浅谈提高PC音质的个人心得和技巧

2019-03-25 11:39发布

数字信号大家都知道是0,1,在没有大幅衰减的情况下,这个值不会变化,影响画质音质的东西一般不是数字的量,而是jitter。说到jitter,就是说信号发出的时间间隔是否正确。0,1,1,0假设这4个信号理论需要间隔0.1ns, 如果实际却变成0.11, 0.09, 0.12 那么信号接受方就会产生一个接收时间差。
以下,什么是jitter,理想信号和含jitter信号。
 
这个时间差如果做快速傅里叶变换,就会出现一个信噪比降低的现象。  比如这个假设12khz信号,9.8ns的jitter会让底噪提高不少(黑线),对比理想信号灰线,底噪的大小一看便知。
 

那么为什么203, 205 的音质普遍认为比PC好?显而易见, 这就是因为203, 205 增加了jitter reduction电路来保证jitter很小,也就是说他的信噪比会相对高,这样会声音更纯粹,底噪更小。 
那么又回到PC上来, jitter 的产生由以下两个方面构成,首先,第一产生于显示芯片本身,这个我们无法改变,第二产生于PCB线路本身,大家都知道在显卡的PCB上,显卡芯片到显示接口比如HDMI, DP口之间的信号线非常非常的细,这就造成了线路jitter。线路jitter会让方形的信号变成不规则三角形,而且会改变信号的强度。如下图,信号受线路jitter影响,也会改变信号的传递间隔时间。
 
hdmi的音频是有校验的,这能保证音频数据的完全一致性,但不能保证jitter,所以抑制jitter是PC音质的关键。那么说到这,PC怎么降低jitter? 首先,选显卡,需要选本身设计高端的显卡,PCB布局合理,核心到接口线路越短,PCB走线越粗越厚jitter越小。第二,如果显卡原生HDMI2.0 看他是否有jitter reduction芯片,所谓jitter reduction芯片就是一个data resender 或者是retimer。这种芯片会把时域不对的信号重新校时再发送。会大幅度降低jitter。如果是DP同样原理。 第三,可选用高质量DP转HDMI2.0转换器进行信号重整。这里要说的是,主动式信号转换,会重新校时,采用level shifter 电路抑制jitter,这样会让jitter最小化。大部分朋友的显卡不够新,不够高端,原生HDMI有可能没有jitter reduction机制,那么就会产生一个比较大的jitter,会对音质产生影响,那么如果有DP口,采用DP转HDMI2.0 主动式芯片,就会让这个jitter 变得非常小。理论上输出音质会跟203 205保持一致。 另外,PC输出给功放的HDMI线,越短越好,因为HDMI线也会产生jitter。 功放本身的输入接收芯片和电路实际上也会产生jitter,这里就不说功放本身的jitter了。在现有的设备上,最优化输出源是最佳选择。
以下是主动式DP转HDMI2.0的规格参数,明确了jitter 抑制电路的存在。
 

 

比如下面这个转换芯片里的EQ电路负责把数字信号强度拉到最强且强度一致, clock recovery电路进行jitter reduction和抑制信号变形,最后把含jitter的dp信号转为纯净的HDMI信号。
 

-----------------------
2月22日补充:
关于jitter在音频里的总结(100%正确,不要跟我argue,不要跟我争论,因为这是科学)

  • The jitter effect occurs only during transformation digital to analog signal or back.
  • Jitter can’t distort the signal in the digital domain. Jitter can’t distort a signal in the analog domain.
  • Jitter may be measured by distortions of the input test sine of the analyzed music system.
  • FIFO asynchronous buffer isolates the system parts from jitter.
  • As rule, if DAC’s internal or external dedicated clock generator is used for synchronization, jitter suppressing before a DAC’s digital input is not sensible.
  • If a DAC uses synchronization by digital audio input, jitter suppressing before DAC makes sense.
  • The most effective jitter suppressing may be achieved after analysis of the audio system scheme (including device schemes) and measurements

翻译过来就是:
1. jitter 的影响只在数模转换/模数转换中存在。
2. jitter 不能让数字域失真,只能让模拟失真
3. jitter 可以通过音乐系统的输入测试正弦的畸变来测量抖动。
4. 先入先出非同步缓冲方式能够屏蔽系统jitter(也就是我所说的主动式转换DP/HDMI, 或retimer)
5. 通常,如果DAC的内部或外部用专用时钟来进行同步,则在DAC的数字输入之前抑制抖动是可以忽略的。(不同接受设备策略不同)
6. 如果DAC 同步用输入源的信号,在DAC前的信号jitter会影响系统
7. 通过分析音频系统(包括设备本身)和实际测量,可以实现最有效的抖动抑制。 (分析哪部分,解决那部分)
----------------------------------
 

有网友提出电源会造成jitter,这一点我更正一下。电源确实能影响jitter,但不是在HDMI发送层面,是在晶振层面,如果是有源晶振,系统电压波动会影响晶振频率发生的频率,这样会或多或少的影响jitter。

如果有朋友说,jitter根本听不出来。那么oppo 205和其他一些大公司的产品,没必要把audio部分分开,也没必要再加一个专门的jitter抑制电路了。这个jitter电路是oppo广告里的主打词汇。如果jitter真的一点都不影响音质,oppo也不至于拿他来当作卖点吧。
以下是205的广告。
 

关于jitter, oppo的官方技术资料:
https://www.oppodigital.com/KnowledgeBase.aspx?KBID=129

对于PC来说,最有效的办法就是追寻上面第四条, 用非同步缓冲重新转发数字信号。也就是一开始所说的主动式DP转HDMI,或者有一些稀有的HDMI信号重整器来消除jitter。不管接受设备DAC(功放等)采用何种同步方式,普通用户也很难清楚的情况下,先消除输出端的jitter是最好的选择。



登录 后发表评论
2条评论
KKK520
1楼 · 2019-10-17 18:52

好高深的样子啊,,,,

jiaxiangyin
2楼 · 2019-10-17 10:37

学习了,谢谢楼主普及知识!