的影響。其實關於這點，小弟以前應該已經說明過幾次了，但是都只是純文字說明，可能沒辦法表示得非常清楚。這次就特別做一些簡單的圖，看看是不是能夠更容易瞭解。
下圖內有兩種波形，一個是完美理想方波，另一個是非理想方波（比較像實際上的方波），兩者原始jitter為0。
jitter0.png
接下來在這兩個方波上，加上相同強度的雜訊，結果如下面三張圖：
jitter1.png
jitter2.png
jitter3.png
可以看到增加的雜訊對完美理想方波的jitter一點影響都沒有，而非理想方波只要加了雜訊之後，波形過Y軸0點的時間忽前忽後，甚至還可能會在短時間內在Y軸0點上下數次（如上三圖中的最後一張圖所顯示），這表示非理想方波就算原始jitter為0，多了雜訊之後，jitter就會變大了。
小弟把一段時間的波形累積疊加在一起，就可以更容易看出jitter的大小：
jitter4.png
波形通過Y軸0點時的寬度，就可以看作是jitter的大小。很明顯的，完美方波的jitter仍然為0，但非理想方波的jitter就增加了。小弟接著把非理想方波的slew rate再度降低，再重新做圖如下：
jitter5.png
結果顯示slew rate越低，雜訊所造成的jitter就越大。
所以，以上的結論就是，方波上升下降的速度越快，斜率越高，也就是slew rate越大，對雜訊的抵抗力越高，而雜訊所造成的jitter也會越小。
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2021-03-07, 03:53 PM
#6323
同場加映，反射損失...
當數位傳輸線中有阻抗不匹配的情況之下，訊號就會反射，對原始訊號造成干擾。這個反射訊號強度跟原始訊號強度的比值，就叫做反射損失(return loss)，單位通常是用dB。從定義上來看，阻抗匹配得越好，反射損失就越小。以-20dB return loss來說，反射訊號的強度就是原始訊號的十分之一。一般來說，這個值低於-30dB才算是及格。
訊號從轉盤送出後，會在DAC端的接頭有一次反射，把訊號反射回轉盤，然後在轉盤的接頭處再反射一次，而這個反射訊號就會跟從轉盤送出的原始波型疊加。小弟現在假設這個反射後的疊加訊號是原始訊號強度的十分之一，這當然是很差的狀況，但為了要讓圖形更容易看出差異，所以才會這樣設定。
這是完美理想方波的狀況：
jitter6.png
橘線為原始訊號，而紫線為和反射波疊加過後的訊號。可以發現這個反射訊號並不會影響波型通過Y軸0點的位置。
而下圖是非完美方波的狀況：
jitter7.png
可以看到跟反射波疊加過後，通過Y軸0點的時間提前了。當然如果這個反射波的強度和相位是非常穩定的，就不會影響訊號的jitter。但是實際上反射波的強度和相位會因為線材和接頭的震動而隨時間變化，所以波形通過Y軸0點的位置也會跟著改變。換句話說，就是jitter變大了。
因此，從上面一篇和此篇的內容可以得知，方波越方，越不會因為各種外在因素的干擾而讓jitter增加。相反的，slew rate越低的數位訊號，就算原始訊號的jitter為0，也會因為雜訊、反射等等的因素干擾，而讓jitter大幅度劣化。
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2021-03-07, 08:20 PM
#6324
 作者: bchsieh
當數位傳輸線中有阻抗不匹配的情況之下，訊號就會反射，對原始訊號造成干擾。這個反射訊號強度跟原始訊號強度的比值，就叫做反射損失(return loss)，單位通常是用dB。從定義上來看，阻抗匹配得越好，反射損失就越小。以-20dB return loss來說，反射訊號的強度就是原始訊號的十分之一。一般來說，這個值低於-30dB才算是及格。
訊號從轉盤送出後，會在DAC端的接頭有一次反射，把訊號反射回轉盤，然後在轉盤的接頭處再反射一次，而這個反射訊號就會跟從轉盤送出的原始波型疊加。小弟現在假設這個反射後的疊加訊號是原始訊號強度的十分之一，這當然是很差的狀況，但為了要讓圖形更容易看出差異，所以才會這樣設定。
這是完美理想方波的狀況：
jitter6.png
橘線為原始訊號，而紫線為和反射波疊加過後的訊號。可以發現這個反射訊號並不會影響波型通過Y軸0點的位置。
而下圖是非完美方波的狀況：
jitter7.png
可以看到跟反射波疊加過後，通過Y軸0點的時間提前了。當然如果這個反射波的強度和相位是非常穩定的，就不會影響訊號的jitter。但是實際上反射波的強度和相位會因為線材和接頭的震動而隨時間變化，所以波形通過Y軸0點的位置也會跟著改變。換句話說，就是jitter變大了。
因此，從上面一篇和此篇的內容可以得知，方波越方，越不會因為各種外在因素的干擾而讓jitter增加。相反的，slew rate越低的數位訊號，就算原始訊號的jitter為0，也會因為雜訊、反射等等的因素干擾，而讓jitter大幅度劣化。
請教一下bchsieh兄，
先不考慮usb介面的其他問題，
若採用非同步傳輸的usb介面，是否就能避開
「數位傳輸線阻抗不匹配」所產生的jitter呢？
因為用非同步傳輸的話，clock是在dac端才產生。
另外有沒有可能雖然非同步傳輸可以避開「數位傳輸線阻抗不匹配」，
但dac端產生clock時反而會有更多的問題，因此不如使用spdif介面？
有這疑問是，
最近換了dac,也比較了一下同軸和非同步usb(一樣走電訊分離)
，令我驚訝的是我聽不太出來差異XD
上網查詢了一下，才發現似乎「理論上」非同步傳輸usb是比較理想的介面(in terms of jitter)，
讓clock 在dac端產生然後用最短路徑送進dac晶片。
不過這可能不是big picture，所以想請教您
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2021-03-09, 07:28 AM
#6325
作者: k900733
請教一下bchsieh兄，
先不考慮usb介面的其他問題，
若採用非同步傳輸的usb介面，是否就能避開
「數位傳輸線阻抗不匹配」所產生的jitter呢？
因為用非同步傳輸的話，clock是在dac端才產生。
另外有沒有可能雖然非同步傳輸可以避開「數位傳輸線阻抗不匹配」，
但dac端產生clock時反而會有更多的問題，因此不如使用spdif介面？
有這疑問是，
最近換了dac,也比較了一下同軸和非同步usb(一樣走電訊分離)
，令我驚訝的是我聽不太出來差異XD
上網查詢了一下，才發現似乎「理論上」非同步傳輸usb是比較理想的介面(in terms of jitter)，
讓clock 在dac端產生然後用最短路徑送進dac晶片。
不過這可能不是big picture，所以想請教您
k900733兄您好，
非同步USB在架構設計上比SPDIF好很多，
在先天上抗來源以及線材jitter的能力強，
的確幾乎可以避開數位傳輸線阻抗不匹配的問題。
當然非同步USB還是有一些問題，
例如如果雜訊太大或是阻抗匹配問題造成反射太大，
就不單純只是jitter的問題，
而是error，就是把0讀成1，或把1讀成0。
USB audio class 2.0 (UAC2)的非同步模式是屬於Isochronous模式中的一種，
雖然有人把Isochronous翻譯成「同步」，
小弟認為比較適合的翻譯為「等時」。
在等時傳輸下的任何模式，
傳輸中出現任何錯誤，是無法重傳的。
小弟知道網路上有些人認為USB要傳錯資料是很罕見的，
這句話在UAC1是成立的，
但是在UAC2，由於傳輸速度比UAC1高，
如果隨便找一條USB線來用，
其實傳錯的機率（誤碼率）並沒有想像中的低。
另外小弟還有聽說，
一些UAC接收晶片在非同步模式下，
如果jitter太大，
會切換至另一種運作模式，
利用更複雜的演算法來判斷讀進來的資料，
以避免產生error。
晶片在高負荷運作的狀況下，
輸出訊號的品質也會比較差，
雜訊會比較大，jitter也有可能會比較高，
端看晶片設計而定。
關於這一點有個類似的情況可以大略說明。
在非同步的DDC/DAC驅動程式碼內，
有個參數叫做feedback rate。
DDC/DAC這端會依據buffer內的資料量
判斷電腦送資料的速度過快還是過慢，
然後將這個資訊回傳給電腦，
要求電腦傳慢一點還是快一點
以避免buffer滿了或是空了。
這個feedback rate就是DDC/DAC回傳資訊的頻率。
當feedback rate越高，
USB接收晶片的工作負擔就會越高，
結果就是聲音越來越緊，越來越乾。
所以如果阻抗匹配優良的接頭和線材，
以及良好的來源訊號品質，
能讓USB接收晶片的工作負擔降低的話，
對聲音還是有好處的。
所以從這個觀點看來，
線材好壞甚至是數位轉盤的品質
仍然還是可能會對聲音有影響。
至於其他的問題，
就跟阻抗匹配沒什麼關係了。
例如就算是電訊分離，
其實地線還是必須接到電腦端，
否則很多USB DAC或是DDC是無法運作的。
這個從電腦端傳來的地，
會帶有很高的雜訊。
以上大致是小弟在這個主題上的想法和理解。
此篇文章於 2021-03-09 09:42 AM 被 bchsieh 編輯。
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2021-03-09, 11:16 AM
#6326
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2021-03-09, 03:00 PM
#6327
作者: k900733
[恕刪]
有這疑問是，
最近換了dac,也比較了一下同軸和非同步usb(一樣走電訊分離)
，令我驚訝的是我聽不太出來差異XD
k900733兄，很抱歉，關於這點小弟忘了回覆。科技日新月異，很多以前很難處理的技術問題，現在都得以解決。看來您的新DAC，reclock/dejitter和隔離線路設計得很優秀，才會聽不出同軸和USB的差異。恭喜您～
此篇文章於 2021-03-09 04:42 PM 被 bchsieh 編輯。
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2021-03-10, 02:51 PM
#6328
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2021-03-10, 10:59 PM
#6329
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2021-03-10, 11:59 PM
#6330
作者: bchsieh
[恕刪]
以單一相同電容來說，電路安排不要太離譜的話，一般來說數量多還是會贏過數量少的。但這僅僅限於相同電容並聯。不同容質不同材質的電容並聯就完全是另外一回事了。但如果您指的是MKP跟鋁電解電容相比的話，就以您上面舉的兩個例子，Chemicon KMH 33,000uF 25V vs. Electronicon 1,450uF 700V來比較，MKP的等效串聯電阻低了30倍，最大RMS漣波電流高了15倍 (瞬間峰值輸出電流差更多，MKP可以高達數萬安培)，對濾波電容來說很重要的散逸角和漏電流，MKP以好幾個數量級勝過電解電容。雖然理論上並聯N顆電解電容可以將等效串聯電阻降低N倍，並且將漣波電流提高N倍，但事實上光是焊接的接點電阻就可以把這些並聯的好處大打折扣。更何況，並聯後，本來已經不小的漏電流變為原來的N倍......
[恕刪]
我幫 bc大魔王提供聽感證據：
早就試過電解電容了！它的優點是很容易讓低頻(甚至中頻)變得有力，然後音色的正確性與音質會爛到一蹋糊塗.....
當然了，如果是電路板上的電容，不見得會有我說的問題，這裡專門指『為了強化dc電源的供電而並聯(或串聯)的大電容』。
要玩大電容的，只有 MKP電容 是唯一答案。還要注意：汽車改裝音響常用的音響大電容雖然可能用到mkp的，但是它往往內建12v的穩壓電路，所以，死定了！那些穩壓電路保證讓音質與音色完全毀掉。
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