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SD卡如何影响音质?与大家探讨一些我的理解

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发表于 2025-1-19 22:59 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |正序浏览 |阅读模式 来自 上海交通大学
大家好。我涉烧不深,此前在坛子里一直潜水。但是看到之前一个帖子,讨论SD卡可能影响音质的,整个过程否定方哐哐拿着GPT生成大道理,肯定方只能说一耳朵听出来,也拿不出什么具体的理论来反驳。人人听感都有差别,关注点也不一样,单凭我觉得怎么怎么样,也很难说服对方。所以专门注册一个号来谈谈我的理解。

我不是做音频的,但是也做过一些嵌入式的项目,对高频模拟和数字信号也有一定的了解。想从我这里的一些经验,简单谈一谈这个问题,希望能给各位提供一些见解,也是抛砖引玉,如有纰漏和疏忽,只当贻笑大方了。

先说结论,尤其在涉及高频模拟信号的时候,SD卡读写对信号的失真确实会有一定影响。

这里SD卡和TF卡其实一样,两种卡的接口是一致的,只有大小区别,我们后面就都拿SD卡来代指。如果从干扰的角度来看,大卡更大一号,距离远了,泄漏电磁对周边器件的影响小一些。有些特种工业SD卡还会往内壳子里贴铝片,确实能进一步做隔离。说到这里不知道有没有坛友能够测试一下,用铝箔纸隔离一下会不会有效果?小心不要让铝箔纸把元件弄短路了。

有的坛友认为SD卡里有晶振,所以导致卡的读写速度会影响音质,还有JITTER,这个观点其实是不正确的。SD卡的时钟是从主控制器通过CLK端口输进去的,而时钟这部分我觉得应该算是做播放器的基本功,现在随便买个一百块钱小尾巴都是飞秒级时钟,一般很难有太多问题。SD卡的读写总线频率是固定的,速度只是控制器慢读和快读的区别。

从数据流的模式可以分为两段,从SD卡读数字信号,通过机器的MCU解码(这一步都要做,和硬解软解无关,主要要把文件系统里存储的数据格式转换为标准的PCM/DSD比特流)然后经过DAC转换为模拟信号,最后通过可能的功放输出,或者直接DAC就能输出(比如43131就能直出)。

对前者,SD卡读然后到DAC这一段,只要是板子上走线正常,阻抗该匹配的匹配明白,走线该对齐的对齐,对外界的屏蔽足够(其实一般电磁环境,裸板都没啥问题),都不会有问题。这一点也算是基本功,如果做不到一般来说开机都开不了。数字信号,或者说比特流,容错都很好,除非拿到切尔诺贝利核电站挨辐射,还真没见过出错的。SD卡也像之前那个哥们说的一样会有校验。至少到这一步,SD卡都不会影响音质的。

其实稍微想想也明白。我这代人读书的时候都拿MP3看过小说,也是存在内存卡和机内闪存里的。小说txt就是纯数字信号,难道各位遇到过看小说看到一半错字的吗?数字信号这一段就是这个样子。单讨论到这一步,SD卡肯定是没有问题的,音质差别不会出在这个位置,可能播放卡顿、跳帧才会是这里出问题的表现。

但是PCM/DSD过DAC之后,被翻译成模拟信号,就非常脆弱,容易被干扰了,SD卡要影响音质,就是这个部分。电磁辐射影响之前其实也有坛友提过了,我这里说说我观测到的。SD卡闪存芯片里存储是用的NAND门,可以理解为一个一个小的电容,存数据就是给电容充电,读数据则是先给这个电容放电看看有没有电,然后再存回去。

我们做模拟信号天线的时候,就发现SD卡对这种小电流的容性负载影响比较大。每当SD卡读写的时候(注意NAND的原理,读写的过程其实是类似的),相当于突然往地上释放电荷。对于悬空设备(没有有效接地的)和小电流信号(对应DAC输出信号的)影响尤其大。

如果调制输出是双极的,比如差分信号,受这个影响就会很小。可能好一点的DAC芯片,平衡输出就是这种。这种信号完全是悬空的,对地面电压不会太敏感,然后差分信号抗电磁干扰也强。单端的因为要地来做参考面,就会受这个的影响。这部分电荷是容性的,所以仅仅只分数字地和模拟地,不把元器件分开,效果也不好,数字地会感应到模拟地上(有些画板子习惯不好的工程师,会说多层板里就数字地一层,模拟地一层,叠在一起,属于自欺欺人)。最好是能够物理上就分区分开,板子割开。可能有些不挑卡的播放器,物理上分区隔离就做得好一些。至于有效接地,一般来说数播都是随身系统,不知道用比较好的接地电源线供电听会不会有差别?感觉不好测试,因为有些设备接电会解锁高耗电进入性能模式,没法做AB对比。但尤其不要随便找个手机充电头,用那种悬空的开关电源,纹波又高,地说不定都还在漏电,只能是反作用。就算用开关电源也至少要接地。

越次的SD卡,放电就越多,这个是工艺决定的。我们做的项目因为受这个的影响很严重,每次读数据都能看到信号咔咔咔在跳,最后是给模拟部分做了半孔板,焊在数字板上,底面还贴了铝片防干扰,做了个半包结构,SD卡读写倒是完全不影响了,也没有测试的数据。肯定没法跟客户说,你必须买什么三星闪迪的卡才能用我们的设备。音频信号相对来说频率比较低,受干扰会比较少,不至于一耳朵听着杂音,但可能就有一些很难感知的影响,尤其是比较捉摸不透听不明白的高频,可能这就带来了所谓“音质”的差别。尤其是结像,所谓老烧都是烧高频,高频泛音对结像的清晰度非常关键,而如果要影响,不平的地面对高频的影响肯定是比低频的影响重。

如果是输出就走PCM,不在这里做数模转换,上分体式的,可能确实会更好,SD卡就不会有太多影响,把数播当转盘使。但是如果走机线,相比于设计严谨测试规范的机内PCB走线,感觉更容易被干扰。对于那种DAC芯片输出就是单端信号的,不知道会不会把放大和DAC尽量放近一点,地面不要形成场效应,效果会不会好一些?

最后回到卡的速度和音质的关系。我不太熟悉这些卡的具体工艺,对于主控模式来说,感觉来说可能像QLC、TLC这些会比MLC要好一些,因为一个单元的数据量更多,读写的总漏电更少,不过这方面我也没找到数据。索尼说慢一点的卡会好一些,不是很明白原理,不知道是因为他们的工艺慢一点的卡的干扰小,所以先射箭再画靶子,还是什么原因。因为读卡这个过程是离散的,先从卡里读进MCU的内存,感觉应该不会有什么问题。看一些评测说,快慢实际上也是刷写速度,一般从芯片上看都不会有太大区别,特别是速度相近的,有时候都是相同工艺,一块晶圆上好的做快卡坏的做慢卡。有个猜想,可能是慢卡内阻高,放电慢,反而对这个放电过程的影响更小了。

我们这边偏下游,没有搞IC的同事,我对SD卡的理解也是拍脑袋,权当抛砖引玉,如有错误希望大家能够包涵指正。
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 楼主| 发表于 2025-5-13 15:00 | 只看该作者 来自 上海交通大学
兰迪乌斯2 发表于 2025-5-11 12:04
大家还是看看索尼的解释和测量吧,几百万的频谱仪测量,一般人也那个钱去测试

http://www.erji.net/foru ...

学习了。看到索尼提到:

笔者(问):最后还有一个问题想问下负责播放器设计的佐藤先生,音频数据都是从闪存中预先读取,然后储存在“缓冲器”里再播放吧?如果这个“缓冲器”容量很大的话,microSD卡的运行也不会受到影响,这方面怎么样呢?
佐藤:因为其是消费级的产品,所以一般不会将“缓冲器”设计的很大。虽然为了不让声音中断,在某种程度上留有余地,但即便如此也没有把整首曲子读进去的容量。而且,也不是读完就马上断电,所以无论如何还是会受到来自这里的电磁波的影响。

我们的任务都是完全缓存的,读写都做了页面封装,如果边读边处理确实会影响。没想到索尼这么抠门,随手加个缓存不到50都不舍得用
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发表于 2025-5-12 10:41 | 只看该作者 来自 澳大利亚
SDK 发表于 2025-5-12 08:15
现在已经可以用HiFi Plus+ V1.0程序对存储器包括但不限于固态硬盘SSD、机械硬盘HDD、Flash存储器如SD卡、 ...

這麼利害。。。那個即是能自動處理生產出來的操作嗎?

我在網上找不到。。。能分享給我嗎?

十分感謝

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发表于 2025-5-12 08:15 | 只看该作者 来自 广西贺州
caucow 发表于 2025-5-11 10:34
研究了好一段時間,干擾問題大概知道是什麼情況。

但可能或不可能是存儲器的問題上。

现在已经可以用HiFi Plus+ V1.0程序对存储器包括但不限于固态硬盘SSD、机械硬盘HDD、Flash存储器如SD卡、TF卡内的音乐文件进行处理、使其重新生成适合播放的HiFi状态,并且完全不会改变文件的任何内容
MD5、Hash哈希校验与源文件完全一致


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53
发表于 2025-5-11 12:04 | 只看该作者 来自 中国
本帖最后由 兰迪乌斯2 于 2025-5-11 12:08 编辑

大家还是看看索尼的解释和测量吧,几百万的频谱仪测量,一般人也那个钱去测试

http://www.erji.net/forum.php?mod=viewthread&tid=2307893



另外楼主你的理解也是错的,你认为只有模拟信号会产生差异

其实恰恰问题在于数字部分的干扰

这也是为什么电脑,数播,cd的声音不一样的原因,这也是他们存在的意义,否则大家都用电脑就行了
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52
发表于 2025-5-11 12:01 | 只看该作者 来自 中国
头文字c 发表于 2025-1-21 09:34
这个真是人能听出区别来的吗?


你不要先入为主的认为差别小(你已经自己心里预设为人耳不可闻)

其实恰好相反,远比mp3和wav的差别大的多的多

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51
发表于 2025-5-11 10:34 | 只看该作者 来自 澳大利亚
SDK 发表于 2025-4-18 14:06
因为只要不是完全只读的存储器,都存在这个问题,不同写入方式带来的差别

研究了好一段時間,干擾問題大概知道是什麼情況。

但可能或不可能是存儲器的問題上。

可能的情況下:如出現干擾的情況,最大可能是存儲器質量上出現了問題。

不同的存儲器比較肯定的是,聲音取向會有不同。



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50
发表于 2025-4-18 14:06 | 只看该作者 来自 广西贺州
caucow 发表于 2025-4-18 01:42
今天留意到一些東西,檔案在生產過程中似乎也受到一些高頻污染,我嘗試用自己CD轉出來的原生WAV檔案好像 ...

因为只要不是完全只读的存储器,都存在这个问题,不同写入方式带来的差别
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49
发表于 2025-4-18 01:42 | 只看该作者 来自 澳大利亚
SDK 发表于 2025-4-17 13:43
Foobar2000对WAV的转换,是完全不改变任何文件内容,100%完整

1、而且这种“转换”传输文件与直接复 ...

今天留意到一些東西,檔案在生產過程中似乎也受到一些高頻污染,我嘗試用自己CD轉出來的原生WAV檔案好像有也這個問題出現. 

CD ROM和轉檔用的音樂儲存設備也有用線性電源做供電。



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48
发表于 2025-4-17 13:43 | 只看该作者 来自 广西贺州
caucow 发表于 2025-4-17 02:09
想不到還有這一招~剛剛測試完,十分驚喜,我大概明白那個是什麼原理,之後再優化一下看看有沒有其他突破 ...

Foobar2000对WAV的转换,是完全不改变任何文件内容,100%完整

1、而且这种“转换”传输文件与直接复制文件的不同听感,是可以在存储卡拔下断电后依旧能够保留的;
2、即使拔下断电,插入另一台播放设备,也可以听出与直接复制的文件声音的区别,这是可以重复验证的;
3、这种不同,包括但不限于Flash存储器、HDD机械硬盘、SSD固态硬盘。
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47
发表于 2025-4-17 02:09 | 只看该作者 来自 澳大利亚
SDK 发表于 2025-4-16 21:19
WAV格式的无损音频文件,直接用Foobar2000的转换功能,将目标文件夹设为存储卡,1、把您需要的WAV文件拖 ...

想不到還有這一招~剛剛測試完,十分驚喜,我大概明白那個是什麼原理,之後再優化一下看看有沒有其他突破。





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46
发表于 2025-4-16 22:45 来自手机 | 只看该作者 来自 中国
电路优化的好 什么卡都一样
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45
发表于 2025-4-16 21:19 | 只看该作者 来自 广西贺州
caucow 发表于 2025-4-16 20:12
好的~

軟件方面,暫時找到 Directory Opus 和 DiskGenius ,請問有其他軟件推薦嗎?謝謝

WAV格式的无损音频文件,直接用Foobar2000的转换功能,将目标文件夹设为存储卡,1、把您需要的WAV文件拖到播放列表,全选播放列表内的所有文件,右键 》转换》WAV到...》选择文件夹

这样通过FooBar2000转过去的WAV文件内容不会发生变化,但是听感一定是跟直接复制过去完全不同的
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44
发表于 2025-4-16 20:12 | 只看该作者 来自 澳大利亚
SDK 发表于 2025-4-15 23:30
您这相当于不同读卡器写SD卡,
当然,写入的文件进行MD5、Hash哈希校验结果应该一致以保证文件本身完全 ...

好的~

軟件方面,暫時找到 Directory Opus 和 DiskGenius ,請問有其他軟件推薦嗎?謝謝
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43
发表于 2025-4-15 23:30 | 只看该作者 来自 广西贺州
caucow 发表于 2025-4-15 14:16
在PC用USB連接播放器直接將檔案寫入到機內的SD CARD,與將檔案先寫入到SD讀卡機,會有分別。

您这相当于不同读卡器写SD卡,
当然,写入的文件进行MD5、Hash哈希校验结果应该一致以保证文件本身完全一致。

我指的是,使用不同软件(软件A、软件B、软件C)将同一个音频文件通过同一个USB口写入同一个读卡器,读卡器内的存储卡上会产生三个一模一样的音频文件(文件A、文件B、文件C);
这三个文件使用一台播放设备播放,你能听出三个文件的声音倾向是不同的
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42
发表于 2025-4-15 19:57 | 只看该作者 来自 美国
感谢楼主的解读分享,写得很详细
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41
发表于 2025-4-15 18:44 来自手机 | 只看该作者 来自 中国
好贴!
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40
发表于 2025-4-15 14:16 | 只看该作者 来自 澳大利亚
SDK 发表于 2025-1-22 12:43
不单单是颗粒,而是包括但不限于SSD固态硬盘、HDD机械硬盘、TF卡、SD卡等各种电子、机械磁盘存储介质;听 ...

在PC用USB連接播放器直接將檔案寫入到機內的SD CARD,與將檔案先寫入到SD讀卡機,會有分別。
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39
发表于 2025-3-28 19:16 | 只看该作者 来自 河南信阳
没有任何测量数据支持的结论,

全篇都是,我想,可能,我认为,

都是胡说八道。


影响最大的是听音乐的那个土脑袋的智商,和脑放大小。
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38
发表于 2025-3-24 09:24 | 只看该作者 来自 中国
学习
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