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关于PC作HIFI音源的一些杂谈（大烧原创） [复制链接]

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发表于 2007-04-09 05:33 |显示全部
音响作为成年男人（当然有女烧友，不过数量极少）的玩具，究其历史，估计可以上溯到从爱迪生发明留声机开始算起，也有一百多年历史了吧。但综观其原理，到目前为止，音响科技的主流，还脱离不开电磁-动能转换的原理，似乎几十年来在基础层面没什么大的进展，有的只是基于基本原理之上的各种完善，但 电平信号-功率放大-电磁能量与动能的转换--振动空气产生声波--这条套路还真是一成不变。当然这期间有不少的新思路，但由于技术的不完善或成本及其他原因，没有普及开来，因此不能成为主流。不过，本文不是要提出什么音响科技新思路，所以这不是重点。
         电平信号-功率放大-电磁能量与动能的转换-振动空气产生声波，这条套路还可落实简化为音源—功率放大器--扬声器三大件，也即烧友们整天捣鼓，乐此不疲的东西。结合科技的发展历史，研究一下这三件头，可以发现，后两件严格来说，几乎是止步不前，有的只是指标上的不断完善以及新材料的更新换代，但是整体上看来，还是和几十年前的那样眼熟，呵呵！反而是头一件，从理论到实际，已经进行了几代跨越式的更替。音乐信息的载体从机械式（粗纹密纹唱片）到电磁（磁带一类），再到光电（CD唱片一类，目前正大行其道），到目前提出的纯数字载体（PC计算机，再细致些指的是其中的磁盘上记载的0和1的信号），其原理已经不能同日而语。
         但对于广大的音响发烧友来讲，普遍关心的问题是，那一种载体更HIFI呢？HIFI是“高保真”的英文缩写，这个词从专业音响电气工程师和业余发烧友的角度来理解，是有很大差异的；专业音响电气工程师的标准是电器性能指标，业余发烧友的标准则侧重于个人的“听感”，因此发烧圈里有很多名词，如“空气感”、“音乐感”、“贵气”等的指标，在专业领域，是不可测量和没有标准的。
         这里不准备讨论人的听感的差异带来的争议，还是从技术的角度来探讨各种音乐信号载体的“高保真”度。
         从各种技术角度来看，数字信号有着无可比拟的“高保真”度（不谈专业晦涩难懂的技术名词，有兴趣的可查阅各种资料），基于计算机的原理，出错的几率可为小数点后的N个零；但为何大部分的烧友对于PC作HIFI音源持否定的态度？
         PC作HIFI音源，接入到音响系统中，有几种接法：
         1，PC（CD、DVD光驱--声卡模拟信号输出）--功率放大--扬声器；
          
         2，PC（CD、DVD光驱--声卡数字信号输出）--数字解码器--功率放大--扬声器；

         3，PC（磁盘内的APE，WAV文件--声卡模拟信号输出）--功率放大--扬声器；

         4，PC（磁盘内的APE，WAV文件--声卡数字信号输出）--数字解码器--功率放大--扬声器；

       从音响听感来说，这几种方法相比，第4种的方法效果最好。但有些烧友听过后，还是认为不能和高品质的CD机发出的声音相提并论。
       撇开心理因素，来探讨一下两种方式的差别。
      1，  目前来说， 高品质的CD机的制作技术已经很成熟，除了与生具来不可克服的JETTER误差外，几乎没有了可闻的机械和电磁噪音；但PC机，目前可用于HIFI系统的HTPC或HDPC机，仍然带有可闻的机械噪音，主要是冷确风扇，磁盘运作带来机械噪声；电磁噪音是由于各种芯片高频运作产生的电磁干扰。
      2，在数字解码前的环节来说，CD机的信号纠错机制，和PC机相比，不是一个级别，一个是忽略，一个是高速的反馈-纠错，从这点上说，PC机的信号更“HIFI”；
      3，从电器制造的工艺上来说，PC元器件的制造的级别，也比普通的CD机高很多级别，几乎要在无尘的环境中进行，而且电器性能的指标要求也比CD机的高很多。
      4，从储存的方便性来讲，PC机比CD机更优越；
      5，操作性，CD机非常简易，PC机相对来讲还是很繁杂；
      6,  分析一下成本。PC机做为HIFI或高清AV信号源，相对高品质CD机来讲，还是比较低的，HDPC或HTPC中较昂贵的器件就数声卡和显卡，目前通过很多人比较，在1000~4000元左右的声卡效果较好，过高反而没有意义，并非价钱越高，用料就越好，而是取向不同，专业的偏重，例如随着各类接口的增多，附带软件的增多，价钱就非线性的增加，而这些与民用理解的HIFI不一样，而且意义不大；低价位的声卡，也有声音表现不错的，但大部分的HIFI表现平平，一般烧友都会认为是“垃圾”。显卡的要求除了高性能，还要讲求静音，这里显卡不是本文重点，就不多讲。
          另外，对CPU，内存，主板，硬盘的要求，作为HIFI音源的HTPC和HDPC，比普通用途的PC要求要高些，费用超出大概在30%~80，90%，高配置会达到2~3倍，但这些超出的部份在烧友看来，简直不值得一提。另外是较重要的硬盘部份，大容量是必须的，再有就是寻道时要静音，就目前的主流磁盘技术来讲多少还是带有些寻道噪声，也许将来的新技术会让硬盘“鸦雀无声”，这是后话。
          举一个较为高端的配置，让大家对费用有个大概的了解：
         CPU:  Intel Core 2 Duo E6300                                 约 ￥ 1350
         主板: ASUS 华硕 P5B                                               约 ￥ 1000
         显卡:  ATI  X1950PRO                                             约 ￥ 1400
         声卡： 德国坦克 DMX 6fire 24/96 专业音频卡（5.1声道）   约 ￥ 1800
                   或 乐之邦 轩辕7.1（7.1声道）                                    约 ￥ 1200

        硬盘: 希捷 酷鱼7200.10/ST3320620AS（300G） X2              约 ￥ 1500
         内存: 三星金条 SEC533D2U4(1G/DDR2 533) X2      约 ￥ 1400
         电源: 航嘉 冷静王至尊版   额定400W                        约 ￥ 450
         机箱:  TT 巴顿机箱(带MediaLAB面板，遥控)                        约 ￥ 1600
         散热: 各种静音风扇或水冷                                         约 ￥ 400~600
         光驱：DVD                                                               约 ￥ 200~300

        总计费用约为11200~11800元，这对烧友来说，可能算是小菜一碟，但对于PC机来说，已经是顶级配置了，而且出来的声音已经可圈可点了，至于是否超出同价位的CD机，我就不发表意见，大家尽可对比试听一下，我个人还是较满意的。
      7，可升级性。这是PC的长处，不说了。
      
      PC最终是否会取代CD，成为新一代商品大众化的高品质音源？这一点我不敢断定，但似乎是一种趋势，类似于以前新旧音源更新换代那个时候的味道。这一点好象有明朗化的迹象。
      有可能若干年后，有烧友会觉得Intel Core 2 Duo E6300 CPU系统发出的声音比16核的CPU系统的更好，更有“音乐味”！而各芯片和PC厂商又开旧的生产线来迎合市场需求，就象现在的电子管和黑胶！哈哈！
      水平有限，先暂停一下，听听各位高见！
      （大烧原创，转载请注明出处，谢谢！）
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发表于 2007-04-09 21:54 |显示全部

hyao 在 2007-4-9 11:12:42 发表的内容
楼上搞太复杂了.两声道的纯Hi-Fi没必要如此的.
"家庭媒体中心"对应的是AV烧友,以看电影为主.HiFi只是附属功能罢了,尽管效果可能不错的.


未必，软件对声音的影响不大。
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发表于 2007-04-10 01:54 |显示全部

电脑音频，其实就是数字音频的变体。然而由于电脑功能的逐渐强大，现在的电脑已经不是简单的重放和录制数字音频，而是增加了大量的音频处理功能。既然如此，是什么造成了电脑音频系统重放效果不佳呢？我们先来看一下电脑音频重放系统的流程：
上传图片:
[upload=gif]Upload/2007410154021950.gif[/upload]


电脑其实在整个重放链路中，充当了音源的角色：数字音频流可以直接在电脑中处理并输出，DAC就是数模转换器，负责将数码信号转换成模拟的音频信号，模拟信号经过放大器放大，从而进入电声转换设备（耳机或者音箱）发声。这其中，数字音频流直接在电脑声卡的缓存里播放，数字信号的品质还是基本上有保证的，因为数字信号抗干扰的特性较好（数字信号的品质和声卡上的时基设备晶振有很大的关系，与走线与用料也有关系，在这里我不想过深的讨论这个问题，因为它会吓走大部分的读者）。许多廉价的入门级声卡甚至也具有了相当高品质的数字输出能力，而且还支持高采样频率高采样精度的音频格式。
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发表于 2007-04-10 01:33 |显示全部

Episode 6：采样jitter（sampling jitter）

在声音再生的过程中，我们通过许多方法削弱在DA转换器之前产生的jitter，对于这个，我们将在“如何消除jitter”中具体讨论。但是你应当知道，如果在数字信号的录制过程中jitter就已经产生了这怎么办呢？答案很简单，重新录一份：）数字录音过程中产生的时基抖动究竟是怎么一回事呢？答案是正确的采样记录在了时间轴错误的位置上。而在录音之后，这是jitter完全不可以被矫正的。传输过程产生的以及线材引起的jitter对于整套数字录音系统的品质有至关重要的影响。作为数字录音系统的主要器材，AD转换器的时钟发生器会夹杂相当数量的jitter。这些夹杂着jitter的时钟信号通过数字线路，被传送到AD转换器中，而在这个过程中，又会引入线材产生的jitter。这些带有jitter的信号会成为参考时钟信号被送入AD转换器，并且决定信号采样点的位置最终记录下来。AD转换器内部的电路可以削减一部分外部产生的jitter，但是它不能去掉全部。因此对于录音师来说，AD转换器时钟信号中引入越少量的jitter，最终得到的记录质量就越好。Bob Katz在他的文章中这样说：“模拟－数字转换器是整套数字音频电路中最容易受到jitter影响的部分。”（"The A to D Converter is one of the most critical digital audio components susceptible to jitter"）

对于低成本的设备来说，使用内部的参考时钟的AD转换器可以避免因数字接口以及参考时钟和外部转换器之间产生交界面jitter，但是如果需要在已有的音轨后面添加新的内容，那么就需要同步AD转换器和已经录制的音轨。这种情况下，你就需要一个外部参考时钟。高质量的录音工作室通常使用高精度（通常是可以控制的）的参考时钟来同步AD转换器。如果你有一个好的时钟发生器，它会大大减少传输过程中产生的jitter，但是你仍然要和传输过程中线材引起的jitter做斗争。
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发表于 2007-04-10 01:56 |显示全部

那如何处理声卡的安装呢？

不同的声卡声音千差万别，其中很重要的一个原因就是数模转换器和用料差别，普通的声卡往往在用料、成本和尺寸等方面的限制，在DAC转换方面往往会有不少“缩水”：使用性能平平的廉价DAC芯片，简化的后端模拟滤波电路，廉价的电路元件，简单的电源供应系统等等，这些都会让音质大打折扣。同时电脑机箱内部是一个非常恶劣的电磁环境，充满着各种数字高频信号，数字音频信号并不怕它们，但是一经转换成为模拟信号后，就很容易受到干扰而产生噪音、失真等，再加上电脑声卡无法采用很好的屏蔽措施，数字电路和模拟电路也拥挤在一块电路板上，使得廉价声卡的音质很难和专门的CD播放机相比，甚至可能还不如CD随身听或MP3。将数模转换设备做在电脑的外边，可以彻底的解决声卡做数模转换时遇到的种种问题。所以，如果可以把数字信号输出到专门设计的高品质外置解码器，就可以改善电脑音频的播放效果。给电脑使用的解码器与传统的HiFi解码器相比有它的特点：首先电脑用的解码器必须能够支持高采样率高采样精度的数字音频模式，因为正如前面已经讨论过的一样，这正是数字输出声卡的优势，如果不能充分的发挥这项优势，电脑音频的优点就体现不出来；其次电脑用的解码器必须能够支持光纤数字输入，因为有很多数字输出声卡都只具有光纤输出接口；再次电脑用的解码器必须要适应电脑高灵活度的特点，同时支持多种采样频率采样精度的数字音频格式；最后电脑用解码器应该定位在合理的价位，因为普通的电脑音频爱好者无法接受HiFi解码器那样的天价。
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发表于 2007-04-09 23:46 |显示全部

][upload=jpg]Upload/20074923453548907.jpg[/upload][upload=jpg]Upload/20074923455467636.jpg[/upload]

北欧的一位HIFI烧友全手工打造精品HTPC
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发表于 2007-04-09 23:02 |显示全部

南海十三郎 在 2007-4-9 22:46:19 发表的内容
的确，如果要求不是太高（如听惯黑胶和顶级CD机的除外）“PC音源”发烧还是可以有得玩的，进一步的实验还在进行中，望同好们多交流！


如果HTPC或HDPC这样搞：
   镀金插脚的CPU，悬浮避震安装的硬盘，10层PCB镀金底板的主板，8N纯铜或纯金银的信号传输线，安装有高价发烧级别的电容，电阻的声卡显卡，各个器件之间完善的电磁屏蔽，发烧R牛的电源，超大只的滤波电容，几十斤重的纯铝机箱。
     这样的配置应该能吸引发烧友，但对于PC机来说，意义大吗？
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发表于 2007-04-10 01:31 |显示全部

Episode 4：CD player里面到底发生了什么

如果电源噪音（电压波动）导致切换点逻辑上的时间抖动，那么播放器（CD，MD，DVD，DSD，DAT）里面到底发生了什么？

一个简单的CD播放器里面有多个马达，驱动电路以及控制电路。为了能够正常读取盘片，机器要做以下工作：首先，主轴马达驱动CD盘片转动并达到预定速度，控制光头位置的定位马达驱动光头定位到预定轨道上，最后，驱动回路控制光头聚焦，光头发射激光并且接收反射信号。每一个马达和回路都会增加电源噪音，这些噪音直接影响DA转换器的内部工作状态。所以，每一个马达和回路都会为数字信号增加另外一种jitter（频率，振幅以及波形上的不同），这些干扰通过不同方式都会影响到声音的质量。
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发表于 2007-04-10 01:31 |显示全部

如果你明白了以上原理，我就可以给你解释那些HIFI爱好者以及录音师争论得很激烈的以下问题：

1，为什么不同的CD镇片（就是主轴上面用来固定盘片的铁片）会造成听感上的不同。

2，为什么一些转盘制造厂商使用皮带传动

3，为什么不同的转盘音质不同

4，为什么一些厂商在转盘中使用stray light(???)

5，为什么一些类似“消磁作用”的产品对转盘有效果

6，为什么不同的存储介质音质不同，尽管他们记录的都是0101的数字信号

答案主要是如下几点：

一些CD播放器或者CD转盘价格非常昂贵的原因是他们将整个解码系统源头，即读取设备产生的jitter降低到了最小。为此，它们需要使用非常稳定和干净的电源，多路供电，精确的时钟生成电路以及造价昂贵的机械结构。在后面，我们将在价格因素尽量小的情况下比较jitter的影响。但是，如何确定上面说的这些可以全面的解释jitter到底是什么呢？我们将在“jitter听起来是什么样子”用具体讨论。让我们先关注一下别的。
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