为还未理解Jitter概念的朋友而写: 数码音频知识入门之"小白版"

小白

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看来这一点还是大家都提出了疑问. 希望有深刻懂PC的人出来一锤定音.

我只知道传统CD机的工作中,数据流在通过I2S总线或S/PDIF界面从转盘部分传输到解码时,是产生JITTER的.

电脑拷贝文件时的数据流,到底是否产生JITTER呢?

激光鼠

原帖由 小白 于 2008-9-13 21:45 发表
看来这一点还是大家都提出了疑问. 希望有深刻懂PC的人出来一锤定音.

我只知道传统CD机的工作中,数据流在通过I2S总线或S/PDIF界面从转盘部分传输到解码时,是产生JITTER的.

电脑拷贝文件时的数据流,到底是否产 ...

Jitter是时钟的事情，数据不谈Jitter。只要用到时钟就必然有Jitter。数据传输肯定要依赖时钟，所以数据传输时要考虑Jitter的影响。玩超频能最明显感受到Jitter的影响。

激光鼠

我觉得很多人最疑惑的是：文件拷贝时的jitter会不会影响到最终回放时的声音表现？
回答是理论上不会，理由很简单：数据本身不包含Jitter，影响回放声音表现的仅仅是DAC的时钟Jitter。

ljw100

激光鼠的理解是正确的。

我不清楚在CD机中，DA转换前数据是按1位或16位传输，如果按1位传输，则在DA转换前应有一个将16个1位信号转变为一个16位信号（如果是16位传输，不需要这一转变动作）、并由这个16位0、1信号控制产生一个脉冲信号X的过程，理论上这后一个由16位0、1信号产生的脉冲信号X等价于量化时的脉冲信号，这个X脉冲信号被送进滤波器去“画”“曲线”。所谓JITTER对声音的影响，其实是这个X脉冲信号在时间轴上抖动的结果。

[ 本帖最后由 ljw100 于 2008-9-14 08:48 编辑 ]

mayao11

原帖由 小白 于 2008-9-13 21:45 发表
看来这一点还是大家都提出了疑问. 希望有深刻懂PC的人出来一锤定音.

我只知道传统CD机的工作中,数据流在通过I2S总线或S/PDIF界面从转盘部分传输到解码时,是产生JITTER的.

电脑拷贝文件时的数据流,到底是否产 ...

硬盘存WAV文件的格式我是很清楚，那个……硬盘里是1个bit接1个bit的数据，没有jitter的容身之处啊，因为和时钟是无关的，只是静态存储而已

不过进一步，如果有人说：抓轨到C盘的文件拷贝到D盘听感不一样。这就很难说了……如果真有这么神奇的事情，只可能和硬盘存储数据不连续有关，某个分区碎片太多，会在查找数据时稍慢，但是，因为硬盘是有缓存的，按说不应该出现这种问题。能听出的绝对是神耳……

总之，电脑拷贝的数据流不会出错，因为结果是0、1，而又与时钟无关，如果出错别说是声音文件，程序早都崩溃了。但是也可能将来某人能指出硬盘播放wav文件与硬盘本身素质之间的关系……这真说不准，神耳太多

[ 本帖最后由 mayao11 于 2008-9-14 09:10 编辑 ]

激光鼠

我也听说过香港有个老烧在电台主持节目时声称能听出WAV文件拷在不同硬盘上声音不同。

farsight

原帖由 梦思杨 于 2008-9-12 12:18 发表


所以说你还是没有懂，只要是数字电路，只要有数据流，就有jitter，这是常识，你要先把这句话理解了，咱们再说能不能消除。

一般文件（把音乐先排除在外）的传输过程，jitter不jitter无所谓，只要这个jitter不大到产生无码，可以无视它，这是一般情况。

比较特殊的情况，还是要考虑这个jitter。比方说，S兄弟知道jpeg的交错模式么？也就是说图片在你的电脑终端的显示是由模糊变清晰这么一个过程，当然，你的网速快，一般不会产生明显的问题。但是，如果你的网速很慢，或者说电脑的渲染速度太慢，或者说图片的体积太大，如果一般的民用过程中，产生了数据的延迟、数据的时基错位问题不大。但是如果这张图片是远程手术的高清指导图呢？图片正中间是一个大瘤子，周边几个小瘤子，结果图片在传输过程中产生了明显的jitter，大瘤子先看见了，小瘤子显示不出来，患者的出血状况又不允许过长时间的等待，所以医生直接下刀了，大瘤子割掉了，然后缝合了……等图片不jitter了，小瘤子显示出来了，伤口都缝好了，咋办？要知道，虽然这个情况比较少见，但是并不是绝对不可见。

再说视频，战地指挥官采用实时音视频指挥不对，命令下来了：“往B25高地投掷燃烧弹。”轰炸机出去了，长官发现了刚才的口误，B25是自己友军的基地，赶紧改口：“轰炸任务 取消！”结果“轰炸！”命令出去了，“任务取消”四个字jitter了，咋办？

再说一个更直接的例子，“小姐，XO多少钱？”“8000元。”“开……。”砰，开了！“……什么玩笑？”这个jitter咋办？

例子极端了一些，但是无可否则这都是在命令、数据传输过程中造成的时基误差。

在电脑中，在网络上，这个jitter那是那么容易感受到，也不是那么容易理解。但是如果你知道什么是数据的双向传输，你知道数据流的传递模式，你知道一些基础的电脑工作常识，你就知道“文件传输和拷贝过程，jitter的影响是可以消除的，没有说的那么悬”这句话，最好还是不要说得那么肯定~

这几个例子好像不太妥当。
JPEG的那个例子，好像没有什么有关传输速度的规定，拍摄是实时的，再快的网络是终端设备，也会有延时，如果把这个也叫Jitter，未免扯的太远了。
在那个XO的例子里，除非有什么规定，小姐必须要在听到顾客回答后的某一个时间段内做动作，否则双方都没有什么错。楼上有人讲“时基误差”要有“基”才行。数据拷贝可快可慢，并没有什么规定。你总不能把你的耐心当作时基标准吧。
小白在科普音乐重放中Jitter的影响。在这个范畴之内，Jitter只在D/A的界面上才有意义。
诸位老大，如果有兴趣对Jitter做深入探讨，另开一贴去谈，拜托了。

farsight

原帖由 激光鼠 于 2008-9-14 09:13 发表
我也听说过香港有个老烧在电台主持节目时声称能听出WAV文件拷在不同硬盘上声音不同。

这种大神级的人物，本不应该在人间存在。

KGy

haha
我来掺和一下。
jitter可以说是流动的数据产生的，时间上的误差。
不过其实这个“流动”，仅仅指电信号的传播。
对于数字电路而言，可以理解为数据信号跟时钟信号之间的时序关系。当然，这个例子跟音频的jitter相去甚远。比如说，时钟（clock）上升沿，发送方改变状态，到了下降沿，接收方从信号线上取信号状态。那么，“基”就是时钟，但是信号的变化不可能每次都一样，会有微小差异（这里的概念就跟音频领域的jitter不一样了），不论如何都要赶在接收方锁存信号之前让接收方的电平达到逻辑高或者低的范围内，接收方才能准确地收到信号。如果信号状态改变得慢了（比如线路分布电容大的话），接收方收到的东西就可能会出错。
这事数字逻辑电路里面低速同步传输的一个典型例子，也就是前面pipeorgan和狂天方等大侠言论中所隐含的模型。

总之，电气上的数字传输，其实都留了足够的余量，信号变化的时间不够精确那也没事。

而上升到文件拷贝级别的“数据流动”，已经不谈jitter了，jitter只在线路上出现（想起前面有人说“界面”了，我觉得很准确）。如果数据正确到达了目的地，就大功告成。找个二进制文件比较器比较一下，每个字节都一样就行了。
如此的两个文件，即使听感不一样，那也是其他因素造成（比如IDE/SATA/SCSI硬盘，U盘造成的系统负担不同等等），因为数据就是没有错。

数字的好处就是如此。它在取样时间和取值上都是离散的，非此即彼，在范围内的误差不会引起错误。

KGy

而模拟世界就不同了。它要求的是无限（即：永远无法达到）的精确。
从数字到模拟，要的就是这个精度。ADC/DAC其实都很复杂，有很多高深的性能参数和模型。但是大家对DAC的理解，可以建立在
数据给进去->在指定的时刻给出精确的输出电信号
这个简单的模型上。关键是指定的时刻，要求特别精确，其实一般的时钟本身都没有那么精确（我觉得简单PLL甚至不如简单的石英振荡器）。
这里对时间的误差是没有容忍余量的，只要差一点，那就是jitter。
模拟的世界就是没有那么宽容。

另外我不大确信的是DAC的时钟从哪里来。如果从数字信号里面恢复，那数字信号本身传输中的jitter一定会积累并生效。
如果不从数字信号中恢复，那就只能用大笨之类的时钟发生器统一供给时钟，大家作同步传输。
否则如果收发双方的时钟差一点点点，那传递几千几万位以后，误差积累（收发双方各自为政，按自己的速度工作），肯定会不合拍的，不合拍就要出错。这就是数字音频实时性的含义——每一位数据都要在规定的时间内到达。
一般都应该是收的一方跟发的一方同步。这才是数字音源影响音质的关键。从理论上看，只有用全局时钟（big ben）才是“完美”的，不过大家最好保证大笨到每个设备的时钟线都一样长，确保延迟基本一样，呵呵。

从benchmark的网站来看，他们很了解这些，USB的接口也应该是完美的。但是为何评价不高或者说效果不好，可能有很多原因。。。

小白

DAC的工作时钟一般是从接收的数字信号里恢复出来的. 在接收端,由数字接收芯片完成这一工作. 它负责把传输信号里的数据和时钟信号分离开来,然后恢复出时钟信号给DAC. 当然数字接收芯片本身也有JITTER,所以本身也是一个JITTER源. 在一些高档些的DAC里,在数字接收芯片之后,有一个独立的PLL,以进一步稳定时钟信号,给DA芯片工作.

至于数字信号本身的JITTER是否"传染"给DAC,有一个"JITTER过滤截止频率"的概念.   在这一频率之上的JITTER(来自转盘和传输界面的)将不会传染给恢复的时钟,而在这一频率之下的JITTER,传染给DAC时钟. 正是由于此,转盘和传输界面才显得那么重要: 它们造成的JITTER将影响DAC的工作.

同统一的主时钟来同步转盘读信号和解码器,是一个高级的方案. 当然时钟信号的传输和精密同步,同样是很难做到的.

sacd

对于仍然认为jitter可以存在于硬盘或光盘上的同学,我希望指出一个简单的事实.

请记住,平时说的8bit, 16bit数据不是直接地记录在硬盘上的,信息是经过调制的.例如在光盘上面就经过EFM调制,每个8bit的信息是通过14bit的信息量位置来记录的.在光盘上如果记录01010101这个8bit信息,实际刻录在光盘上面的并不是01010101.硬盘或者光盘上的信息也不是1个bit, 1个bit直接输出的,而是要读取一个block,经过反调制,才能输出的.即使光盘或者硬盘上有所谓的jitter,经过调制这个过程(也是受时钟控制的),那么也是肯定被隔离了的了.更何况,了解红皮书,或者读过一些计算机基础的朋友知道光盘或者硬盘上根本没有什么记录jitter的位置.

sacd

还是那句话,其实jitter是个很简单的概念和现象,问题是有些朋友碰到主观听感有差异,用现有知识可能又解释不清楚的时候,就把所有的问题都归置于jitter.搞得大家头晕,.

ljw100

很高兴越来越多的朋友从更接近于JITTER技术实质的角度来看待JITTER。

广义地看，碟片上那些凹凸不平的部分肯定不会那么标准，或长一点、或短一点，这种现象也可以看作是一种“转盘JITTER”。“转盘JITTER”会对声音又影响吗？因为对CD机的了解还远没有深入到时序的程度，所以很难说得清楚。不过我觉得还是可以粗略地分析和估计一下。

无论是硬盘还是光盘，都是逐位读出，然后按后续的数据传输通路宽度（比如8位、16位、32位等等）来合成一个“逻辑单位”。在PCM编码的CD机中，因量化等级是16位，所以可以将从光碟上逐位读出的数据合成为8位或16位，再送给解码器，当然也可以仍然按位送给解码器（分体CD音源就是按位送解码器）。

但不管解码器是逐位接受数据，还是按8位、16位接受数据，总之，在DC转换前，系统应该在某个环节把光碟上的“0”、“1”正确地合成为16位。可以把这个用于合成的部件看作是一个特殊的“缓冲区”，如果有必要，就可以从这个部件之后使用另一个与前面无关的时钟电路。这样做也可以抑制“转盘JITTER”。

数字系统都是由门搭建构成，所谓的门电路，就是当组合输入（一般来说门电路的输入往往有多路，比如载有声音信息的是一路，时钟信号是另一路，或许还有其它的控制信号输入等等）条件符合预定逻辑时，输出结果为“0”或“1”的电路；可以将载有声音信息的输入信号看作是“有效信号”，而将其它输入信号看作是“允许信号”，只有当“允许信号”“允许”时，“有效信号”才能通过本级门电路；每一级门电路，都重新再生脉冲信号。

在一般情况下，“有效信号”的JITTER其晃动幅度应该较小，可以将另一个与前面无关的独立时钟信号也作为门电路的输入信号，合理安排各种输入信号的时序，只有当“有效信号”和其它的“允许信号”都已作用在输入端上时，这个独立的时钟信号才最后作用在输入端上，如此一来，从本级门电路以后，则“JITTER”就仅与这个独立的时钟电路有关了。当然这样做需在集成电路级别上实现，比较麻烦。

就CD音源来说，光碟上的信号一定要经过若干级门电路后才能到达用于DA转换的滤波器。正因为此，我实在是难以想象出一个设计者会让“转盘JITTER”畅通无阻地一直晃到用于DA转换的滤波器中，当然，如果设计者愿意，他可以那样做。

sacd

原帖由 ljw100 于 2008-9-16 18:03 发表
所以可以将从光碟上逐位读出的数据合成为8位或16位，再送给解码器，

非"合成",而是调制.