应F大建议，把我另外一贴回复DAC工作过程和影响因素发一下

andygaof · 发表于 2017-2-20 08:20

本帖最后由 andygaof 于 2017-2-20 08:56 编辑

下图是小提琴某个音调长弓的波形图，请注意一点尽管他可以用FFT来分解，也符合香农定理，但是请注意他不是正弦波。

violin.jpg (36.31 KB, 下载次数: 0)
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2017-2-19 15:49 上传

为了简化我的工作量，我不具体画图，从网上下载了一些图，跟小提琴这个图有出入，您理解意思就行了。通过采样，我们会得到96Hz，24bit的音轨

sampling.png (11.47 KB, 下载次数: 0)
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2017-2-19 15:59 上传

好了，在采样端我们没有任何麻烦，接着这个文件会被录音师和混音师采用各种乾坤大挪移的手段将这些音轨最终生成发行的44.1KHz，16bit文件。那么回放的时候，第一步就是把文件变成二进制流发给DAC（假定通过USB），然后由DAC从新恢复波形。这个地方可能会发生若干问题。为了简化问题，我们不在讨论已经老掉牙的同步USB的问题。只讨论异步USB的情况。

传输误码：由于数字部分的优异能力，这个几乎可以忽略不计。但是请注意声音回放USB传输是没有重传机制的。谁说有，先请自扇耳光一百个。非要较真，请去XMOS官方看他们的白皮书。假定DAC正常收到了所有的报文，下一步DAC就要重塑波形。

我们知道每个采样都会被恢复成一个电压值

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2017-2-19 16:31 上传

这个时候有几个要素：

抖动：任何抖动都会对声音造成影响，下图说的很明白，也就是会造成还原的波形出现偏移。下面引用Prism Sound官方教学资料的内容，比较容易看懂

clock4.jpg (70.12 KB, 下载次数: 0)
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2017-2-19 16:31 上传

clock2.jpg (115.71 KB, 下载次数: 0)
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2017-2-19 16:31 上传

这个jitter可能是DAC的时钟精度问题，也可能是线路引入的，线路里面的方波并不是理想的，由于干扰或其他原因，会造成高低电平穿越点发生偏移，也就是会造成抖动。请注意任何线一定会引入抖动，这个需要DAC有纠正能力。这就是为什么数字线可能会影响声音的原因，个人认为数字线只要屏蔽良好，传输带宽足够，阻抗匹配良好就可以了，没必要用天价线材。我是线材有用论者，也是不建议线材调音论者。这个有点跑题，不在本贴中具体分析。

clock5.jpg (132.44 KB, 下载次数: 0)
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2017-2-19 16:33 上传

然后翻译出来的电压值需要一个参考电压，从而把数字信号变成电压。芯片的这个参考电压值很低，极易收到干扰，任何的干扰都会影响DAC的精度。这就是为何要优化前端PC，为何要使用线性电源最小化纹波的原因。

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2017-2-19 16:40 上传

但是现在还没完，上述的东西都可以用物理方法解决。都不是事儿。最重要的问题，也是我个人认为一个DAC最核心的价值来了。如下图，数字信号变成电信号在我们听到之前他是这样的。这个其实是不能听的。

resampling2.jpg (73.33 KB, 下载次数: 0)
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2017-2-19 16:44 上传

想要这玩意能听，就需要滤波器。滤波的方式很多，但是滤波的算法不同滤出来的也不一样。下图只是个例子，不是实际情况，用于说明不同滤波算法得到的波形不一样。所以一个DAC设备，包括CD机等等，最核心的就是这个滤波算法，90x8也好，449x也好内置了一些算法，所以你切换滤波的时候听感是不一样的。而一些大牛公司是有很久的滤波算法积累的，他们用的自己的滤波算法。所以就算这些公司都用90x8声音也不一样，同一个牛逼公司用90x8和449x可能做出来的声音就差不多。因而我认为滤波算法才是DAC最核心的技术。

滤波器.jpg (84.13 KB, 下载次数: 0)
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2017-2-19 15:59 上传

滤完了，其实还没结束，这个电压值太低了，给放大器太小。还需要放大一点，而放大部分也是会影响声音的。这个就是放大电路的问题了。今儿不讨论了。播放软件例如foobar，HQPlayer，Amrra是有不同的一些数字滤波算法的，所以对声音也有影响。

总结下来，线路和DAC自身抖动会影响声音（受线路和DAC本身时钟处理能力影响），DAC芯片的参考电压会影响声音（受DAC自身电源处理能力和外来干扰影响），滤波算法会影响声音（受播放软件算法，界面算法和DAC自身算法或模拟滤波器实现影响），受模拟放大部分影响（受DAC自身设计水平影响）。

james_yoyo · 发表于 2017-2-20 08:23

本帖最后由 james_yoyo 于 2017-2-20 08:27 编辑

谢谢楼主分享

“数字线只要屏蔽良好就可以了，没必要用天价线材。 ”

“就算这些公司都用90x8声音也不一样，同一个牛逼公司用90x8和449x可能做出来的声音就差不多。因而我认为滤波算法才是DAC最核心的技术。”

T大白 · 发表于 2017-2-20 08:27

数据不懂。。耳听为实。。性价比最高的就范大米 gotham 这种都可以再上一个档次就AQ钻石这种然后就没必要了。
后面的银彩旗舰提升很不明显了。。

x_neo · 发表于 2017-2-20 08:56

这个必须顶！

andygaof · 发表于 2017-2-20 08:58

本帖最后由 andygaof 于 2017-2-20 09:01 编辑

james_yoyo 发表于 2017-2-20 08:23
谢谢楼主分享

个人认为数字线只要屏蔽良好，传输带宽足够，阻抗匹配良好就可以了，没必要用天价线材。

一开始的说法不够严谨，小修改一下。换句话说，个人认为，数字线要相信有阻抗匹配测试能力的厂家，远离没有测试能力的DIY。模拟线则可以百家争鸣，耳朵收货。但是个人仍然偏爱没有调音的专业线材。

mvw · 发表于 2017-2-20 09:06

本帖最后由 mvw 于 2017-2-20 09:07 编辑

帮楼主稍微补充一点点,根据奈奎斯特采样定律,只要采样率达到信号频率的一倍,这个频率的波形就是能被完美恢复的,比如采样率44100hz,那么22050hz,也就是人类听觉范围内的波形足够完美恢复了,而且保留了10%的余量.但问题出在没法生产出完美的低通或带通滤波器,也就是没办法保证采样信号一定落在22050hz以下,万一混入一个或更多个22050hz以上的声波信号,而这个本来应该作为噪声的信号没有被滤波器滤除的话,那恢复出来的波形就会有问题了.这大概是数字滤波为什么重要的原因.

另外高码主要的用途其实就是简化滤波器设计,比如你做一个48k的低通滤波器(48k以上全滤除),难度肯定比做一个22k的要低,而且可能能把无法避免的噪声推倒20k以上的频段,这样能最起码能在账面上改善听感.至于20k往上多出来的那几万hz信号,按道理对人耳没啥意义,但反正是买一送一,也就笑纳了.这些好像都是数字信号处理的常识,专业是通信和信息技术的本科生应该都很清楚.

夜惊风 · 发表于 2017-2-20 09:07

用这些带DF算法的软件播放输出USB，严格意义上都不算源码重播。而现实是越来越多的软件正在这样做。

多说一句，做为源码数字源，优秀的数字转盘才是正道。

mvw · 发表于 2017-2-20 09:08

andygaof 发表于 2017-2-20 08:58
个人认为数字线只要屏蔽良好，传输带宽足够，阻抗匹配良好就可以了，没必要用天价线材。

一开始的说法 ...

老叶说数字线主要考虑高频电缆,也就是要有可靠的带宽,或者说速度得够.

typ0713 · 发表于 2017-2-20 09:09

技术帖，顶后再看。

mvw · 发表于 2017-2-20 09:09

夜惊风发表于 2017-2-20 09:07
用这些带DF算法的软件播放输出USB，严格意义上都不算源码重播。而现实是越来越多的软件正在这样做。

多说 ...

foobar不挂插件输出信号也要滤波?hq肯定滤波的,foobar应该不会吧.

andygaof · 发表于 2017-2-20 09:12

夜惊风发表于 2017-2-20 09:07
用这些带DF算法的软件播放输出USB，严格意义上都不算源码重播。而现实是越来越多的软件正在这样做。

多说 ...

老兄的话不太认同，以前是用模拟滤波为主，各个厂家随便搞就叫源码重播，现在数字滤波搞搞就不叫源码重播了？

andygaof · 发表于 2017-2-20 09:15

mvw 发表于 2017-2-20 09:06
帮楼主稍微补充一点点,根据奈奎斯特采样定律,只要采样率达到信号频率的一倍,这个频率的波形就是能被完美恢 ...

感谢M大补充，现在最普通的设计是数字滤波加192模拟滤波了，所以我没有谈这个问题。

mvw · 发表于 2017-2-20 09:20

本帖最后由 mvw 于 2017-2-20 09:21 编辑

andygaof 发表于 2017-2-20 09:15
感谢M大补充，现在最普通的设计是数字滤波加192模拟滤波了，所以我没有谈这个问题。

我想很多耳机爱好者可能连滤波这个事儿究竟是干什么都不太清楚,信号处理方面我只懂一点点皮毛,所以主要聊耳机,不太聊dac,呵呵.

顺便要是懂的话,也可以顺带提一下升频也就是插值,毕竟现在基本上听不到不声频的dac芯片了.

andygaof · 发表于 2017-2-20 09:24

本帖最后由 andygaof 于 2017-2-20 09:31 编辑

mvw 发表于 2017-2-20 09:20
我想很多耳机爱好者可能连滤波这个事儿究竟是干什么都不太清楚,信号处理方面我只懂一点点皮毛,所以主要聊 ...

其实聊也没用，这玩意都是传子不传胥的最大商业秘密。我们只有听的份儿，连评价都是主观的。个人认为滤波算法，电子管材料，输出变压器材料，是HiFi玄学的最大由来。但是其实他是科学来的。跟可口可乐的秘方一样，为啥它的口感是那样，大家都知道他是科学，但是喝起来就是玄学。

相比滤波算法，电子管和输出变压器材料。其他测试指标都变成浮云，哈哈哈

lovexps · 发表于 2017-2-20 09:32

点赞，有知识地理性消费

phoexi · 发表于 2017-2-20 10:00

mvw 发表于 2017-2-20 09:09
foobar不挂插件输出信号也要滤波?hq肯定滤波的,foobar应该不会吧.

HQ也可以不升频输出

当然不管你如何玩总是要升频的你软件不升频 DAC芯片也要升频（这里暂且忽略极少数的NOS解码）

而所谓数字滤波器是升频的一个组成部分

数字滤波器的好坏对于一个解码是重要的当然它也并不是全部（要不然随便一个解码搭配HQ就能上天了？显然不能）

很遗憾的是除了有几个AKM的片内DF还过得去其他集成DAC片内DF性能堪忧而市面上绝大多数解码器并没有采用外置升频（不仅是国内国外亦是如此）

PS 高总那个YGG是外置DF的算法还过得去吧

gebegebe · 发表于 2017-2-20 10:08

夜惊风发表于 2017-2-20 09:07
用这些带DF算法的软件播放输出USB，严格意义上都不算源码重播。而现实是越来越多的软件正在这样做。

多说 ...

那为什么这样的软件越来越多？

夜惊风 · 发表于 2017-2-20 10:12

andygaof 发表于 2017-2-20 09:12
老兄的话不太认同，以前是用模拟滤波为主，各个厂家随便搞就叫源码重播，现在数字滤波搞搞就不叫源码重播 ...

      模拟滤波不涉及数字处理，跟是不是源码没有关系，但是在PC端对文件的码流进行DF处理，毫无疑问USB界面输出的I2S数据跟不做DF处理是不同的。
      更为关键的一点是，众所周知，DAC的DF处理对MCLK的质量要求高，所以时钟是越靠近DF越好的，这点在CD机上面体现的更多，绝大多数的CD架构上，MCLK信号是从DF芯片或者DAC芯片回传给DSP。

      而在PC上做DF处理，数据处理的时钟基于PC，在这点上面，后端DAC使用再高级的时钟给界面或者DAC都有一种用纯洁之词赞美一个老妓女的感觉。

      可能有些朋友要说了，数字文件在出厂之前不都是用PC处理过的吗，再处理一次又怎么样？？？好吧，这种想法跟妓女卖一次和卖十次没有什么区别差不多，但是我的建议是既然碰到了而且有能力让她不需要再卖，就让妓女从良吧，起码可以减少染艾的风险是吧。

      请原谅我的比喻有点粗俗，想到就用上了。

tyj518 · 发表于 2017-2-20 10:33

从顺序上说，数字滤波应该放在数模转换之前吧。数字滤波实际上就是一个升频的过程，引入升频过程的最初目的是降低模拟滤波器的设计难度。虽说CD格式留了10%左右的余量，但这个余量对于模拟滤波器而言是非常窄的。
另外PCM和DSD的处理方式有很大不同。这里主要讨论的还是PCM的重放。

mvw · 发表于 2017-2-20 11:08

phoexi 发表于 2017-2-20 10:00
HQ也可以不升频输出

我知道hq有选项可以不升,但我认为即便把这些全关了,这个软件播放时候还是做过大动作的dd的,声音听上去有那种把原始信号拆散了再重新拼起来的感觉,这个感觉几乎是hq独有的.

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