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[发烧理念] 井蛙杂谈——关于数字前端3

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发表于 2018-5-11 21:14:37 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 andygaof 于 2018-5-11 22:20 编辑

由于上海展和新进了一台Helen增加了一些测试给耽搁了一点时间,然后又是去日本推销Linear系列耳放。所以第三篇姗姗来迟。关于Helen等到后面谈时钟的时候在说,这一篇先说USB/网络部分。

对于USB部分,有一个大前提是,USB无论如何优化,其最大限度是把前端对DAC的影响降低再降低,任何的USB优化设备实际上是最大限度的降低前端对DAC的干扰,其第一核心要务是无限度的把电搞纯净,所以电源事实上在所有方案里面扮演了最重要的角色。其次是在算法和性能上保证数据传递的及时性。

USB优化各种方法的分析

优化USB供电接头:USB有四根线芯,其中两根是供电,两根是传递数字信号。目前在优化过程中,有部分方法是在两芯供电上想办法,典型的是曾经风靡一时的双头USB线。
(感谢有位烧友提示说这种模式有可能跟解码的电处理模式冲突导致严重问题,这里备注一下)
T1zOYoFgFaXXXXXXXX_!!0-item_pic.jpg
幻灯片1.JPG

隔离方案:这种方法是在四根芯上一起想办法,典型的是ISO REGEN,采用光电隔离器,将USB的供电部分被完全隔离,由隔离设备的好坏和供电质量共同决定供电品质,但是在实际测试中发现即便采用这种方式,继续优化前端的USB输出,声音品质仍然会提升,原因在于数字信号中混杂的干扰,仍然会被隔离器继续传递。因为隔离器件没有能力甄别信号线中传递的是干扰还是信号。会把混杂在数字信号中的干扰继续翻译后发出。
幻灯片2.JPG

改造PC:把PC的供电改为线性电源,使用不产生大量纹波的SSD硬盘,想方设法干掉风扇等任何会产生纹波的机械运动部件。。。。。。但是,这种方法一般很难彻底解决问题,因为PC主板需要的供电电压非常复杂,有3.3V/5V/12V/-12V等等,如果PC性能较好,功耗相对而言比较高,如果全部采用极供电品质很高的的线性电路,那么电源的散热将成为巨大的问题。同时不同主板上集成的东西太多,很难有个成熟的解决方案。但是任何的数字端投入进本上都会有作用,所以PC电源干净一点仍然会给声音带来正面影响。

放弃PC,改用低功耗设备:典型的是使用树莓派/Odriod C1+等设备,安装使用Volumio/Moode等本地播放软件,并且向这些设备提供高品质的电源,由于这些设备功耗很低,使得一件件事情成为可能,一个是可以使用纹波超级低的一些线性设备做成最好的线性电源,例如Linear3045芯片(LPS-1.2使用的芯片,纹波只有0.8uV,低的不可想象,但是单芯片只能支持500mA电流,2片提供1A电流给树莓派可以,但是给电脑是绝无可能的),歌曲存储在本地的U盘或者SSD硬盘上。本身没有机械运动部件(非要在USB口上插一个机械硬盘另当别论)所以这些板卡搭配牛逼线性电源的输出纹波很低。如果解码器不是很烂,声音改善往往非常明显。但是这种方式下有两个问题,一个是是树莓派等硬件本身的性能是否可以做到毫无延迟的供应数据是存疑的。另外一个是Volumio等软件无论吹嘘成什么样,他们的本质都是采用Linux的MPD播放进程,最近一个版本的MPD声音已经提升很大,但是仍然不如设计良好的高水平播放器声音好。但是这种方式成本很低,而且是彻底摆脱了PC,不失为一个很好的优化方案。当供电优化到一定程度,并且开发板使用合理的情况下,完全不用结合上面的两种优化方案就可以提供高水平的声音。

使用串流方式,分离性能和高水准供电:这种方式下的典型设备是Ultrerundu和安装了NAA的各种派(开发板),其思路采用高性能PC,安装高质量的播放软件,然后通过网络把播放软件的数据发出到一个低功耗的设备上,同时在这些低功耗设备上实现高水准供电。这种方式通常使用的软件是ROON和HQPlayer,其中ROON提供了开发板一端的软件ROONBridge,HQPlayer提供了开发板端的软件NAA。这种方式(见下面的图)实现在PC端提供优秀的算法,性能,操控,管理等;串流接收端搭配优秀的电源实现供电优化的方式,在我个人的测试下,所有的USB优化方式中,在这一方法具有最好的效果。但是不可忽略网络干扰,最好在网络路径上进一步使用光电隔离,对交换机供电进行优化等方式实现一个近乎极致的优化方式。下面我单独就这一方式的所有测试进行一个更为详细的说明。

在具体测试过程中,本人测试了以下开发板,树莓派3B,华硕Tinkerboard,风火轮RK3288,FireflyRK3328-CC,BB,Odriod C1+,NanoPi。另外测试了Ultrarendu。实际测试结果,包括目前供Linear用户内部测试的结果,FireflyRK3328-CC,搭载HQplayer NAA的方案声音最好,在使用合理电源的情况下,以下DAC,Pavane/Total Dual/NagraHD-DAC/Rockna/DAVE用户,包括我本人在Total Six上的测试结果,均认为已经可以不采用Hydra-z/INT 204界面,可以达到同级甚至超越的声音。但是这一方法对上述开发板的供电和本身Linux内核的优化要求很高,需要对声音部分的处理优先级、预制缓存大小进行详细的优化从而得到最佳的声音效果。需要说明的是其核心仍然是供电,Linux的优化锦上添花。在网络路径上继续降低干扰会对声音起到明确的提升作用,在历时近6个月的测试中,TP-Link光电转换器被证明是有效的提升方法。所有测试使用以下连接方案,其中橙色的三个设备的供电水准越高声音越好。网线/USB线会对声音产生明显影响,(网线仅限于标红那一段的网线,其他部分在本人测试中未见明显影响)。
幻灯片3.JPG

继续啰嗦,可以不看了

对于USB或者串流的数字结构,最终的核心点只有两个——数字信号纯净度,播放算法影响。在这个方面有三个关键点。

第一个关键点是性能。在USB优化里长期有个误区,就是一直说的Jitter大。这个Jitter严格来讲并不是USB的时钟抖动,而是处理性能不足导致的响应不及时。这才是导致声音有严重问题元凶,而不是USB的时钟抖动。无论是以太网还是USB,其时钟信号与最终的音频时钟信号并无关联。USB/以太网时钟信号关键是确保数字信号不出错,只要时钟不是特别烂,对声音的影响不大,USB和以太网只要供应及时并并不会导致最终的声音信号产生Jitter。性能是确保声音不出大问题的核心点。操作系统的处理机制,硬件性能均会对这些东西产生影响,所以PCFi的优化会非常复杂和困难,说内存会影响声音这种听起来撤之又扯的玄学在某些时候真的可能会存在。PCFi的悖论在于,性能优化与供电优化是完全是南辕北辙的两个方向,但是这两个方向又同等重要。尤其是牵扯到第三点会提到的算法优化时,性能的重要性会被进一步的强化,此时想在一台设备里同时解决好性能和信号纯净度在当前技术限制下会非常困难。

第二个关键点是数字信号纯净度,要想提升信号纯净度,供电是最重要一环。但是在整个系统中考虑时,信号纯净度实际影响的是后面DAC设备的时钟精度和解码器的参考电压,所以这种优化方式实际上是让DAC在最佳方式下工作,而不是自己干净了声音就变好了。所以在一个垃圾DAC上,纯USB优化有用,但是可能并不是最佳方案(不如携带高质量时钟信号的数字界面设备),而在一个很牛逼的DAC上,USB优化方案可能是最合理的。这个优化具体做法可以是隔离,滤波,格式转换等。这些会对声音产生不同的影响。其中优秀的格式转换设备会对供电和数字信号纯净度都会产生影响。因为只有格式转换的设备才会把输入的数字信号先写到内存里,然后从新组合再发出。这个过程中信号携带的噪音才会被最大幅度滤掉,发出的信号是否存在干扰与这个格式转换设备的能力有关,与供电水平有关,与中间传输线路引入的干扰有关。所以数播与串流设备中单纯的串流设备是最容易出好声音的,对性能要求低,不涉及到任何的操作与控制,工作方式简单。这也是UltraRendu类产品的核心理念。

但是仅仅是一次转换,隔离并不能做到很好。需要逐级抽离噪声,一个性能很高的设备往往其功耗很大,在供电上难以在低成本的前提下做到极致,但是一个功能单一的设备则不需要非常高的性能,所以完全可以考虑把需要高性能处理的工作与隔离设备分立。高性能设备处理好所有耗费处理能力的东西,然后把数据交由下级低性能,高等级电源设备进行多级格式转换处理,从而达到不损失性能下的高品质噪声。

第三个关键点是算法。由于高性能设备的存在,我们的软件可以做很多事情,例如升频,软件DSP等等工作。这也为我们在数字源头把数字技术发挥到极致提供了契机。
只是在使用这些功能的时候,一定要自己听一下这些算法谁做的更好,所谓谁做的更好是指不同的电脑的播放软件谁干的最好,和播放软件和解码器在干类似事情的时候谁的效果好。例如电脑的HQplayer可以做升频,任何delta-sigma的解码芯片也要做类似工作,还有一些设备有升频器,还有一些设备是否要做升频处理值得商榷。假定电脑端是HQPlayer这个以升频闻名的软件提供升频算法,那么究竟是在解码端做还是用HQPlayer做呢?是否还需要做呢?如果解码器厂家的算法不如HQPlayer可能就不用做了,直接用HQPlayer把任何音乐文件升频到DSD256,交给解码器播放。在T+A上,使用HQPlayer做升频这个提升是非常的明显。但是如果解码器是NagraHD-DAC呢?这货的数字算法号称是SACD制作的标准算法,HQPlayer是不是一定比Nagra的好?就我所了解的情况是HD-DAC使用者倾向与关闭HQPlayer的升频算法,用NagraHD-DAC自己的。如果后面有一台dCS维瓦尔第的升频器呢?如果是号称自己的升频算法牛逼到死的MSB Select呢?可能就要同样把HQPlayer的升频算法关掉了,因为有可能解码器的算法更好。还有一点如果解码器是高级R2R的呢?R2R通常情况下DSD信号回放是从新转换为PCM。这样HQPlayer把PCM信号升频到DSD,到了解码器再把DSD转换为PCM信号回放,这种做法很可能是在浪费所有的资源并且增加计算误差,所以个人认为万万不能人云亦云的把所有的情况都强制成一个答案。需要多想想,更需要多听听。

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 楼主| 发表于 2018-5-11 21:46:27 | 显示全部楼层
UBOOT 发表于 2018-5-11 21:28
能不能别一本正经长篇大论瞎扯呢?
Andreas Koch 参与制定了DSD,他的算法就得是SACD制作的标准算法? 你难 ...

第一、这个基于我个人的听感,在Total Six上HQPlayer开了升频PCM,是没有不开好听的。至于您认为好听我也没辙。声音这东西是靠自己听的

第二、Nagra HD-DAC的机主认为HQPlayer开了升频没有不开好听,这个基于别人的听感,我有注明,至于您认为HQPlayer升频好听我仍然没辙。

第三、dCS升频器是维瓦尔第的,不管普切尼的事,我只是提了个问题,并没有说谁的好。

第四、我说了,多想想,多听听,我并没有说开了升频一定好或者不好。而且我相信即便是用Total Six开HQPlayer升频也会有人认为升频好,也会有人认为升频不好。我认为升频了不好听,您认为升频好听就是这个意思。声音如果有统一标准早就没有今天这么多差异了。
拜亚动力
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 楼主| 发表于 2018-5-11 22:15:52 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 andygaof 于 2018-5-11 22:39 编辑
UBOOT 发表于 2018-5-11 21:58
不好意思,我觉得你太喜欢扯。

我没和你扯total six, 我也没和你扯南瓜。

想想其实HQPLAYER 默认是升频的吧?玩HQPLAYER 大部分听过升频啊,听过不升频的人比较少吧?

兄弟,您想想,我说不升频好听起码证明我知道怎么关掉默认是开着的升频。那么也就是说我听过升频的,对不对呢?

另外我一直在说HQPlayer加HQPlayer NAA的声音最好,这个是不影响升频设定的,而且通篇我并没有一句话否认过HQPlayer的算法优秀,只是建议比一比,我甚至都没有说跟维瓦尔第的升频器和MSB的算法比那个更好,用的是“可能”两个字,不知道您那里来的这么大脾气?
Focal耳机
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发表于 2018-5-11 22:19:31 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 门的耳朵 于 2018-5-12 17:26 编辑

看着似乎有些科学道理,其实都是歪理。特别容易迷惑人!

点评

哪些是歪理,请指正。  发表于 2018-5-21 00:46
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发表于 2018-5-11 23:09:14 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 门的耳朵 于 2018-5-12 10:43 编辑

这个帖子又少了很多东西,看似和谐了,其实大家失去了一个明辨是非的机会!
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发表于 2018-5-11 23:27:31 | 显示全部楼层
LZ HYDRAZ&204有加原厂线电? 同轴线跟USB线有用顶级的吗?它们有做避震处理吗?

我买了2W的USB线, 1W的同轴线, HYDRAZ+ZPM , 顶级避震, 磨改DC线

效果麻, 退烧

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建议和一个优化过的树莓派做对比  发表于 2018-5-19 02:07
效果让你很失望吗  发表于 2018-5-14 18:25
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 楼主| 发表于 2018-5-12 01:48:27 来自手机 | 显示全部楼层
UBOOT 发表于 2018-5-11 22:40
我不知道我哪句话脾气大啊?还是你看得时候喜欢给我加点情绪呢?

我不在乎你觉得好听不好听的,你的耳 ...

简单的以贝多芬晚期弦乐四重奏Takacs版本来说吧,曾经把所有组合大致上都试过,但是可定记不住了。今晚没空把所有的都听了,以典型的FIR和默认的Poly-sinc,dither用TPDF模式的升频,和关闭升频来说一下听感。Firefly 3328-CC NAA USB到Total Six, LinearX 推 Susvara ,整套系统使用Linear17再生电源供电。

FIR的结像比较大,声音比较前压,poly-sinc声音的空间感比较好,结像较小,比较远而且凝聚。两种升频模式下第一耳朵解析都会好于不开升频,然而问题在于不开升频的情况下,实际上你能听到更多的弓弦上的变化,尤其是小提琴每一弓下去中间的力度是变化的,一弓下去无穷动,而两种升频算法都不具备这种表现。一弓就是一弓,很直接,所以一耳朵解析很高,密度也略大,但是实际损失了微动态。随后用闵惠芬的江河水进一步验证,因为二胡的微动态需求更大,上述表现更加明显。而弦乐器这种微动态是演绎者感情表达最重要的内容。如果说不升频的江河水在呜咽,那么升频后这种感受被大幅度的削弱了。取而代之的是一种略显强势的声音。也许换一首动次打次,升频的声音更好,没时间试了。如果您让我每次都要根据我听什么去寻找一堆算法里最合适的那一个,我宁可坐下来关掉升频,好好享受一首作品。

另外我想说这种微动态表现我的系统随便抽走一样东西都没有这么明显,例如供电直接上墙。所以HQPLAYER 升频到底好还是不好自己听吧。
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 楼主| 发表于 2018-5-12 01:53:12 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 andygaof 于 2018-5-12 02:07 编辑
UBOOT 发表于 2018-5-11 22:40
我不知道我哪句话脾气大啊?还是你看得时候喜欢给我加点情绪呢?

我不在乎你觉得好听不好听的,你的耳 ...

我接受您说我不了解几十种排列组合的升频声音,所以才不能快速找出合理的算法。如果您在这个角度说我不了解HQPLAYER ,好吧,您说的正确,我不太了解,无法一下子说出sinc+TPDF的声音特征。
最后有个小建议,您去Presto Classical 买下这张仲夏夜之梦的44.1/96/192三个版本或者其中两个,然后把低频版本用HQPLAYER 升频到跟高频一致,您看看能不能回放出那个高频版本的效果。 339A3D4C-D2F5-45CC-B930-999E0D58845A.jpeg


点评

为什么44.1 升频至HQ的DSD高码率要回放出192 的效果?什么逻辑?莫非你还天真的认为HQ 在虚拟的添加信息量?不知道HQ 作者就是鼓励越高格升频后的质量越好么?不懂就别瞎BB。  发表于 2018-5-19 17:01
暴击。  发表于 2018-5-19 02:08
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发表于 2018-5-12 03:07:41 | 显示全部楼层
有个疑问啊,高总好像从来没听过polysinc或者xtr的dsd512回放模式,貌似只升频到了256,从我经验来看,256和512的音质也是有挺大差别的。我的英文水平差,暂时只查到totalsix支持nos的,其他好像不能用nos?不能用nos升频的话岂不是要经过双重滤波,影响评价
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发表于 2018-5-12 06:47:18 | 显示全部楼层
人家发表个感想,也有人注册小号去捣乱,这是什么心态啊,说话的口气跟帝师一样的,搞笑
MACMINI---MSB 钻石三件套----LX----Z1R TH900 SUSVAR
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发表于 2018-5-12 08:19:29 来自手机 | 显示全部楼层
写得真好。有理论有实践。
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发表于 2018-5-12 08:33:12 来自手机 | 显示全部楼层
我很爱看楼主的这个系列,很有参考价值,支持楼主继续,不要理睬那种无聊的小人。
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发表于 2018-5-12 08:46:23 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 4realms 于 2018-5-12 08:59 编辑

我倒是很好奇把96/24降频到44/16然后两个鬼同时扔给hq升频让虾师盲听虾师能不能听出来

噗, 遇到要用自己耳朵的关键问题虾师真的怂
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发表于 2018-5-12 09:05:11 来自手机 | 显示全部楼层
支持一下高总,虽然说的不一定全对  但至少是在自己系统上实际对比得出的结论  
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发表于 2018-5-12 09:53:05 来自手机 | 显示全部楼层
我也简单试了下升频,44.1~88.2,效果和加了usb处理器有点像,难怪那么多人喜欢。。玩过的自然都懂啦,哈哈
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