本帖最后由 taomeikuangke 于 2024-9-5 03:10 编辑
上一篇文章介绍音频系统构成的时候，提到了一个相对冷门的说法——音源中的数字源和模拟源，可惜篇幅有限，没有细谈。
其实这类产品很多人都用过，CD转盘、网播转盘、USB界面，都属于数字源一类的产品，不过玩家对它们仨的看法有所不同。 CD转盘没争议，高阶音源必备组件嘛，不管是三件套还是四件套，肯定有一个是CD转盘。网播转盘近些年也很流行，流媒体是大势所趋，甭管音质上限够不够高，方便就是王道。USB界面有一点尴尬，多少有点争议吧，比如“有没有必要单独配一个USB界面？”“高阶USB界面强在什么地方？”
这问题咋说呢，废话就免了，哪怕我能给出技术解释，很多人还是不信，咱们来点直接的，上一个云试听，大家自己体验一下。
怎么样，感觉有区别吗？ 有？那就对了，我搭配的解码器USB界面是最新方案之一——XMOS XU316，如果是老款解码器，声音差异会更明显，原因也很简单——科技进步了。 毕竟，基于USB接口的PCHIFI是新时代产物，老玩家可能还记得——十多年前，PC用户想外接解码器，那可费老劲了，1394火线、板载光纤输出，二选一挑一个吧。后来倒是陆续有了USB界面和解码器，但早期方案实在不太行，比如TE7022L，驱动都玩不明白，声音就更不用说了，也难怪有些玩家看不上PCHIFI。
今天的USB音频已经非常成熟了，并且不局限于PCHIFI用户，很多网播玩家也会选配一个。而不同的USB界面方案是有区别的，侧重点、技术特色都不一样，既有相对简单的芯片方案（大机器主流XMOS，小尾巴主流CT7601），也有独创性较高的复杂方案（HIBIKI UINTERFACE大概是最复杂的那种设计）。
但是吧，它不像解码器涉及核心的数字模拟转换，哪怕什么都不懂，也可以对比失真数0玩，虽然也可以测试，但就从朴素的直觉上说，很多人不理解一个数字音频接口能有多大区别？这问题我觉得已经给出答案了，虽说云试听就是乐呵乐呵，但还是体现出一些东西了，接下来就是——从技术上说，USB界面如何影响声音的？
这就得先了解一下——USB界面是怎么做的，信号处理流程是怎么回事。 最基础的独立USB界面，信号流程是两步： 1.使用USB界面芯片接收信号，这颗芯片实际上是——带有USB接口的MCU（microcontroller，微处理器），比如XU316，Amanero则使用Atmel SAM3U2C。它们将信号处理转制成I2S信号发送出去。 2.DIT芯片（比如TI的DIT4192）接收I2S信号，以S/PDIF或AES格式发送出去，通过外部线材连接到解码器数字输入。
很简单，对吧？ 如果解码器自带USB接口，那就一步完事，I2S信号直接喂给解码芯片。但是这里面就有问题了，比如经常讨论的“数字时钟”，USB音频有三种模式，最基础的——同步模式，一边接收数据一边合成时钟信号，传输速率变化会影响时钟信号，结果就是——时钟频率不准了，也就是我们说的——时钟抖动/时基误差/jitter。
解决办法当然也有，发展了这么多年，软硬件上都有应对办法。硬件的是——1.配一根靠谱的屏蔽好的USB线，2.USB界面独立供电，3.舍得花点钱的，给USB界面配上独立晶振。软件则是——写一个专属驱动+异步传输，在异步传输模式下，USB界面使用本地时钟信号（可以用高品质时钟），并以此控制数据流传输和音频数据合成，也因为这一点，windows系统接异步USB界面要装驱动。 但HIFI嘛，还想更极致一些，行不行？ 没问题，先说最好理解的供电，独立供电只是开始，内部加上多级LDO稳压，噪音能控制在μV级别。数字隔离整形，这招在高级解码中很常见。然后时钟的玩法就更多了，高性能晶振、PLL锁相环，甚至可以允许你外接一个参考主时钟（Master Clock）。这些都是能看见的，硬件设备嘛，还有看不见的呢，比如“软件算法”，INT204巴掌大的机器凭什么卖1W？除了进口货、品牌加持外，它那套DSD转PCM算法确实有点东西。
然后看看我今天讨论的HIBIKI UINTERFACE，上述这些它都有，我特意和HIBIKI大佬沟通了一下，可以拍拆机照片，那就直接打开给大家看看。因为我本身不擅长数字电路，只能说一些我能看懂的。
1.接收部分：USB信号接收由MCU负责，后面接了一颗CPLD负责第一级FIFO和数据重整（网上销售的USB界面卡，通常到这一步就直接输出了）。 2.处理部分：I2S信号经过数字隔离（PCB上的开槽是物理层面的隔离），送入FPGA芯片进行第二级大容量FIFO和数字算法处理，比如DSD2PCM转换算法、FIR滤波器等等。 3.输出部分：FPGA芯片以平衡推挽方式输出给驱动芯片，通过数字变压器隔离输出（AP同款，Coilcraft数字牛，参数性能极佳），同轴、AES都支持。I2S输出通过HDMI接口引出，底部拨码开关可以调节线序定义。 4.时钟部分：时钟信号由机内装配的高性能SC切恒温晶振（90-100dB@1Hz）提供，其性能优于常见的CCHD-957和AS338，外部包裹金属屏蔽罩，并通过机箱分区进一步隔离。（还觉得不过瘾，可以外接10M频率主时钟，预留了接口） 5.电源部分：电源是外置的，原厂标配明纬电源适配器，这就丰俭由人了，考虑到HIFI的信仰，我也不反对选配一个线性电源。
说了这些，图片也看了，我们再问一遍——高性能USB界面有没有意义？ 答案很简单，这么一套信号流程走下来，要说没用，是不可能的。用处是啥？追求极致，而不是解决功能性问题，所以它就有争议了嘛。 再加上很多时候看不懂机器内部构造，数字设备嘛，大量的芯片，没有那种直观的电阻、电容、晶体管，这钱感觉花亏了。然后简单解释几句吧，也没戏，我以前有个看法——高级数字设备必备的三样东西：FPGA、CPLD、DSP，但这些芯片里面有什么，咱们不知道。HIBIKI UINTERFACE也一样，我就很好奇，这么大一颗FPGA呢，干啥用的？
问完之后明白了，里面有数字算法，是一种“看不见的堆料”。讲技术的话，HIBIKI UINTERFACE的数字算法具有“超低带内纹波、高于150dB的带外衰减、70bit累加器”等特性。 这话也有点抽象，说一个常见且容易理解的吧——DSD2PCM算法，这个功能干什么用的呢，简单来说——它是让解码器尽可能发挥性能的。因为解码器其实有两种设计风格，擅长PCM的和擅长DSD的不是一回事，我们用的大多是擅长PCM的DAC，但现在又很流行DSD音频文件。为了不再只是“格式上支持”，提高解码品质，就需要这么一套转换算法。也是很多解码厂商的卖点之一，除了刚才提到的WEISS，dCS的DSD/DXD升频算法也是类似的东西，而且影响很明显，我之前测试过——失真和频谱都有差异。
还有一种情况是——很多人不信这个，不全是价格问题。就觉得听个响嘛，PCHIFI是一种妥协，都妥协了，不必太在意，然后试听的机会比较少，商家也很难单独展示界面的效果，像我写的这些，很大一部分偏重于科普，我也觉得声音感受很难描述，有提升、有区别，但要说像耳机耳塞那种洋洋洒洒几千字，我说不出来（所以准备了云试听）。 在我看来，高性能USB界面和纯粹的网播转盘、独立的Roon Core机器比较像，有没有廉价替代品或解决方案？肯定有，但声音品质也有差异，看你追求到哪一步了。
比如我玩HIFI的实际经历——几年前用过一阵子Lavry DA-N5，为了能接PC，配了一个INT204。9K一个界面，有点夸张吧？那台Lavry解码5W，这瞬间就合理了嘛。音频设备玩到后期，就不要谈性价比了，也就是玩家常说的——“一分钱一分货，两毛钱两分货，三块钱三分货”。而且，相较于折腾电脑电源、USB子卡什么的，我觉得USB界面是可以给你明确的音质提升的。人家HIBIKI厂商也很自信，有试听样机，与其在这“看图猜谜”，为什么不直接试一试呢？
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发表于 2024-9-5 03:06
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