分别标记为D+、 D-的两根线以差分双绞的形式传输信号,另外两根线中Vcc向USB设备供电,Ground是地线。也就是简单说,一条完整的USB线里面不仅仅是传输信号,也同时传输着一个额定电压为5V 的电流,而实际输出几乎不可能达标,这也能解释为什么用USB口给手机充电很慢而且电量很虚一用就没了。而这个电流会随着信号被一起传输到解码器的DAC(数模转换)芯片中。相信一些敏锐的朋友已经发现了问题所在!是的,这个伴随着信号一起传输的电流是直接来自于PC主板,而主板上连接着什么?CPU和它的散热风扇、机箱的散热风扇、一个自带2-3个风扇的显卡、内存、机械硬盘、甚至于光驱等等。这些设备在运转时无时无刻不在产生着EMI(泛指电子产品工作时产生的诸如谐波,电磁等干扰)更重要的是,维持所有这些电子元件工作的电统统来自于一个开关电源!主板上为数不多的滤波电容基本都是为CPU供电服务的,其他插口和端口里的电品质是很差的,所以现在的显卡都必须自带很多滤波电容来保证GPU工作时候有一个稳定的供电。所以PC恶劣的电环境是音质最大的杀手!
解码器中的DA处理器是根据基准电平来解码信号的,假设基准电平是3V,那么只要是高于3V的输入,都被判定为是1。所有低于3V的都被判定为0。
我们把一个信号在数值上的失真称为NOISE(噪声),而信号不单单会产生数值上的失真,还会产生相对时间轴上的失真,即JITTER(抖动)。
简单阐述就是数字音频录音的时候有一个作为参考的时钟信号和音频信息被一起送进AD转换器转换成数字信号。不管是录音还是回放时候,如果信号传输所用的时间不对等,那么就产生了Clock Jitter(时基抖动)。
HIFI究其本质就是追求更接近于原始录音的回放效果,但是很多JITTER在录音过程中就已经产生并被记录到了数字音频中,所以就算不考虑录音系统对声音采集的局限性和数模转化对于声音的还原能力,理论上来说我们也永远无法获得与录音效果完全一致的回放,因为世界上没有任何一个电路不产生JITTER和NOISE。
我们所能做的,就是尽量减少和或者想办法规避、补偿这些失真。
现在我们可以回到最先的问题上,不同的USB线会影响数字信号的传输效果吗?答案是肯定的,不同线基材料的导电率、阻抗、长度、密度、杂质含量和成分都是有差异的,哪怕是单晶体,其内部的晶体长度、排列顺序、方向、断口结构等都会对信号产生不可逆的改变。理论上来说,世界上不存在两根声音完全相同的线材。关键在于,这些改变产生的结果最终反馈为声音的时候,是不是还能被我们的耳朵所察觉呢?答案谁都无法说清楚,因为对于声音判断的灵敏度是因人而异的,但是能盲听分辨不同USB线的玩家现在也不在少数,这无疑是一个很好的佐证。
我们来尝试着分析下目前一些比较常见的PCHIFI方案:
首先是使用声卡的方案,优点是简化了中间环节,规避了USB串口端和相关的线材中产生的干扰直接读取从内存里输出的信号进行解码或转码SPDIF。缺点也很明显,声卡依然逃不开PC电源,且本身也暴露在机箱的干扰环境内。加之市面上声卡鱼龙混杂,并不一定价格贵就声音好,所以建议选择此方案的烧友一定擦亮眼睛。
另一个方案是使用USB界面,可以理解为一个独立于机箱外且有独立电源和外壳的声卡。好处自然不言而喻,独立的供电摆脱了PC电源的限制,金属质的外壳也可以起到很好的屏蔽干扰作用。是目前技术比较成熟,应用方便的方案。
而像我这样比较懒的人选择直接USB输出到解码器,此方案的效果好坏关键在于解码器的数字解码部分设计。这里推荐使用异步传输方案。不同于传统的同步传输,信号传输速度单方面由输出端控制,接收端只能被动适应输出端的速率。异步传输架构里信号到DA芯片之前先会经过一个XMOS芯片,简单理解为信号传输控制器。它存在一个反馈通道,可以向信号输出端反馈需要的传输速率,根据有源晶振发出的精确时钟信号来调节输出端发送信号的速率,控制信号输入解码芯片的时间。关于异步信号传输解码的原理如果展开是较为复杂的,就不在这里做过多赘述。现在很多的USB界面也是采用此种解码方案,确实可以大为减少系统产生的JITTER,对于数码声干,硬,不耐听有较明显的改善。
优化
选定了方案,也搭建出一套完整的系统了,下一步就可以开始优化系统了,同一套系统不同的优化手段能搭配出无穷无尽的声音,有时候看似很微小的环节都有可能是影响整个系统声音的关键。
所以PCHIFI中怎么能缺了爱折腾的玩家呢?更换电源、做机箱电磁屏蔽和接地、换主板、换主板电池、换内存、换机箱线、SATA线,使用特定优化过的操作系统等方法来优化。但毕竟折腾电脑这条路大部分人不愿意去走,所以我把注意力投向一些更加简单的辅助设备上,比如看看老外们有什么黑科技~
AudioQuest(线圣)这个品牌大家应该不陌生,专注生产研发各种信号线。他们家有一款小巧的产品 Jitterbug USB Filter
我把自己电脑上能用的都装了上去,这么多电容先得在电脑上煲一段时间,经过反复充放电达到自然老化,才能进行实际效果的测试。所以安装完之后的几天内我没有特意去听音乐,而是正常用电脑玩游戏看电影。然而让我意想不到的是,我竟然发现插上这些玩意以后我玩坦克世界的画面掉帧情况竟然大为好转了,之前在一些树木茂盛地形复杂的场景,画面帧数最厉害时候甚至会掉到七十多,但是现在能稳定在九十以上。虽然因为我的显卡本来对付这游戏的最高特效都绰绰有余了,但是还是让我震惊到了我,慢慢我发现之前下载或者读大文件的时候硬盘发出的吱吱声也基本听不到了,纯净的电源对电路上的元器件工作状态原来有这么大影响。想到当时玄人志向在做滤波卡的时候出发点大概HIFI无关,就是希望通过电源滤波让电脑获得更稳定的运行状态和性能。
我准备了自己的台式解码耳放西装以及乐彼L3P(只用USB DAC)来写最后的评测,而耳机用到了飞利浦X1(单晶铜线),耳塞用了虫哥的平衡天佑和UM3DD定制(单晶银铜混编线)。
我自己的这套台机西装虽然是小众品牌,且不论声音到底如何,贵在已经伴随我几年时间,我对它的声音真是比我老婆还熟
用来测试优化设备对于最终声音表现的变化可谓是最合适不过。另外的L3P是我一直想试听的随声装备,干脆问乐彼客服借了一个过来,没错,也是同样手段连哄带骗借来的
实测对比了L3P直插不接内部滤波设备PC,和使用助推器但不接内部滤波设备的区别。单端口用3DD测试,感觉区别不大。L3P的单端口素质一般,至少感觉比我手头的DX50好的很有限。只有平衡口的素质我较为满意,总算对的起3499这个价。而接助推器的平衡口下分离度,声场和低频都有可闻的变化,如果用一句话总结就是感觉声音更有力量了。
当然最严谨的测试肯定需要用台机来,不过这个过程可真是把我累坏了,单独全套过滤、单独插过滤卡、单独插内存过滤条(还有单独插1条和同时插2条)、单独只用助推器,助推器+单独过滤卡、助推器+单独内存过滤.....这里面可以搭配出太多个选项。我觉得这电脑几年内我对它动的手脚都没这几天加起来的多。不过好在功夫不负有心人,终于还是在折腾中慢慢体会出了些感觉。总体来说,对于最终声音表现的改变主要体现在几点:
一是获得了更安静的背景,这是信噪比提高的最直观感受。虽然我这套装备平时也不会出现底噪,但是很明显用了滤波卡或者单独用助推器都能感受到更安静的背景,这在听一些相对安静的例如钢琴曲等的时候更明显。
二是更好的动态,听口水歌可能还不够明显,但是听大小编制的交响时候都有切确的感受。这是一种很让人兴奋的体验,你能感觉更像在音乐现场了。
三是高低频的变化,低频会更有力量感和下潜深度,高频的变化属于亮丽的更收敛,却能感觉到延伸感的突出。
四是分离度和层次感的变化,你会发现以前听到的一些感觉是靠在一起的乐器终于能分出空间上的错位了,相对这种惊喜而言声场略微提升倒是其次的副作用了。
测试过的太多搭配方案里,全套滤波设备的声音和单独用一个助推器而不用其他差距是不大的,单独用滤波卡和单独用内存滤条我开始以为应该有很大差别,但是竟然只是得到了两种不同的声音取向,瞬间让我觉得那几个去耦电容真是很神奇。
最终折腾完毕把滤波设备又重新全部装回电脑,再接上助推器。我默默泡上一壶茶,因为……我TM实在是太渴了~
HIFI系统就是一个木桶原理的体现,系统最终的声音表现取决于最短那块木板的长度。而前言里就提到了PCHIFI系统里我们需要解决的就是PC的问题,而PC最严重最主要的就是电源问题。我们在享受电脑便利的同时就必须去接收它至少在目前的科技水平下依然无法达到其他媒介音质的副作用。而我的文章只是希望提供给大家一点灵感和方向,怎么去做对于系统更有利的选择。希望能跟大家多交流多学习,文中如有错误地方也欢迎大家指正。