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从HIBIKI cksLite v2谈谈数字音频时钟的技术与感受

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发表于 2024-11-13 22:14 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式 来自 辽宁
本帖最后由 taomeikuangke 于 2024-11-13 22:18 编辑


音频时钟一直是一个很“抽象”的概念,讨论它似乎就等于讨论“玄学”,但它的解释并没有多么复杂,比如下面这种说法
“音频世界的一切都与“时间”有关,是它们使音符聚集在一起,形成律动,并最终构成音乐,这是宏观意义上的时钟。数字音频时钟则是一种具体的、微观层面上的概念,它可以简单理解为——特定频率的电脉冲,一个时序信息,一个高频率节拍器。比如我们常说CD碟片采样率44.1KHz,这就对应一个时钟信号频率。”

在数字音频系统中,时钟信号是无处不在且必备的,唯二的问题是——-1.数字音频时钟信号从哪里来,2.数字音频时钟信号对声音有多大影响。





“时钟信号从哪里来”这个问题,以解码器为例,有三种来源,对应三种工作模式——Audio Sync/音频同步时钟、Internal/本地时钟、External/外部时钟。
(说几句题外话,我对于时钟的理解均基于电声理论+实物+实际听感,用过,拆过,测试过,这篇文章说的是“综合的整体情况”,不过时钟这个问题确实比较麻烦,我也只能讨论通用的情况)




Audio Sync/音频同步时钟是最简单的,通常也被认为是效果最差的。
它的时钟源自前端机器,无论USB、S/PDIF、AES哪种传输方式,传输的数据中都包含时钟信号。解码器的USB界面或DIR电路接收之后,将其分离转换成I2S信号发送给下一步(如果我们了解I2S总线的定义,这问题就更有意思了,I2S有四根线,LRCLK/帧时钟、BCLK/位时钟、MCLK/主时钟、Serial Data/串行数据,合着四根线里面有仨时钟)。
说得更明白一些,此时时钟准不准,抖动大不大,解码器说了不算,得看前面的转盘给不给力(比如选用一个高性能 USB界面,相关讨论可以去看我的另一篇文章)。
尽管有解决办法,但这种模式变量太多,不太靠谱,唯一的好处可能是——简单、便宜、省事,但HIFI嘛,不能糊弄事,由此就引出了第二种模式——Internal/本地时钟。

这是目前高性能解码器广泛采用的时钟方案,大概流程是这样的——第一步,同样是接受数字信号+分离时钟,第二步,解码器看一眼分离出来的时钟信号,知道是什么频率,然后从内部高性能时钟发生器调用一个同样频率的信号。这种情况就不太吃前端了,毕竟只用作识别参考,设计上也是丰俭由人,而且随着供应商器件水平的进步,几千块的解码器也用上飞秒时钟了。

说到“飞秒时钟”,哎,开始玄学了,没办法,这个概念很多人不太了解。
按照我们的朴素认知,一般都会纠结“时钟准不准”的问题。这个认知没毛病,时钟嘛,不准就是最大的问题。但是,怎么描述它“准不准”?专业的说法是“相位噪声”和“抖动/时基误差”,本质都一样——描述实际时钟信号与理想值的偏差。所谓的“飞秒”就是按照“抖动/时基误差”的方式介绍时钟的性能。(抖动是一个时域概念,所以单位是fs)
这东西也没必要不信,HIFI机器上常用的Crystal Oscillator就那么几个,CRYSTEK CCHD-950(第一代)、CCHD-575/CCHD-957(第二代)、Accusilicon AS318-B/AS338,datesheet都在网上挂着,自己看一下就行了,而且也没有很多人猜想的那么贵,像AS318-B单颗零售价不到100。



这句话说完之后呢,我猜立刻就有人要说了——这帮奸商,一个机器用俩晶振,成本100多,但外置独立时钟要卖几千上万,太黑了,对吧?
别急,上一张测试图给大家看看,也就是我手里这台HIBIKI cksLite v2整机实测参数(最后做出来的效果,可不是单独测的晶振)。






虽然测试频率不一样,cksLite v2输出的是10MHz,稍微占了一点频率上的便宜,但就说这个参数,和上面那几个不是一个量级的吧?

这说明啥?
飞秒时钟是一个“泛泛的概念”,很多时候就是个噱头,几百fs到几十fs再到几fs,都可以叫飞秒,实际上不是一个东西。(一个容易理解也很像的类比——平板耳机的“纳米振膜”,也是从几百纳米到几千纳米都有)
在机器实际设计中,也不止一种选择,SPXO、TCXO、OCXO、锁相环+VCXO,四种方案都可以做飞秒时钟。HIFI解码器常见的CRYSTEK和Accusilicon属于高性能SPXO,新款HI-END机型如dCS LINA Clock、ESOTERIC G1X,以及我手里的HIBIKI cksLite v2,用的则是OCXO。




所以,飞秒时钟是玄学吗?
不是,核心在于三点——1.所用的飞秒时钟到底是怎么做的,什么水平?2.厂商能否提供全面的测试数据?3.你对数字时钟了解多少?

搞清楚这些情况之后,我用外置更高性能的时钟替代机内时钟有问题吗?显然没有,这就是解码器音频时钟的第三种来源——External/外部时钟,具体使用效果如何,就看时钟水平差异有多大了。由此还可以解决一个问题——选购外置时钟值不值?我认为最实际的答案是这样的:
1.高性能外置时钟并不是吹出来的,技术上也有优势,咱们就对比同一个厂商的产品,UINTERFACE界面内置的OCXO时钟系统可以看做主流级别的飞秒时钟,但它的性能比不上cksLite v2。
2.外置时钟被误解的最大原因是——非必需品,它不解决功能性问题,而是进阶型玩法,那就不是每个人预算都能支持的。预算有限的情况下当然是先补齐短板,何况解码器配置不到一定程度,也不会开放时钟输入接口。
3.民用HIFI和专业音频需求不同,他们的看法可以参考,但也仅限于参考,大家需求不一样。专业音频为什么要用时钟?多台设备构成复杂的音频链路+多次ADDA转换,此时,必须在一个统一的时序信号控制下工作,重点是——“时钟同步”,因为不同步很容易产生爆音等问题。然后才是音质,但这就又绕回来了,是不是先把母带级ADC和DAC安排上?
4.如果你追求极致,想走到最后那一步,不用纠结了,数字时钟早晚都要买,无非是买哪一个的问题。我看重的是HIBIKI cksLite v2每台机器都有实测数据(也就是“HIFI出世纸”),价格也比较实惠。至于不同时钟音色差异的问题,过于虚无缥缈了,我比较相信实打实的电声科学测试。



说了半天,总算是掰扯明白“时钟信号从哪里来”的问题,也说明白了不同来源的时钟信号有什么技术上的差异,那么,听起来咋样?咱们还是老办法——云试听走起吧,我选了四首我比较喜欢也很有特色的乐曲,大家可以先听一下,然后说说我的个人感受。(建议搭配我之前做的USB界面对比云视听一同比较)(等下在回复中发链接,没办法,绿坛就这个风格嘛)
听着还是有区别吧?唯一不提气的可能是我用飞傲K19推HD800S做的录音,没达到“高级玩家”的配置标准,但这并不重要,能体现出区别就行。

这种区别在我看来是一种共性,高性能数字设备都有的共性,总结一下就是——声音清晰精致、干净凝聚、细节丰富、层次鲜明,我选的这几首歌也是希望尽可能的展现这个特点。比如La Cumparsita/假面舞会,我选的版本是Viveza乐团的专辑——Five O'Clock Foxtrot/五点钟狐步舞,很出名的一张音效碟,而且它的音效不是说后期处理做得很夸张,在录音阶段,话筒摆位什么的就有特殊处理。听它的钢琴,箱体共鸣非常明显,按键力量感十足,其实就是录音的时候把话筒插到钢琴里面录的,和人声味精碟是两回事。


由于这种录音方式,虽然乐队不大,用的乐器不多,但细节很多。钢琴鲜明的强弱力度变化,小提琴大量的切分音带来的音乐律动,尤其是断奏(staccato),乐队演奏过程中会突然停一拍,这也是探戈的特色之一。要注意的是,乐手停了一拍,乐器的声音并不会立刻终止,也就是常说的余韵残响。这个声音就很微弱了,你的设备重放的时候能不能听到?有朋友可能会说,不就停了一拍嘛,马上就过去了。这话说的对,但没有对比就没有伤害,细节如果被含糊过去了,录音听着就有点假了,不自然不鲜活。


第二首乐曲我选的是弗拉明戈吉他,一个现场录音,三位乐手水平都非常高,而且弹的特别快。很多人对器材的“素质”是什么感到疑惑,听听这个录音就知道了。首先,能不能听清楚?快但是不乱,大珠小珠落玉盘嘛,不是一整个掉在玉盘上的,有先后、有强弱变化的。然后演奏过程中,三位乐手之间有互动,现场观众也有互动,有没有一个明确的声像定位?不光是横向的,还要有纵向,完整的空间感。
这就是“素质”,我特意没选常见的交响曲,毕竟场面大有些东西确实听不清,虽然分轨录音也可以做的很清晰,但那显然是做出来的。而这个,三把弗拉明戈吉他的现场录音,没什么复杂的录音处理,大家自己听,素质差一点,吉他听着就有点黏糊、粘连的感觉。(第三首乐曲中的小提琴也是同理,有没有强烈的顿挫感?没有,那就是素质不够)

最后是选了一首欧美流行,Gin Wigmore的专辑Gravel&Wine,由于这张专辑风格很多样,我也不知道怎么分,Dirty Love应该算是摇滚/流行歌曲吧。


这位女歌手的嗓音非常有穿透力、爆发力,大概不是“老烧”喜欢的那种低吟浅唱,但从这首歌我觉得可以讨论一下“人声毒”的问题。前面提到了几个特点——清晰精致、干净凝聚,虽然都是好词,但听着好像有点偏向“数码味”,对吧?似乎人声就不够甜润了,但是,这个世界上并不是只有蔡琴、邓丽君才叫女声。
人声毒的本质我觉得是两点——1.人声的表现力够不够,全面的表现力必然是能文能武、能快能慢的,而且后者兼容前者,先有动态大、张力足、质感强,然后才是悠扬从容,听啥玩意都是一个声,都是慢慢悠悠的,那就不值钱了。2.整体声场表现上,不同设备有区别,这点看耳机系统更明显,HD800和初代T1,前者声场大、人声远,似乎就算不上人声毒了。传统的解决办法是配电子管耳放,用HUFI来弥补。时钟呢,也能微调,咱们说了嘛,上了时钟后声音比较凝聚,声音听着没那么空了,也是加强人声。区别在于前者失真高,细节也没了,后者不够松弛,对于老头乐玩家来说听长了有点累。

整体上我觉得时钟的提升是正向的,是否选购使用取决于——你希望解决什么问题。
如果是提高素质、提高细节层次表现力,那没问题,用就完事了。唯一要注意的是——单纯一个高性能时钟并不够,解码器、数字转盘/界面的水平也要跟上,时钟最后选配就可以了。但如果是一些别的东西,比如韵味、特色音染,换信号线比时钟直接,只不过这种“直接的效果”是有代价的,线材是无源的、被动的组件,所谓的调音,不过是拆东墙补西墙而已,时钟却是从源头上减少时基误差,不是一个概念。

最后谈谈音频时钟怎么用,怎么接,用什么线接。



使用方面,就一句话——时钟可以常年通电不关机,否则每次开机都要预热,就很烦人。虽然cksLite v2锁定信号很快,但了解一下OCXO工作原理你就明白了,它内部是真有一个“小加热炉”,功耗倒是不高,通常1W多点,不会影响其他元件寿命。

传输方式只有一种——主从模式,外置时钟是发射端(即Master/host),一套系统中只有一个,解码器是接收端(即Slave/expansion),这就可以有好几个了,网播、界面、解码什么的都可以做时钟同步。此时要采用星形链路(Star Configuration)的连接方式,从时钟引出多根信号线分别连接其他设备的时钟输入接口。至于时钟上面用不上的端口,找个防尘帽扣上就行了,记住一点——不用的接口就不要接线。
然后,看看解码器的时钟输入是什么规格。常用的有两种,二选一就行。10MHz频率的叫主时钟/Master Clock,用50欧阻抗同轴线(RG58规格)连接。44.1KHz和48KHz频率的叫字时钟/Word Clock,用75欧阻抗同轴线(RG59规格)连接,而且别嫌麻烦,两根线都要接,否则一切换采样率就尴尬了。


话说我现在讨论的话题好像越来越“抽象”了,或者说也不是抽象,而是脱离群众,但HIFI就是折腾嘛,厂商又很大方的支持邮寄试听。从实际效果而言,UINTERFACE界面+cksLite v2时钟,只要解码水平过得去,确实有一种打开新世界大门的感觉。是否喜欢,每个人感觉不同,但这种体验非常值得一试。

END

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 楼主| 发表于 2024-11-13 22:21 | 只看该作者 来自 辽宁
云试听我发的B站
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发表于 2024-11-15 08:44 来自手机 | 只看该作者 来自 江苏徐州
用的pc当音源 时钟给界面是吧?有没有同步给解码
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 楼主| 发表于 2024-11-19 10:31 | 只看该作者 来自 辽宁
Pluto1 发表于 2024-11-15 08:44
用的pc当音源 时钟给界面是吧?有没有同步给解码

这个选择就很多了,界面前面接网播转盘或PC都可以,也可以做时钟同步(输出端口足够多),但我现在主力是黑胶,数字音频方面没太折腾
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