数字处理带来的声音提升

小白

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仅仅数字领域里的处理，能带来明显可闻的声音提高。比如本论坛不少发烧友在玩的“泰坦鸟”USB处理器，就是这么个例子。其实USB数字界面也属于这种——数字信号进、数字信号出，但就是会带来明显的声音变化。不仅是PC-Fi的范畴，传统SPDIF形式传输的数字信号，也可以这样经过一道独立处理而带来声音的变化和提高。最近玩了一下的一个网友自制设备PLL也是一例，这里开贴提一下。

这是个蛮大的设备了，作者把它称为SPDIF Conditioner，专门定制了机壳，看的出蛮用心的。只是机器做得有点儿大了。图为把它摆在我的“油坦克”老CD上。

小白

机器的面板大字写着的PLL，发烧友应该都知道是啥意思——Phase Lock Loop，所谓的“锁相环”，这是一个所有CD机和解码器里都有的线路，作用是把SPDIF进来的数字信号锁定频率，恢复出数字信号里的时钟信号，再输出数字信号给解码芯片。我们看这个设备的背后，输入和输出接口都是光纤或同轴（合称SPDIF） 以及AES/EBU。为了适应少数解码器（PS Audio、MSB、Rockna等），它还特别设置了一个IIS的输出口。

不过我听的时候没有用那么复杂，就是最简单的同轴入、同轴出。具体说是CD机的同轴接进去，再同轴输出到帝瓦雷200功放。进出两根同轴线都是美国Stealth的Varidig。

小白

我没有研究这个PLL的内部究竟是如何工作的，但我觉得核心应该是一个高精度的时钟，利用它来处理进入的数字信号，经过Re-clock或者叫“重整”之后输出精度更高、抖动更低的优质数字信号，给后面解码器。

这种类型的独立设备，我很多年前就见过，还记得上海安润聚会上出现过两次的一个美国Genesis的“数字透镜”Digital Lens吗？它就是类似的设备，SPIDF形式的数字信号进、数字信号出，夹在数字源设备和解码器之间，作用是改善数字信号的质量，以此获得更好的声音。

下图就是美国Genesis Digital Lens。

mifeng

亮了，油坦克居然还在！

oemerson

关注，Titans也出了个类似的Helen吧

小白

这个SPDIF Conditioner设备带来的声音变化是什么，影响有多大呢？其实描述非常简单，就是我觉得用了之后，出来的声音更“井井有条”、结像更为干净和清晰。我很欣赏“数字透镜”那个产品名字，因为它带来的直观影响，就是结像聚焦更明确了，仿佛经过了一个透镜，原本有些散的Focus变得更为凝聚。

这种影响的程度有多大？我来回切换了两次，个人觉得是“一耳朵”类型的。打个比方，到目前为止在上海安润购买“泰坦鸟”USB处理器的几十个用户，还没有一个使用后退货的，基本都听出了明显的声音提高。我觉得这个PLL用在CD机上，效果很类似于“泰坦鸟”用在电脑上。带来的具体改善、程度，都很近似。本质上它们是一样的，都是通过高精度时钟对数字信号进行“重整”和降低jitter带来声音的提高。抖动降低后的优质数字信号，通过解码器后出来的声音，就是更为井井有条、结像更干净和清晰。

小白

这个PLL产品好像还没有开始量产，但作者也许有这个计划。那么我的分析是，首先它能改善声音，这是无疑的，但是有两个问题需要斟酌，一是机器的体积偏大，有没有减小体积的余地。当然由于结构完全不一样，它不可能做成“泰坦鸟”那样小巧的玩意，但能否减小一半的体积呢？其次，使用PLL对用家来说意味着要增加一条电源线、增加一条数字线，这都是投入。在使用了PLL之后的系统里，PLL本身的电源线、增加的第2条数字线，都是影响声音的，因此都不能用得很差。我系统里原本一条Stealth同轴线，两千多元，很不错，但用了PLL后增加一条，又是两千多元投入了。

另外一个问题是PLL对输入频率的精度要求问题。PLL线路对接受的数字信号频率都有一个精度要求，如果数字源设备输出的信号偏差较大，就无法锁住信号了。一般的解码器，为了取得尽可能宽的适用面，对输入信号的频率精度要求比较低，基本什么都能锁住，但是这个独立的PLL显然精度要求高一些，那么就会碰到某些数字源设备连上后无法锁定的情况。为避免这个问题，一个可行的方案是增加不同模式，比如针对频率偏差较大设备的Wide模式、针对频率偏差小的设备的Narrow模式。

我个人总结一下，这个设备适合那些对声音很讲究、舍得做一定投入的发烧友。并不是每个烧友都舍得这样的投入和折腾，所以它的潜在市场有多大，需要作者有自己的判断。

小白

无论如何，类似“数字透镜”和这个SPDIF Conditioner这样的设备，不算是主流设备，但是在少数发烧友群体里，可能有它的市场位置。这种东西还是挺有意思的，在我的系统里能带来很明确的音质提高，所以我就花点时间写个帖子介绍一下。

mvw

之前和清新兄专门就hdplayer一类做“数字处理”的软件讨论过类似话题。感觉无论是软件上的“算法”，还是数字电路整形里的各种处理电路，本质上和歌德耳机都是一路，就像我探讨歌德耳机时的类比——梵高《向日葵》，也就是“艺术化”的声音处理，说白了就是ps。

我觉得这事儿发展到极致就是《黑客帝国》里给我们描述的那种，电脑usb口上拉根线直接插脑袋里。哦对了，那时候usb早淘汰了，应该是脑袋里内置个什么玩意儿，然后直接4g（或者不晓得多少g）网络直连到母体，要什么效果有什么效果。

不好意思我又拆楼了，诸位请无视……

不过值得一提的是，神经连接其实不见得是个很遥远的技术，所以这种场面其实离诸位并不算太遥远，或许有生之年我们真能见到（但愿不是被迫的）。

小白

mvw 发表于 2015-12-14 13:09
之前和清新兄专门就hdplayer一类做“数字处理”的软件讨论过类似话题。感觉无论是软件上的“算法”，还是数 ...

我觉得泰坦鸟和PLL的处理核心不是软件算法，而是基于高精度时钟，是利用高精度时钟对数字信号做重整，这是“硬”的，不是基于计算。不管靠什么算法都无法把抖动减小，要减小jitter还是得依靠高精度的时钟。

神经连接我倒觉得不是我们这代能实现的东西，还是不列入现实考虑吧。

长弓

我也刚拿到一个母带处理器

greg1973

期待有朝一日有人能搞出msb那种时钟，玩音乐就玩时钟啊，单一个msb时钟已经9950刀

ultra2013

1.这个壳子是淘宝公模，非定制，所以的确是大了不少，浪费了不少空间。
2.暂无量产计划。我属于工作闲时，集中搞搞，年底忙了，暂时没时间弄了。
3.和泰坦鸟算不上类似的产品。泰坦鸟比的应该是主板上的USB口，它只要比主板上的USB口好，应该就会有提升。SPLL要比前端的CD机，界面或数播的数字信号更好，就会有提升。

Muslov

greg1973 发表于 2015-12-14 13:33
期待有朝一日有人能搞出msb那种时钟，玩音乐就玩时钟啊，单一个msb时钟已经9950刀

最近看到Playback CEO Andreas Koch的一段话，有些意思：

        时基误差有好坏之分

        时基误差的消除，是Playback Design最重要的技术焦点，尤其是「零时基误差」技术最令人好奇，但我们真的有办法完全消除时基误差吗？Andreas从时基误差的本质开始说起，以往许多人把时基误差视为数字讯源的万恶之源，但事实上，时基误差其实有两种，一种是坏的时基误差，这种时基误差会随着音乐的起伏变化而改变，造成可听闻的负面影响，这种时基误差当然必须去除。另一种则是好的时基误差，这种时基误差通常由线路组件产生，与音乐讯号无关，数值是恒定的，性质类似白色噪音（white noise），不会随着音乐讯号变化，不但不会影响声音质量，甚至对音乐回放有帮助。

        Andreas接着说到时基误差的来源，这也有两种，其中一种是音响迷所熟悉的，来自于数字讯源。令一种则是一般人极少注意的，来自于录音时的模拟转数字讯号过程。前者所产生的时基误差可以藉由讯源的选择与搭配，加以控制并且试图消除，这是我们可以设法掌握的。但后者一旦产生，就将伴随着录音存在，我们只能被动接受，完全无法将之消除，这就是最坏的时基误差。

Muslov

Muslov 发表于 2015-12-14 17:02
最近看到Playback CEO Andreas Koch的一段话，有些意思：

        时基误差有好坏之分

        来自录音中的坏时基误差

        Andreas继续说明，这种夹带在音乐讯号中的坏时基误差虽然无法消除，但是我们却有办法将伤害降到最低，关键就在于回放端数字讯源里的「好时基误差」。原来这些的好时基误差可以产生类似白色噪音的作用，稀释或遮蔽来自录音中的坏时基误差，如此一来好时基误差就达到了提升回放表现的作用，这恐怕是以往大家在探讨时基误差时所从未想过的领域。

        或许你要问，录音室为何不在源头就将这些坏时基误差给消除掉呢？Andreas告诉我们一个残酷的事实，其实一般录音室碍于预算，不太可能购买太高档的模拟数字转换器，更不可能使用什么精密外部时钟统一控制频率。相较之下，许多高阶发烧友的数字讯源反而比录音室更为精密，在这种状况下，录音中夹带坏时基误差，也就成为不可避免的普遍现象了。

        既然时基误差有好坏之分，那么Andreas Koch就必须设计出一种完全不同于传统的时钟线路。以往的时钟线路以全面降低时基误差为唯一目的，但是Playback Designs的时钟线路一方面要消除坏时基误差，一方面却要保留好时基误差。这该怎么做呢？Andreas自行开发的PDFAS（Playback Designs Frequency Arrival System）技术就是关键。他先分析一般数字讯源的时钟线路，为了让输出端（转盘或计算机）与输入端（DAC）的时钟同步，一般数字讯源都是使用PLLs（Phase Locked Loops）相位锁定回路。这是一种简单有效的设计，问题是输出端在每个时钟周期都会产生相位震荡，PLL也会随之同步震荡，这个问题虽然可以用滤波线路减缓PLL的震荡幅度，但是却依然会有相位噪讯等时基误差产生。简单的说，PLLs虽然尽力控制时钟，但是本身却会产生时基误差，并非最理想的作法。