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[发烧理念] 数字音频为什么会存在Jitter—这真不是玄学

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发表于 2019-10-26 11:44:40 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 chigo 于 2019-10-26 14:16 编辑

经常看到有人说数字音频不会有抖动,因为01010101是不会出现错误的,所以那些烧数字线的,几千元一个的BNC接头都是脑袋烧坏了。
众所周知,模拟音频和数字音频转换过程中存在抖动是因为有一个是时钟同步的因数,那么单纯的数字为什么还会产生抖动呢?

这就需要从数字产生后的存储、读取和传输的机制来看了,先说结论,理论上存储后的数字是不会抖动的,数字的读取和传输才会(某种意义上读取实际上也是一种传输)
一、基础知识:

位和字节 Bit和Byte
1. bit:位
    一个二进制数据0或1,是1bit;简写小b
2. byte:字节
    存储空间的基本计量单位,1byte=8bit;简写大B
byte:一个字节(8位)(-128~127)(-2的7次方到2的7次方-1)
两个字节(16位)(-32768~32767)(-2的15次方到2的15次方-1)

这里不讲数模转换深的知识(其实是我也不太懂),放一张图
模拟转数字.png

数字音频的确是01010101组成,但是前面讲到了计算机存储的最小单元是Byte,不是单个的0或者1,这意味着传输时是否也不是0或者1单独传送呢?
的确数字的传输也是以分组的方式进行的,比较容易理解的就是数据包。那么就存在以下问题:
1、数据的存储和传输为啥不以Bit精度来呢?我的理解Bit精度效率太低了。
说到数据就一定存在校验的问题,理论上最高精度的校验是重复,同一Bit重复发送,一致才算正确,不一致就重复读取或者发送。假如是文件随机读取还好,可以把错误的部分重复直到正确为止。碰到数字流也就是顺序存取,错误了就不能通过就会造成数据中断。无限重复传输显然是不适合数据流形式的

2、既然数字的读取和存储是以某种封装的格式来进行的,那么是怎么校验的呢?
以CD音频为例,校验是以字节即Byte为最小单元来进行的。数据校验的方法很多,最简单的奇偶校验,复杂的CRC校验,确保安全的MD5校验。
简单校验就是发送方将所发数据块统计奇偶数量或者求和(或各字节异或),产生一个字节的校验字符附加到数据块末尾。接收方接收数据同时对数据块(除校验字节外)同样操作,将所得的结果与发送方的校验字符比对,一致就认为是正确的。
以奇偶校验为例,01010101和11110000的校验结果是一样的,你没看错,校验的方法能发现一些错误,但是有些错误不能发现显然只能校验错误,不能校验正确。也就是说相等也未必是正确的信息。


那么有没有能自我纠错的校验机制呢?有!复杂的CRC校验,确保安全的MD5校验都是具备纠错能力的。音频传输用的多是CRC.
crc循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check)实现方法:
利用除法及余数的原理来进行错误检测的.将接收到的码组进行除法运算,如果除尽,则说明传输无误;如果未除尽,则表明传输出现差错。crc校验具还有自动纠错能力。
crc检验主要有计算法和查表法两种方法,适用范围:CRC-12码通常用来传送6-bit字符串;CRC-16及CRC-CCITT码则用是来传送8-bit字符。CRC-32:硬盘数据,网络传输等。


CRC校验可以将数据传输的错误率降低到一个很低的程度,但是记住一个结论:不存在100%纠错的校验方法!

这就意味着:1、一个数字音频流传输次数越多,内容会有一定的变化。注意这不是指文件拷贝!
2、CD抓轨的误差是不可避免的,只是误差多少。有些精确抓轨机为什么要低速接近播放速度抓轨,就是为了重复校验。
3、网络上的高码数字母带文件,单纯的网络下载和PC间文件复制,应该不会降低精度(这个只是我的理解,也许同样一个文本文件,复制次数够多,也会出现变异!黑客帝国的感觉有没有)


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 楼主| 发表于 2019-10-26 11:49:11 | 显示全部楼层
本帖最后由 chigo 于 2019-10-26 14:50 编辑

二、为什么还存在牛逼厂商数字音频做的厉害,牛逼的机器数字回放厉害,牛逼的数字线很贵?!
既然第一部分已经分析了,数字的传输会产生抖动,是因为校验精度无法按照BIT,任何封装模式都会产生校验无法保证100%正确的问题,甚至检查出错误后的纠错也不能保证100%还原。

那么牛逼的厂商和设备在数字回放方面做了哪些事:
1、更高的机械稳定性和减震,二嫂厚重的机箱和光头读取机构就是为了这个。
2、更好的电流处理,降低供电造成的抖动。
3、更好电路隔离,各种屏蔽罩,模拟和数字电路分开,分体机箱
4、更好的线材材料、结构和屏蔽

这些都是物理上,还可以偷学,模仿,抄(不是特指某1000)
更牛逼的是厂商的数字算法,算什么,就是计算误码的处理。当纠错方式无法100%处理的数字流信号,通过算法补进去。这个算法肯定是厂商保密的。作为用户只能通过实践和口碑,知道哪几个厂家比较牛逼。

所以,结论:

在数字方面投入肯定是有效果的,但是在那部分投入效果最大,仍然是个试错的过程。

PNA+最新的那个RJR就是对CD抓轨的误差进行某种修正,至于为什么国外的牛逼厂商为啥之前没有,因为抓轨是个尴尬的事情,根本不是主流的数字音乐来源。


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发表于 2019-10-26 13:29:14 来自手机 | 显示全部楼层
看来cd年代那个“jitter万能论”流毒很深,坐看有人在一本正经地胡说八道
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发表于 2019-10-26 13:33:20 来自手机 | 显示全部楼层
很快有人拿捧上神台的dcs,esoteric来说事,这些垃圾好巴闭吗,人家叫你食屎喝尿你就去食屎喝尿吗,我玩R2R,1bit犯法吗,jitter万能论万岁吗
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 楼主| 发表于 2019-10-26 14:14:49 | 显示全部楼层
yangshr 发表于 2019-10-26 13:33
很快有人拿捧上神台的dcs,esoteric来说事,这些垃圾好巴闭吗,人家叫你食屎喝尿你就去食屎喝尿吗,我玩R2R ...

我这讲的都是进入解码前的,跟啥形式的解码有关系吗?
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 楼主| 发表于 2019-10-26 14:18:21 | 显示全部楼层
yangshr 发表于 2019-10-26 13:29
看来cd年代那个“jitter万能论”流毒很深,坐看有人在一本正经地胡说八道

工科生就喜欢胡说八道,哪有文科的高明
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发表于 2019-10-26 15:27:46 来自手机 | 显示全部楼层
有争论啦

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来,你也胡说八道一番  发表于 2019-10-26 16:40
争论个毛,看这人一本正经地胡说八道  发表于 2019-10-26 15:41
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发表于 2019-10-26 16:43:01 | 显示全部楼层
我是耳朵收货派   不管厂商说用了啥高深的技术   最终耳朵过关  付钱  买单

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我是理论线过关,然后耳朵试错  发表于 2019-10-26 16:44
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发表于 2019-10-26 18:02:08 来自手机 | 显示全部楼层
你的理论还是无抖动=好声 抖动=劣化 这不能解释很多事实 例如直接焊接反而不如用一根很长的信号线好声 再比如每种高档线都有自己的声音特色 这些特色到底是因为抖动大还是抖动小?

简单地说 好声就是抖动抖出来的 你的理论如果不能说明抖动是如何提升音质 那就根本没有说明任何东西

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这位将来千万不要卖抓轨啊,否则。。。  发表于 2019-10-26 19:39
dcs,esoteric还死抱aes的目的就是骗人的商业行为,二嫂上R2R还骗人去玩时钟,完全是卑鄙,天呀,R2R垠本对抖晃不敏感,还拿jitter来说事,一是傻子,二是pz  发表于 2019-10-26 18:17
jitter是无处不在的,但只是属于数字通讯方面,目前有很多技术来克服cd年代的“jitter万能论”,这人连抓轨是无损也不知,完全是在胡说八道了  发表于 2019-10-26 18:13
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 楼主| 发表于 2019-10-26 19:42:11 | 显示全部楼层
dfying 发表于 2019-10-26 18:02
你的理论还是无抖动=好声 抖动=劣化 这不能解释很多事实 例如直接焊接反而不如用一根很长的信号线好声 再比 ...

大飞兄,首先我只讲了数字的部分,听说过数字信号线直接焊接的吗

其次,我说了数字部分的核心就是把缺失的信号补回来,这种算法每家不一样,听起来自然有差异
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发表于 2019-10-26 19:48:24 | 显示全部楼层
本帖最后由 dfying 于 2019-10-26 19:51 编辑
chigo 发表于 2019-10-26 19:42
大飞兄,首先我只讲了数字的部分,听说过数字信号线直接焊接的吗

其次,我说了数字部分的核心就是把缺 ...

我可以告诉你一个事实,例如飞利浦这些厂家,他们的CD转盘都是有内部的测试平台,上面可以看纠错的状况——称为BLUR——如果读一遍红皮书就知道这些纠错码的定义,但即使是不出错,也并不代表声音会好,盗版CD声音不好并不是因为出错太多。同样,数字线像网线、像USB线,机线声音不好并不会因为机线传输老出错。算法虽然每家不一样,但同一根线,在不同的算法下,甚至用于模拟和数字,听感却是基本相同的,这你用数字电路的那些原理根本解释不了。


做学问应该第一步尊重事实,不懂就是不懂。实际上数字线影响音质的原理目前还是个很大的谜题,因为原因太复杂,并不是一句话两句话说得清的,最多提出一些猜想而已,做得好的也是根据经验而不是理论做出来的。当然你可以强行讲下去,但你也承认自己并不懂,何必强不知以为知呢?你说的这些内容都是一些老掉牙的常识,何必一讲再讲?
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 楼主| 发表于 2019-10-26 19:50:41 | 显示全部楼层
dfying 发表于 2019-10-26 19:48
我可以告诉你一个事实,例如飞利浦这些厂家,他们的CD转盘都是有内部的测试平台,上面可以看纠错的状况— ...

你仔细看看,第一部分对于CD纠错的内容,字节精度的纠错不代表100%正确

如果你有其他关于CD规范的内容,也请分享出来
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 楼主| 发表于 2019-10-26 19:51:28 | 显示全部楼层
对于不能理解BIT和BYTE的含义的人,本文就当我胡说好了
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 楼主| 发表于 2019-10-26 19:53:00 | 显示全部楼层
dfying 发表于 2019-10-26 19:48
我可以告诉你一个事实,例如飞利浦这些厂家,他们的CD转盘都是有内部的测试平台,上面可以看纠错的状况— ...

最终出声的是模拟部分,那差距更大了,我的意思是数字部分也不是没点特长就可以搞到极致的

只不过数字部分差距没有模拟部分那么大而已
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发表于 2019-10-26 20:01:06 | 显示全部楼层
本帖最后由 dfying 于 2019-10-26 20:04 编辑
chigo 发表于 2019-10-26 19:53
最终出声的是模拟部分,那差距更大了,我的意思是数字部分也不是没点特长就可以搞到极致的

只不过数字 ...

我只能举一个反例吧,如果CD重播的过程真的是按照一般人以为的“数字技术”来的话,那么盗版CD的确可以和正版没有任何区别,拷贝CD随便一台笔记本就可以做到——那么结果是什么——音乐行业三十年前就完蛋了——设计CD标准的两巨头,飞利浦和索尼会这么愚蠢吗?

所以你不要把读者当成小学生,你说的那些我们都懂,基本都属于废话——还给大家讲bit是什么,想做老师请去隔壁家教中心报名。但是你真的以为那些校验纯粹是为了纠错?你以为CD红皮书格式设计搞的那么复杂,纯粹是因为技术需要?你以为CD音乐和电脑光盘一样是纯数字的一个格式?你以为CD转盘的转速这些模拟指标会不影响到拷贝和音质?高清音频也是一样的性质,总之,你把事情想的太简单了,这些事情中水是很深的,楼上那么多人嘲讽你不是没有道理。
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