本帖最后由 yukeelun 于 2023-11-22 18:28 编辑
有意思的貼
原來網址 https://share.erji.net/v2_1/wap/share-thread?tid=2246906
內容如下...
发烧了3年，体会良多，今天我想说说各个器材厂商是怎么去设计产品，这个必须要谈到数字音频信号处理的基本原理上来。
首先，我来说一下，数字音源从被读取到放出声音的基本过程，这个完全就是数字信号处理的一个链路，一切都有其自身的定律。当然这里就不能展开去论述傅里叶变换，高斯定律这些东西，这个太深奥，不去展开了，这是厂商的研发人员要考虑的事情。但是数字信号处理的这个基本链路，正是各个器材厂商玩套路的基础。
无论是数播，还是PC，都是电脑播放数字信号的模式。数播本身也是电脑，是音乐专用电脑，只不过它用的是arm的系统，极少用windows，并且没有鼠标键盘给你看，所以很多人不认为它是电脑，但是事实上，数播，就是标准的电脑。但是事实上，arm架构的系统，在顶级的数播里是被放弃的，中低端的数播都喜欢用它，arm架构属于封闭式的，不容易产生很多系统噪声，但是配套支持的硬件少，其实声音不太能搞出澎湃的动态。到了Trinity，taiko这个档次的产品里，基本上都是X86系统了。X86系统在处理好噪声之后，能发挥出arm系统无法达到的能量。
数字信号被处理的过程，大致可分为：读取、解码、调制解调（界面的工作）、数字音频信号滤波、数模转换（DAC的主要任务）、模拟信号滤波、模拟信号第一次放大（带有前级功能的DAC会干）。在这个过程中，电流的物理质量会很大程度的影响到最终模拟信号的质量，所以对电的大量处理，是根本。同时，在数字信号的范畴里，有一个所谓的数字噪声，这个噪声，在解码时候会出现，数模转换时候也会出现，所以要用滤波来把它们剔除。最后，模拟信号的放大，又会涉及到失真的问题，失真也是要极力去降低的指标。整个链路里，任何一个环节拖后腿，都会让最终的声音不好听。而各大器材厂商，其实设计的产品，无非就是把某一个或某几个环节的操作，放进自己的产品里去处理。每个厂家，都有一些自己拿手的核心能力，但是一般都不肯能全链路具备卓越能力。所以产品售卖的时候，只能是围绕自己的核心能力，搞一搞，然后其它环节不做或者凑合做做。对外宣称的，肯定是自己最牛逼的地方，不牛逼的地方，就一笔带过了。
读取和解码 数字音源，在电脑里被读取的时候，播放软件本身是带有解码功能的，因为无论哪种格式的音源，WAV，FLAC，MP3，这些都是一种编码方式，播放器要读取这个数据，利用自己的算法进行解码，这个时候其实算法的差异就开始出现了。优秀的播放器，有很好的算法来解码，譬如HQPALYER，本身的解码能力非常的强大。而QQ音乐，解码能力就很一般了。这就造成了不同的播放器，播放出来的音质差异很大。 解码后的数据，是符合USB传输规范的数据流，只能用USB、HDMI或者网线传输，并不能通过同轴通道。这个数据从PC传导到接口板子（也就是我们平常说的界面，可以内置也可以外置独立），由界面对其进行调制解调，变成PCM规范的数字信号。然后再送出去，给后面的DAC进行数模转换，这里我们暂时不提DSD音频直接数模转换这件事了，太复杂。毕竟DSD不是主流。
在整个读取的过程中，会有两个噪声被掺杂进去，一个是电流的物理噪声，克制它的办法，无非就是好的隔离牛，电源处理器等，同时使用杜兰的电源线等，大量的减少电流里的高频脉冲噪声。这个噪声如果被带进后面的信号传输，无法被过滤。这种噪声存在的形式，就是一种电磁脉冲信号，只不过它并没有实际的内容。
还有一个噪声，就是在数据被解码时候产生的数字噪声，这种噪声，是数据被读取的时候，自然产生的，如果深究起来，就要说到高斯定律，这里不能展开了。此噪声并不是电流里的那个噪声，这个噪声是可以被过滤的，它存在的形式，是一种内容。过滤，就是我们所说的一个环节：数字信号滤波。数字信号滤波是非常核心的环节，也是各个厂商牛逼的地方。
界面，在进行调制解调的时候，也会产生以上的两种噪声。所以，好的接口界面，必须用很好的线性电源供电，同时要有非常牛逼的数字噪声过滤的算法。
纯净如农夫山泉般的数字信号，是进行数模转换前，必须实现的，否则后面的过程里，就是一塌糊涂，不可能出现好的声音。
市面上很多人选择了数播，放弃了电脑，就是因为，数播做了大量的处理，拿ａｕｒｅｎｄｅｒ Ｗ２０ＳＥ 举例，它首先是供电部分，用大量的超级电容供电，杜绝电源里的物理噪声，同时自己开发了ｌｉｎｕｘ基础的操作系统和播放器，尽量减少系统解码时候产生的数字信号噪音。
数字音频信号滤波
滤波，用一个很形象的日常生活的动作去形容比较容易－就是淘米。淘米的时候，我们需要往里面加水，让一些杂物漂浮到水面，然后过滤掉。而且，要想比较方便的过滤，必须把水放多。这个，就类似于数字滤波的时候，要升频，提高数字音频信号的频率，再过滤，提的越高越好。但是，音频数据被解码后，信号的频率一般就是４４.１KHZ，如果要提高，就得有一个算法。这个时候，算法的牛逼之处就体现出来了。大厂之间竞争和保密的，滤波算法是其中之一。你算法越好，就越能把频率提的非常高，那么数字噪声，就可以轻松过滤，同时剩下的音频信号，也很自然，不扭曲。这个地方无法再深入讲解了，因为数字噪声处理是数字信号学的深度学问，说多了，就跑题了。ｗ２０ＳＥ就具备自家的数字滤波功能，它可以把音频USB信号调制解调成PCM格式的信号，再升频１６倍，达到７６８KHZ，通过它的双AES功能向后端的DAC传输。这也是它牛逼的一个地方。另外著名的chord家，有一个升频器m scaler 也是完成这样的牛逼的功能。总之，数字音频信号滤波，非常非常的重要，否则数字噪声会被送进DAC进行数模转换，转换成没有意义的模拟信号，严重干扰音质。
然而数字音频信号向后段DAC传输的过程中，还存在一个问题，就是信号的抖动。这个抖动，是由于电脑的工作频率（采样率）和后面解码器之间的频率不一致导致的。采样率这个东西也不展开了，整个计算机处理各种数字信号，全靠各种晶振的振动，才能去采样。所以玩到时钟，就会涉及到飞秒晶振，恒温晶振这些，总之就是晶振的频率越高，那么一般会越好，但是对硬件的要求也越高，成本也越高。
抖动，会带来很多信号的损耗，会严重的降低音频内容的密度，鲜活度，动态等。解决抖动，有几个办法，一个是墙制同步电脑和解码器之间的工作频率，譬如用独立的时钟去同步电脑接口和解码器的工作时钟，DCS家比较擅长的就是玩时钟，但是这个太贵了，真的不是一般玩家能承受的。另外一个是采用缓冲数据，然后再向后发送数据的模式。也就是说，把电脑发过来的数字音频数据全部缓存，然后再向后发送，同步缓存器和DAC之间的工作频率会容易的多。因为电脑的工作频率太高，而DAC的工作频率要低得多。缓存器很容易获得一个跟DAC一致的工作频率，再把数据发送过去，抖动就小多了。希腊的这个整形器，就是利用这个原理做出来的。它不但能缓存数据，同时还能把数据进行噪声整形，它可以把电脑南桥芯片，USB总线里产生的各种数字噪声进行重新分布。但是它并不进行滤波，这说明它没有核心滤波的算法。它会把噪声利用自己的能力，分布成一个更加容易被后面DAC或者界面过滤的布局。通过这两个能力，对USB信号重塑。这就是希腊器材，IDEON 3R和TIME的核心能力所在，它这个能力，极大的降低了电脑信号传输的误差，同时也降低了玩家的成本。毕竟大部分人玩不起时钟，支持时钟同步的解码器和数播，都贵的要死。而PC机，不可能被同步时钟。
TIME的设计者说，它与计算机的通信是通过异步缓冲区完成的，实现了高度的隔离。这是来自3R的第一个创新。第二个创新是USB驱动，它是通过特殊的IC重新驱动完成的，消除了USB信号传输损失，解决了电缆和插头产生的互连问题。此外，3R 用干净、低噪声的独立电源取代了 USB 电源，再次实现了与计算机电源的完全隔离。
数模转换 （DA）
这是解码器（DAC）的主要工作，就是把数字音频信号，通过芯片，基于一种算法转换成模拟信号。也就是人可以听见的音频信号。数模转换，有三种基本架构，所有的解码器，都在这三种内：
1. ＤＳ模式，也就是我们最常见的解码芯片模式。但凡使用９０３８ ４４９７这些的解码器，都是DS架构的。DS架构的特点是，数模转换的算法，封装在芯片内，芯片都是成品器材，可以去买，很便宜，但是算法一般。转换完成后，产生很多的模拟信号的噪声，又得进行处理。这种解码器的厂家，一般都是在后面大量的进行模拟信号过滤。譬如希腊的解码器，就是使用9038pro解码芯片，然后自己再对模拟信号做大量的处理。这说明，它们没有核心的数模转换的算法。
2. ｒ２ｒ模式，也就是比较著名的阵列电阻模式。解码器里面有一个芯片，芯片封装了各家厂商自己开发的数模转换的算法。芯片有２种：FPGA和DSP。比较著名的ｒｏｃｋｎａ是使用FPGA，而MSB厂家，使用的是DSP。算法芯片，指挥阵列式电阻，共同完成数模转换。这种模式，成本高昂，但是如果算法和电阻配合的很好，出来的模拟信号质量非常的棒。但是这种解码器，但凡做的好的，都贵的要死，无论是算法还是电阻，都是独门秘籍，成本极高。
3. 纯FPGA或DSP模式。这种都是厂商自己独立开发的芯片，算法和数模转化全部使用芯片以高速计算模式完成。这种解码器极少，有能力搞的，都是厂家的技术力量非常的雄厚才行。市面上比较著名的两个这种解码器，一个是ｃｈｏｒｄ ｄａｖｅ，一个是丹麦的翻车鱼。这种解码器在解码的时候，芯片高速运算，发热量极大。都很烫手。而翻车鱼，模拟部分也做的相当的不错，也就是滤波等做的很好。
模拟信号滤波和放大
数字信号在转换成模拟信号后，必然会产生一些噪声，因为数模转换的算法没有完美的，一定会诞生一些非和谐的信号。这个时候就要进行过滤，过滤的能力，也是各个厂家调音的能力。往往最终的乐感如何，就看厂家对过滤时候的参数的设置了。乐感这个东西，仁者见仁智者见智，完全考验调音师傅自己的功力，非常的主观。这也是老蒋说的，技术只能解决一部分问题，最终不同的人，搞出来的声音，在同样的技术下，也完全不同。
至于放大，就不多说了，解码器数模转换完成后，输出的电压一般是２－４毫伏，高的有６毫伏的。然后这个电流到了前级那里，要升压放大。至于这个部分的失真，还有各种原理，就不去展开了。总之到了前级和后级，基本不是数字信号处理的范畴了，那又是一个很深的领域。信号的放大，以及放大后的失真，还有控制力等，每个都足够写个博士论文。比较著名的瑞士品牌，登峰，FM这些，都是有自己家的独门秘籍的。
[size=18.4533px]
| 
粤公网安备 44030602000598号 耳机大家坛、www.erji.net、网站LOGO图形均为注册商标 
IP卡
狗仔卡
发表于 2023-11-22 18:23
收藏
分享
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡
楼主
