对于数字音频，我们真的需要尽可能低的抖动(Jitter)吗？多少抖动量是可闻的？

幽灵姐

了解一下相位噪声是什么，也许能理解一丁点皮毛。

icbcodc

木耳用户 发表于 2023-1-23 15:01
这么说那些外接时钟都没用了？

我记得确实在哪里看到过，有所谓的多设备用统一外部时钟，好像是在录音棚还是复杂播放环境中，可以同步和控制所有设备的时钟，对于长链路的复杂系统，因为抖动是有累积的。

johnzzz

说一个事实，在用的数播，据说用的晶振是as318，外接时钟后，声音纵向层次有容易辨别的提升，还有些其他细微可能需要认真对比才能辨别的变化。有变化是肯定的，但是不是好的变化另说，也不能不能说明更精准的时钟是否有意义。

icbcodc

幽灵姐 发表于 2023-1-24 01:50
了解一下相位噪声是什么，也许能理解一丁点皮毛。

关于Jitter引起的相位噪声Phase Noise，我不是太懂。

但是参考三：《Jitter Theory 抖动理论》 - by Julian Dunn  2000年(就职于AP音频测量仪公司) 中，详细讲了相位噪声的内容，而且也提到了一种解决方案：锁相环（Phase Lock Loop）技术，用于降低时钟自身的抖动。有兴趣可以了解下，翻出去，应该可以下载的。

另外，而且2006年就有一个锁相环的专利技术JetPLL，具体可以参考下图，我试了，也是要翻出去才能搜索到。 实际网址如下 ：   https://pro.focusrite.com/what-is-jetpll






Focusrite pro是漂亮国的Focusrite福克斯特高端音频设备品牌，这篇文章提到了两种控制设备Jitter的方案，第一，统一外部时钟，第二推荐，JetPLL锁相环。


原文说，“使用JetPLL的设备可以将抖动降低到大约一纳秒ns（十亿分之一秒！），甚至远远低于最高质量音频的采样率。换句话说，它有助于使抖动几乎不存在。”



"JetPLL现在在数字音频世界中随处可见，Focusrite设备充分利用了它的能力。例如，由于JetPLL有效地消除了通过Dante联网的音频的抖动问题，它是Focusrite RedNet的准确、特殊质量的声音的一个基本组成部分。"

"即使不知道JetPLL的技术细节，甚至不知道它的存在，每个音乐家和工程师都可以利用JetPLL和它对音频的作用。因此，当你看到JetPLL作为音频设备的一项功能被提及时，现在你知道你得到的是什么，以及为什么它很重要。"


不像消费类产品，Focusrite pro作为音频设备制造商没有提采用AS318-B甚至AS338顶级飞秒时钟的方案。

icbcodc

qazpl963 发表于 2023-1-23 15:16
USB每个bit是2ps（不同标准不同），你这直接加了几百倍的jitter，那数据就完全没法发送了。。差不多就0或 ...

扫了下你发的论文，首先这个波形是正玄波。。而USB是方波。。这肯定不是USB了。。推测可能是同轴。

我发了3个文章的名字，内容不少，你看到用正弦波的论文是哪个，能麻烦一下，明确地从我一楼复制出文章名字吗？保证我们谈论的是同一个部分的内容。

icbcodc

saturndu 发表于 2023-1-23 16:02
Cd采样率 44.1khz，的确对时钟要求不高，特别是r2r解码芯片的机子。流媒体的话如果是96Khz或者192khz就另说 ...

1998-2004年的研究确实没有进行HI RES音频的听感研究，后面就没有人再研究这事了。

不过我最近看到漂亮国的Focusrite福克斯特高端音频设备品牌的结论，引用如下“使用JetPLL的设备可以将抖动降低到大约一纳秒（十亿分之一秒！），甚至远远低于最高质量音频的采样率。换句话说，它有助于使抖动几乎不存在。”

我们是不是可以理解1ns的抖动，对于Hi-RES数字音频就非常低了。

原文是导论基于JetPLL锁相环专利，控制设备抖动失真的，原文参考如下。

icbcodc

烧刀大叔 发表于 2023-1-23 19:31
听音是感性的，科学永远无法解决感性问题。

老兄，我敢打赌，你没有看我提到的下面的内容

参考论文二：        《Detection threshold for distortions due to jitter on digital audio数字音频中抖动导致的失真检测阈值》-Kaoru Ashihara1;, Shogo Kiryu1, Nobuo Koizumi2, Akira Nishimura2,Juro Ohga3, Masaki Sawaguchi4 and Shokichiro Yoshikawa5- 2004年


实验已经给了听音者选择他们觉得舒适的方式还有喜欢的音乐，用音箱播放，这还不够放松和感性吗？

icbcodc

野有蔓草 发表于 2023-1-23 19:35
我谈一下我的实践
在用网桥的时候
时钟给网桥比接解码 解析力和层次感提升明显很多

所以说多个香炉，多个鬼。你的实践应该说明通过网络实时传输音频要求更高。

抖动（Jitter）同样存在网络通信，数据传输，实时视频，实时音频传输，音频系统架构越复杂，要求会越高。专业录音棚有采用全部设备使用统一外部时钟的做法，因为设备太多了，抖动累计起来就不少了。

icbcodc

blurSong 发表于 2023-1-23 20:31
好文章。抖动是时序数字电路最基础的概念，而且很遗憾，只要正确地设计布线和测试，保证建立时间检查和保持 ...

老兄应该是懂行的！

抖动是时序数字电路最基础的概念，而且很遗憾，只要正确地设计布线和测试

       数字电路我不懂，但我知道电路布线设计很重要，没搞好，产生的噪音后期很难去解决。

       说到底，你去问烧友和kol，十个里有十个不懂电声学，所以只能以讹传讹编造或者借用一些名词作为圈内话术传播了。

       其实我也只知皮毛和概念，但是只要有搞清楚的心态，愿意花时间，再加上懂的人正确引导，很多东西也没那么难懂。

qazpl963

icbcodc 发表于 2023-1-24 14:31
我发了3个文章的名字，内容不少，你看到用正弦波的论文是哪个，能麻烦一下，明确地从我一楼复制出文章 ...

《Detection threshold for distortions due to jitter on digital audio》-Kaoru Ashihara1;, Shogo Kiryu1, Nobuo Koizumi2, Akira Nishimura2,Juro Ohga3, Masaki Sawaguchi4 and Shokichiro Yoshikawa5


2.2是很明显的正玄波，2.3里虽然出现过USB，但是也是通过界面转换成同轴的。至于他没说是什么（只说了PCM），不过我估计是44.1 16bit的同轴。USB不是为音频开发的协议，所以这份参考不能用于USB，而目前的高精度时钟都是用于USB上的。所以说拿音频协议来说高精度时钟没有意义。。


另外楼主发的PLL，大部分DAC都会自带，作用的是I2S或者音频协议的，反正我没见过USB有人用过。理论很简单，就是通过（相对）高频参考钟来修正传输的（相对）低频信号的相位差，后面发现你发晚了，或者发早了（发早发晚参考“高频参考钟”），就通知前面让你早发或者晚发（你可以想想USB的频率这个相对高频要多高），USB时钟差确实可以通过界面转换成音频协议或者I2S后再通过PLL修（很多DAC也都是这么干的），但是PPL的好坏对声音的影响极大。（参考HELEN用户的评价，HELEN本质就是个外置PLL）（请注意，数字端影响声音不止相位这一个因素，如果只是只降低抖动而不管其他因素出来的肯定是怪声。。）

icbcodc

johnzzz 发表于 2023-1-24 13:43
说一个事实，在用的数播，据说用的晶振是as318，外接时钟后，声音纵向层次有容易辨别的提升，还有些其他细 ...

我最近也在看使用了AS318-B和AS338时钟的USB界面，对比ns级别的抖动来说，AS318B已经降低到零点几皮秒ps（达到飞秒fs)级别的超低抖动了。更不要说AS338的低抖动了，真的有必要这么低吗？



AS318B的相位噪音和抖动数据（来自官方数据表）

icbcodc

qazpl963 发表于 2023-1-24 15:27
《Detection threshold for distortions due to jitter on digital audio》-Kaoru Ashihara1 ...

2.2是很明显的正玄波，

       如果我的英文理解正确的话，2.2节（如下图）是解释实验如何模拟产生抖动Jitter信号的，包括了：1.插值、2.移位采样 3.抗混叠过滤 这些过程。我认为设计者是懂数字音频采样基本原理的。模拟后，在原始PCM编码的数字音频基础上再生成一份包含模拟抖动的PCM数字音频文件，两份文件方便给听者切换播放，进行AB对比。（补充下，PCM编码对应的实际文件格式可以是WAV，也可以是FLAC，实验用的是16bit）

       原文还提到“It was confirmed that the distortions obtained by this method using sinusoidal signals exactly agreed with what were predicted by the phase modulation theory [2].”
       意思是      “经证实，用这种方法得到的正弦信号的失真与相位调制理论[2]所预测的完全一致。”，  进一步参考【2】里的文章，所以咱们不用怀疑模拟出的失真能不能代表实际的抖动Jitter导致的失真。


       原文提到了，添加的抖动是“人工随机抖动”。


    图1（Fig.1）只是用一个模拟波形曲线简单展示抖动发生前后，波形的变化，以及抖动导致采样点失真的幅度。你仔细观察下，仍然认为下图是正弦波吗？我不认为是正弦波。其他人如果也认为看起来是正弦波，可以回复本贴告诉我。

2.3里虽然出现过USB，但是也是通过界面转换成同轴的。至于他没说是什么（只说了PCM），不过我估计是44.1 16bit的同轴。

       实验采用的回放系统逻辑结构如下图中Fig.2所示：图中灰色部分是受试的听者自己的，也就是：DAC、功放（耳放）、扬声器或耳机。其他部分是实验方提供的，包括笔记本电脑，鼠标，USB接口数字界面，S/PDIF转AES的界面，因为不同DAC设备接口不同，它们连接DAC解码器的方式有，1. 笔记本光纤直接输出，2. 经过数字界面输出的S/PDIF（标准中是包括了光纤和同轴的），经过数字界面在加S/PDIF转AES界面输出。
       我理解，简单说支持光纤，同轴，AES连接听者自己的解码器，所以全用的数字方式把信号给DAC解码器，没有模拟方式的RCA。

USB不是为音频开发的协议，所以这份参考不能用于USB，而目前的高精度时钟都是用于USB上的。所以说拿音频协议来说高精度时钟没有意义。。

           看了上图后，应该可以明确你所说的USB接口的抖动失真，USB界面设备导致的抖动失真，还有DAC之前的所有其他失真，都已经包含在听者最后听到的声音中了，所以没必要担心它们没听到USB接口和界面的失真。

另外楼主发的PLL，大部分DAC都会自带，作用的是I2S或者音频协议的，反正我没见过USB有人用过。

           锁相环PLL我没怎么研究，但是我没有看到PLL是给I2S用的说法，应该很多需要时钟，需要相位控制，相位同步的地方都能用吧？


           看JetPLL的结论，我觉得不用太担心1ns的抖动(Jitter)，因为Focusrite PRO福克斯特官网的原文说，“使用JetPLL的设备可以将抖动降低到大约一纳秒ns（十亿分之一秒！），甚至远远低于最高质量音频的采样率。换句话说，它有助于使抖动几乎不存在。”

理论很简单，就是通过（相对）高频参考钟来修正传输的（相对）低频信号的相位差，后面发现你发晚了，或者发早了（发早发晚参考“高频参考钟”），就通知前面让你早发或者晚发（你可以想想USB的频率这个相对高频要多高），USB时钟差确实可以通过界面转换成音频协议或者I2S后再通过PLL修（很多DAC也都是这么干的），但是PPL的好坏对声音的影响极大。（参考HELEN用户的评价，HELEN本质就是个外置PLL）（请注意，数字端影响声音不止相位这一个因素，如果只是只降低抖动而不管其他因素出来的肯定是怪声。。）

           我确实对II2(I2S)传输比较感兴趣，后面如果加界面，会优先考虑。我理解锁相环就是让。现在的技术，PLL应该已经模块化了吧，对专业音频电路设计人员来说，不会太难吧。


           这里只讨论抖动Jitter的可听阈值，是希望把事情简单化。多了就太复杂，也不懂，没法讨论了。

tomman

icbcodc 发表于 2023-1-24 16:56
如果我的英文理解正确的话，2.2节（如下图）是解释实验如何模拟产生抖动Jitter信号的，包括了： ...

楼主没弄明白，文章说的是数字音频，主要是传输方式为SPIDF格式在传输过程中产生的抖动，和USB抖动两回事。SPDIF的抖动是可以测量，模拟的，会对声音产生影响。就是文章提到的东西。

qazpl963

icbcodc 发表于 2023-1-24 16:56
如果我的英文理解正确的话，2.2节（如下图）是解释实验如何模拟产生抖动Jitter信号的，包括了： ...

确实看出来了不是正玄波。。然后我发现这TM根本不是数字信号。。这是在模拟信号处加JITTER...我真的俏抻锪恕！Ｎ揖退翟趺疵挥新肼省！Ｈ缓竽阍倏纯凑飧鯦ITTER是怎么加的。。他是通过修改数字文件加！！！差不多就是，这一帧的数据为1011011110110111，那么修改后为1011011110110110.。然后他们还增加了相位的偏移，比如说原本在1.00000s的数据修改为1.00001s。总结他们给每一帧增加了偏移量，造成了这副图所产生的效果。但是这说的都不是数字信号，而这个模拟信号他是20KHZ的。你自己也可以实验，只是修改数字文件而已。

不过楼主还是没弄明白，USB产生的JITTER和音频协议产生的JITTER不是一个东西，我直接拿公式给楼主算一下吧


USB2.0高速的频率是12MHZ,假设我们就用12MHZ的钟，(实际为48MHZ)那么简单点说每1s/12MHZ发送83ns的数据，加上1us的抖动（这里就用时间的偏移来计算）。。那么该数据就会出现在（1us/83ns）个数据前后，如果换算成s/D（秒每天）的话那么就是1036800s/D，最后换算成ppm就是12000000。。。USB的正常时钟PPM为2500.。你可以看看这个数据有多离谱吧。。而你就算用音频数据协议传输这个数据也很离谱。。数据根本无法正常发送。。而用20KHZ的纯模拟信号就说得通了。。而如果你把这个12000000PPM加到20KHZ的模拟信号的话。。这个抖动就是602us。。。你可以根据他这个方法试验一下，加了602us抖动后。。你能听出什么东西。。。



另外DAC的界面接受USB数据后会转为I2S，然后过PLL。。而HELEN也支持I2S的输入。我也说了大部分DAC里面都有。。不是很难的技术。。难的是如何做好。

最后再提一句。。论文中只有DAC,放和喇叭是用户选择的。。然而实际上，音源部分才是真正发好声的关键。。我自己音源部分投入比DAC（包括DAC）以及后面的东西加起来都多。。而他这个前面用的一堆垃圾。。500ns算是在他的实验设备下的可听出上限吧。。如果做真正的高精度对比的话，建议去拿千万以上的设备。。只保证数字文件不同。其他所有东西必须是调教好的。。至于"自己喜欢的设备“这个没有必要，只要系统敏感度够高，换套系统顶多多适应一段时间。木桶原理大家应该都懂。而且就算是这样也只能测出模拟部分的抖动下限，和数字抖动没有任何关系。。。。
你也说了”看了上图后，应该可以明确你所说的USB接口的抖动失真，USB界面设备导致的抖动失真，还有DAC之前的所有其他失真，都已经包含在听者最后听到的声音中了，所以没必要担心它们没听到USB接口和界面的失真。“这篇文章完全没有测试数字抖动对声音的影响。。我之前的对话都是围绕着数字传输的抖动。。我也一开始问这是什么抖动。。楼主只要回答以下是模拟信号的抖动就行了。。

jeffk

看了楼上各种高深的回复真会让人晕倒，请问你们谁真的拥有具备clockin的设备，谁又真的玩过word clock？答案恐怕是一个都没有。

木耳用户

我一直疑惑现在dac的失真都做到小数点后好几个零的程度，人耳真的能分辨其中的差异么。以前对比过da10和我的500块的便携，没听出来区别（当时的耳机也确实不是好耳机）。但是看到那么多高价设备，有钱人也不会都是傻子吧。无奈小县城没地方试听，这个行业也没有专业的论文解惑。

Shiwdb

       抖动在音频影响方面，有两个环节：第一个环节是模数转换环节，第二个环节是数模转换环节。
       从还原音频的角度出发，提高了模数转换环节的时钟精度，再去提高数模转换环节的时钟精度才更有意义。
      播放数字音乐时，音频数字信号在传输过程中有抖动，但是影响音质的抖动只发生在数模转换环节。这是一个很重要很关键的认知，忽略了这个认知，容易陷入迷茫。
      数模转换环节依赖的时序，是由机内晶振时钟产生并分频传递而来，或者由数字信号时序传递而来（或有锁相环修正）。数模转换时刻的时序，严格来说，一般是不可测的，因为该时序发生在集成电路内部的数模转换电路；退而测量集成电路时钟输入端的时序、时钟的时序、信号输入的时序，作为研究的对象。
       为什么市面上的USB数模转换板卡上，有三个晶振？就在于USB数字信号接收处理自己一个晶振，用于异步工作而消除之前信号传输过程中累积的数字抖动。另外两个晶振，用于得到44.1KHz、48KHz的时序，提供给数模转换模块。

prodomo

icbcodc 发表于 2023-1-23 14:49
知道的越多，越会觉得自己的无知，但一定不是糊涂。

不用知道那么多。

icbcodc

tomman 发表于 2023-1-24 17:21
楼主没弄明白，文章说的是数字音频，主要是传输方式为SPIDF格式在传输过程中产生的抖动，和USB抖动两回事 ...

文章说的是数字音频，主要是传输方式为SPIDF格式在传输过程中产生的抖动，

       对，文章研究的是数字音频文件不包含和包含人工添加的抖动失真，两种方式切换对比，受试者的听感分辨阈值在多少ns。  不过，最终所听到的抖动是人工添加抖动+USB界面抖动+接口抖动+DAC等的抖动一起，不仅仅是S/PDIF传输过程中的抖动。

和USB抖动两回事。

        我理解你的意思了，但是具体不同在哪里，我对细节没有什么了解，有推荐资料参考吗？

SPDIF的抖动是可以测量，模拟的，会对声音产生影响。就是文章提到的东西。

        你的意思我理解，不过，我不觉得这时文章要分析的抖动。我理解文章所分析的抖动Jitter是类似A/D和D/A转换时的时基误差抖动，以及接口误差等导致的抖动。

icbcodc

qazpl963 发表于 2023-1-25 03:45
确实看出来了不是正玄波。。然后我发现这TM根本不是数字信号。。这是在模拟信号处加JITTER...我真的俏抻 ...

然后我发现这TM根本不是数字信号。。这是在模拟信号处加JITTER...我真的俏抻锪恕！Ｎ揖退翟趺疵挥新肼省！Ｈ缓竽阍倏纯凑飧鯦ITTER是怎么加的。。

       老兄，难道数字信号（音频文件）就不可以在音频软件上显示出模拟的波形吗？不能因为他放了一张用波形演示如何加入人工模拟的Jitter，进而形成数字音频失真的图片，就认为Jitter是在模拟端加入的吧。只不过，文章没有提具体的加入方式，只简单演示了加入抖动的原理和导致的失真。

他是通过修改数字文件加！！！差不多就是，这一帧的数据为1011011110110111，那么修改后为1011011110110110.。然后他们还增加了相位的偏移，比如说原本在1.00000s的数据修改为1.00001s。总结他们给每一帧增加了偏移量，造成了这副图所产生的效果。

        我想可能是你说的方式吧，我从来不怀疑能人工加入模拟Jitter到音频文件，因为实际A/D转换时，时基抖动就在向得到的数据音频中加如失真。

但是这说的都不是数字信号，而这个模拟信号他是20KHZ的。你自己也可以实验，只是修改数字文件而已。

        我觉得还是把注意力放在主题上比较好，不用太在意，也不用去分心研究怎么加失真吧。

不过楼主还是没弄明白，USB产生的JITTER和音频协议产生的JITTER不是一个东西，我直接拿公式给楼主算一下吧

          你这样说，我大概理解你的意思了。不过，我对USB如何传递数字音频数据，包括USB界面如何把USB接口数字音频转换到S/PDIF或者IIS接口音频的底层逻辑，都不清楚。

USB2.0高速的频率是12MHZ,假设我们就用12MHZ的钟，(实际为48MHZ)那么简单点说每1s/12MHZ发送83ns的数据，加上1us的抖动（这里就用时间的偏移来计算）。。那么该数据就会出现在（1us/83ns）个数据前后，如果换算成s/D（秒每天）的话那么就是1036800s/D，最后换算成ppm就是12000000。。。USB的正常时钟PPM为2500.。你可以看看这个数据有多离谱吧。。而你就算用音频数据协议传输这个数据也很离谱。。数据根本无法正常发送。。而用20KHZ的纯模拟信号就说得通了。。而如果你把这个12000000PPM加到20KHZ的模拟信号的话。。这个抖动就是602us。。。你可以根据他这个方法试验一下，加了602us抖动后。。你能听出什么东西。。。

          我理解你分析的是：USB接口将数字音频传输给后端设备的抖动影响了音频数据的正确性。不过，我真正的疑问是源于USB界面如何把USB接口数字音频转换到S/PDIF或者IIS接口音频，其中的时钟的实际抖动导致的“错误”或者“失真”，在多大程度上是应该担心的，是否会比ADC和DAC过程存在的时基抖动更影响听感？

另外DAC的界面接受USB数据后会转为I2S，然后过PLL。。而HELEN也支持I2S的输入。我也说了大部分DAC里面都有。。不是很难的技术。。难的是如何做好。

           我理解这个转换在USB界面中就可以存在，如果把USB界面通过IIS接口联接到DAC的话。我也觉得对于专业人员来说，这种转换不是很难实现。

最后再提一句。。论文中只有DAC,放和喇叭是用户选择的。。然而实际上，音源部分才是真正发好声的关键。。我自己音源部分投入比DAC（包括DAC）以及后面的东西加起来都多。。

           这个我也认同，数字文件还有数播，对于整体音质很重要。不过我也认可木桶效应，系统最好从整体考虑，包括电的纯净度。

而他这个前面用的一堆垃圾。。500ns算是在他的实验设备下的可听出上限吧。。如果做真正的高精度对比的话，建议去拿千万以上的设备。。只保证数字文件不同。其他所有东西必须是调教好的。。至于"自己喜欢的设备“这个没有必要，只要系统敏感度够高，换套系统顶多多适应一段时间。木桶原理大家应该都懂。而且就算是这样也只能测出模拟部分的抖动下限，和数字抖动没有任何关系。。。。

           文章中，500ns是少数人（6个人，一共23个人）能听出的最小抖动，大部分人（17个）已经听不出500ns的抖动了。而且从文章的其他信息，似乎不能推断出他的电脑，或者播放软件很烂的结论吧。

你也说了”看了上图后，应该可以明确你所说的USB接口的抖动失真，USB界面设备导致的抖动失真，还有DAC之前的所有其他失真，都已经包含在听者最后听到的声音中了，所以没必要担心它们没听到USB接口和界面的失真。“这篇文章完全没有测试数字抖动对声音的影响。。我之前的对话都是围绕着数字传输的抖动。。我也一开始问这是什么抖动。。楼主只要回答以下是模拟信号的抖动就行了。。

           老兄，我所说的文章中的“模拟抖动”是“仿造真实抖动”的意思，你怎么理解成“模拟信号上加入抖动”去了？    如果我们理解不一样，沟通很容易出问题的。