对于数字音频，我们真的需要尽可能低的抖动(Jitter)吗？多少抖动量是可闻的？

icbcodc · 发表于 2023-1-22 23:06

      先说结论：
      1.我们并不需要尽可能低的抖动，因为我们只能听到ns级别的抖动。（见参考论文二）

      2.人耳只能听到纳秒ns级别的抖动。因为不同的研究，针对不同的人群，使用不同的回放路径，还有不同的阈值判定方法，抖动的可闻阈值在大约30ns-500ns之间。（见参考二和三）

      3.在一些传统CD的内容中，已经观察到抖动必须小到121.4ps才能保持16比特的分辨率和20Khz的音频。这远远低于检测的阈值。Nishimura和Koizumi试图测量各种DA系统在重放音乐信号时的实际抖动。他们在测量中无法检测到任何大于3ns的抖动。到目前为止，消费类产品的实际抖动似乎太小了，至少在音乐信号的重现中无法检测到。（见参考论文二内容）

      参考论文一：《Theoretical and Audible Effects of Jitter on Digital Audio Quality数字音频中抖动的理论影响和可闻影响》, Pre-print 4826 of the 105th AES Convention, San Francisco, September 1998.  Eric Benjamin and Benjamin Gannon
      这是AES的正式论文，需要收费才能下载，内外网上也没有找到原文PDF下载，但是里面的研究结论在下面的两个研究中均提到了。

      参考论文二：       《Detection threshold for distortions due to jitter on digital audio数字音频中抖动导致的失真检测阈值》-Kaoru Ashihara1;, Shogo Kiryu1, Nobuo Koizumi2, Akira Nishimura2,Juro Ohga3, Masaki Sawaguchi4 and Shokichiro Yoshikawa5- 2004年
      本研究中的23名听众是音频专业人员或半专业人员，他们应该是训练有素的听众，他们是音频工程师、音频评论家、音响工程师和音乐家。阈值是根据听众在二选一强迫选择范式中的辨别分数来估计的。
      听众被允许使用他们自己的听觉环境（使用音箱）和他们喜欢的声音材料。结果表明，对于训练有素的听众来说，在他们喜欢的听觉条件下，随机抖动的检测阈值为250ns-500ns之间。

      参考三：《Jitter Theory 抖动理论》 - by Julian Dunn  2000年(就职于AP音频测量仪公司)，文中引用了论文一的内容
      在低频时，这一水平大于100 ns，在100 Hz以上有一个急剧的截止，在500 Hz时有一个大约1 ns（峰值）的下限。

      以上参考文章中的后两个可以下载原文，第一个可以在AES官网上查到论文概要。

      关于Jitter抖动地话题，另外一个论坛2016年《示波器测试电脑内置数字音频输出的JITTER（抖晃）》一文，有过详细地讨论，不过并没有深入涉及到抖动可听阈值研究。

我是新手，如果以上有不对的内容，请大家批评指正。

qazpl963 · 发表于 2023-1-23 07:43

先问一下这个抖动测试的什么抖动。如果测试的是USB的BIT级别的抖动。。那么这个抖动简直是天文数字。数据已经无法正常传输了。。

如果测试的每个USB包的发送间隔的抖动，那么现在能做到1us这个抖动的USB输出数播有多少？？

创象势力登场 · 发表于 2023-1-23 09:47

手机和几千块的数播有什么区别

prodomo · 发表于 2023-1-23 11:35

直接听就行了

icbcodc · 发表于 2023-1-23 13:53

本帖最后由 icbcodc 于 2023-1-23 14:18 编辑

qazpl963 发表于 2023-1-23 07:43
先问一下这个抖动测试的什么抖动。如果测试的是USB的BIT级别的抖动。。那么这个抖动简直是天文数字。数据已 ...

以上参考论文不是测量抖动，而是加入抖动，让听着判断是否能对比听出，分辨出加入抖动的音频和没有加入抖动的音频。

再顺便注明下，上面提到的抖动（Jitter）的可闻阈值指我们对比听音时，可以听出的导致失真的最少的抖动是多少秒（ns纳秒，ps皮秒，还是fs飞秒）。目前高级飞秒时钟（AS318-B,AS338）都已经是做到80fs和30fs级别地抖动了，不过从整体设备角度还是会提升到ps皮秒级别的抖动。

想请问，USB bit级别的抖动为什么是天文数字? 有专业一点的测量数据可以参考吗？

实验如何设置，如何知道Jitter的数值，如何确定听音这可以听出因为Jitter导致的失真，可以先看看参考论文二的原文，会比较准确，也应该能下载到：《Detection threshold for distortions due to jitter on digital audio》-Kaoru Ashihara1;, Shogo Kiryu1, Nobuo Koizumi2, Akira Nishimura2,Juro Ohga3, Masaki Sawaguchi4 and Shokichiro Yoshikawa5- 2004年

我转述过来的东西，可能不准确，不完整，建议先看看原文。

如果找不到，请回复我。

icbcodc · 发表于 2023-1-23 13:56

创象势力登场发表于 2023-1-23 09:47
手机和几千块的数播有什么区别

不明白和Jitter的可闻性有什么关系，不如直说结论比较好交流。

icbcodc · 发表于 2023-1-23 14:01

prodomo 发表于 2023-1-23 11:35
直接听就行了

对于购买者，肯定是尽可能听了产品再做选择。

上面的文章也正是以多位专业和半专业的人的听感为研究依据。

wxcxyz · 发表于 2023-1-23 14:01

像这种文章第一真正明白的人少；第二会扯掉很多所谓“老烧”的底裤；第三，会影响一些商家的财路。

所以，能少被毒文忽悠目的就达到了。

icbcodc · 发表于 2023-1-23 14:16

wxcxyz 发表于 2023-1-23 14:01
像这种文章第一真正明白的人少；第二会扯掉很多所谓“老烧”的底裤；第三，会影响一些商家的财路。

所以， ...

其实这也是我最近的疑问，可惜的是似乎中文范围，没有人讨论或者给出直接答案。也是没办法，我才去扒了几天英文资料。

最近因为想把Apple Music用数字方式输出高码率信号给音响设备，发现相关高端数字界面产品都会提到更高级的时钟，更低地抖动（Jitter），USB界面产品1K-3K的产品都会提到，由于过年无法试听，才引出上述疑问。

prodomo · 发表于 2023-1-23 14:26

icbcodc 发表于 2023-1-23 14:01
对于购买者，肯定是尽可能听了产品再做选择。

上面的文章也正是以多位专业和半专业的人的听感为研究依 ...

不用研究，越研究越糊涂。

icbcodc · 发表于 2023-1-23 14:49

prodomo 发表于 2023-1-23 14:26
不用研究，越研究越糊涂。

知道的越多，越会觉得自己的无知，但一定不是糊涂。

木耳用户 · 发表于 2023-1-23 15:01

这么说那些外接时钟都没用了？

qazpl963 · 发表于 2023-1-23 15:16

本帖最后由 qazpl963 于 2023-1-23 15:24 编辑

icbcodc 发表于 2023-1-23 13:53
以上参考论文不是测量抖动，而是加入抖动，让听着判断是否能对比听出，分辨出加入抖动的音频和没有加入抖 ...

USB每个bit是2ps（不同标准不同），你这直接加了几百倍的jitter，那数据就完全没法发送了。。差不多就0或者1是乱序（前后几百个bit）发送的。。。这完全就是乱码呀

至于是加入jitter我当然知道，但是是给什么加入jitter。我10秒发一个bit，加1ms的jitter，误差就0.01%。但是这样换算成USB，那这个JITTER就直接爆炸了。数据根本无法传输。
扫了下你发的论文，首先这个波形是正玄波。。而USB是方波。。这肯定不是USB了。。推测可能是同轴。而且码率是44.1K.16BIT的PCM。

你这个只能得出结论：CD机用高精度时钟的意义不大。。但是这是CD的，和USB是完全两回事。。

saturndu · 发表于 2023-1-23 16:02

Cd采样率 44.1khz，的确对时钟要求不高，特别是r2r解码芯片的机子。流媒体的话如果是96Khz或者192khz就另说了

烧刀大叔 · 发表于 2023-1-23 19:31

听音是感性的，科学永远无法解决感性问题。

野有蔓草 · 发表于 2023-1-23 19:35

我谈一下我的实践
在用网桥的时候
时钟给网桥比接解码解析力和层次感提升明显很多

blurSong · 发表于 2023-1-23 20:31

好文章。抖动是时序数字电路最基础的概念，而且很遗憾，只要正确地设计布线和测试，保证建立时间检查和保持时间检查通过，时钟偏移不会对数字传输的正确性造成任何影响，对于44.1这种蜗牛一样的低频率而言更是如此，遑论能听出抖动这种超人行为了。
说到底，你去问烧友和kol，十个里有十个不懂电声学，所以只能以讹传讹编造或者借用一些名词作为圈内话术传播了。

blurSong · 发表于 2023-1-23 20:45

qazpl963 发表于 2023-1-23 15:16
USB每个bit是2ps（不同标准不同），你这直接加了几百倍的jitter，那数据就完全没法发送了。。差不多就0或 ...

肯思考就是好的，不过你可能还不太了解你所说的概念，usb异步通信，dsp的时钟以及dac的时钟都是不同的概念，但它们的频率都很低，非常廉价的pll就可以解决。

usb的工作方式不是一两句话能描述清楚的，但是它和你想象的完全不同。

湾流五号 · 发表于 2023-1-23 21:11

本帖最后由湾流五号于 2023-1-23 21:18 编辑

人不要思考无法检验的问题，那是很坏的习惯，又不能赚一分钱。

qazpl963 · 发表于 2023-1-24 01:15

blurSong 发表于 2023-1-23 20:45
肯思考就是好的，不过你可能还不太了解你所说的概念，usb异步通信，dsp的时钟以及dac的时钟都是不同的概 ...

建议你去好好重新学一下基础知识。

至于USB的频率很低。不清楚你是听谁说的。USB2.0高速的频率是固定12MHZ。你自己加上1us抖动算算PPM。再去对比下USB2.0高速标准的可接受PPM，看看超了多少倍吧。

还有这里说的是USB自身的时钟，现在的高精度钟都是给USB用的，至于你说的“dsp的时钟以及dac的时钟”，DAC的钟除了少数几个国产的你见过哪个用过高精度了。包括DCS那几个给DAC用的高级钟也都不是什么高精度钟。

至于USB异步，由于缓存小容易受到前面影响这个科普的挺多的了，懒得说了。你用自研大缓存USB异步协议的当我没说。

最后好的PPL+线+线电+钟也要好十几W，最知名的就是HELEN+钟，也不是给USB用的，都是给数字音频用的。锁定还超级费时。

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