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标题: 【技术分享】享声高性能HIFI交换机PA3 研发完毕！ [打印本页]

作者: soundaware 时间: 2025-12-17 19:01
标题: 【技术分享】享声高性能HIFI交换机PA3 研发完毕！
本帖最后由 soundaware 于 2025-12-17 19:14 编辑

xs_horizon研发日志——高性能HIFI交换机PA3
作者：xs_horizon时间：2025.12.15
网络噪声一直是对HIFI 网络播放影响最大的外部因素，这种影响并不是我们音频中常见的地线环路或者电源噪声，而是信号噪声和信号稳定性。很多人以为网络都隔离了，为何还有信号噪声？其实如USB一样，很多烧友认为，我用了网线路隔离器或者光电隔离，噪声就消失了，这是一个非常错误的想法。这里我说一个事实，一个消费级的光口带来的巨大抖动对解码器也是一种“噪声”干扰。所以这是一种广义上的干扰而形成的噪声说法。
消费级的网络其实无论光还是电，都是信号与噪声混合在一起，在通讯当中，这种噪声引起的抖动是无法通过光耦或隔离变压器进行消除的，最后到数播或解码器里面它就会被还原成电信号上的噪声，也就是抖动巨大的原因之一。任何所谓的噪声最终反应在HIFI数播或者解码器接收的电信号上，可以频域和时域来说，一个就是全频噪声，一个是时基抖动。而HIFI要解决的就是网络信号当中的这两个问题。
影响网络信号的噪声和时钟精度问题，主要是两个方面，一个是家用路由器网络输出，另一个是你的HIFI数播/网络解码器当中的网卡，两个缺一不可。通常来说，大家认为的HIFI数播或网络HIFI解码器的网卡一定是完美解决，这是错误的，现在99%的HIFI内部网卡只能说解决了一部分电源噪声问题，时钟仍然是消费级的，同时低压核心供电的1V左右电源也是开关电源，所以享声开发的PA3网卡版就是为了替代HIFI数播的内置网卡，它是一个从1V开始全部HIFI低噪声线性化的发烧级高性能网卡，同时内置源始频率的高性能25M TCXO时钟。在外置高性能供电的情况下，可以让网卡的声音达到D1X内置网卡的效果。但是PA3并不是万能的，它在X86平台上，苹果平台，ARM 安卓14等最新平台可以即插即用，在openwrt等需要一定的配置，其它平台有一定可能存在不识别的情况。所以享声HIFI交换机的方案就是完全不挑任何平台而且双向重建信号和时钟，无需任何配置的“傻瓜”且有效的方案

PA3 发烧级高性能HIFI网卡

事实上交换机在普通家庭是几乎已经消失的，反而是路由器更常见。为何HIFI交换机能成为HIFI网络处理的主流选择呢？因为这可能对用户或厂家来说，是声价比最高的解决方案！HIFI路由器，本质上是一个多网络数播的概念，需要不低的处理能力，所以要CPU等噪声处理的非常好，需要很大的投入。据我所知，现在绝大多数数播的CPU主板还完全是采用消费级核心板，哪怕HIFI优化，绝大多数优化是不彻底的，或者只是表面上的优化，比如只是换一个时钟或者5V线电优化一下。所以你要做一个真正面向发烧友的HIFI路由器，首先要对CPU核心板进行完美HIFI优化。如果完全优化，最后的成本是很高的，1V，1.8V，3.3V，5V等四类电源共计10多路要完全线性化，而且要豪华化，同时时钟也要深度优化，光这些研发和量产的成本注定不是一般的价位所能做下来的。而HIFI交换机本质就是一个纯硬件的DSP，开发相对简单，如果要做一个入门级的5G/s低吞吐量的HIFI交换机，只需要把0.9V和3.3V 线性化，并且用一个音频SPXO时钟，2000~3000元的HIFI交换机零售价就可以做到同吞吐量5000~10000的HIFI路由器声音水平。这就注定HIFI交换机会成为无论厂家还是用户的最优选和性价比之王。
其实HIFI交换机的原理并不复杂，就是采用高性能的交换机芯片，进行HIFI化的深度优化。享声在2012年就对ARM CPU进行完全HIFI化的优化，包括2016起年对更为复杂的intel X86 CPU进行完全HIFI化优化，于2020推出MR2，以及2024年推出参考级的X86主板，所以在复杂DSP和CPU的HIFI优化经验非常丰富。而高性能HIFI交换机的HIFI化优化难度跟入门级ARM CPU相当，所以我们只做了一个版本就完成了HIFI 交换机的深度优化。但是随着交换机芯片的深度研发和优化，我们知道，原因只是供电和时钟的深度优化远远不够，因为HIFI交换机存在很多未公开的致命问题，被厂家和发烧友忽略。

自研X86纯线性HIFI主板样板

高性能交换机芯片供电通常包括电信号组供电，控制和时钟组供电和光口组供电三类，因为无地线需要，所以都是低电压0.9V(类似地，低电压)和高压3.3V(高电压) 形成所谓的高低电平(0，1输出)。简单来说，虽然只有0.9V或3.3V两组电压，但是是分为三组的，而且我们测量下来是独立不相连的。交换机去噪的原理，是通过网口或光口接收信号，再通过交换机芯片的内存来完成交换，通过本地高性能时钟来重建一个高精度的信号输出。但是非常致命的是，市场上绝大多数的HIFI交换机，0.9V和3.3V的供电是连接在一起的，并没有任何的分区或分组的概念。这意味着，一个光口或网口连接脏的信号，它的高电平3.3V和低电平0.9V电源都会被这个脏的接口直接影响和污染，那这两路电源被污染后，因为电源是共用的，这些电源又连接在干净的光口和网口上，造成再生效果劣化，达不到真正的一进一出的再生消噪效果。

现实中，我们看到很多的HIFI交换机评测，一进一出效果还行，多进一出效果就变差，或者要多台串连效果才更好，其实都是电源被污染的结果。要做到电源不被污染，最好的方法就是电源分区，一路一个LDO，也就是说，在一个HIFI交换机上，三个大组，至少六路独立LDO输出，而不是直接并联，我们认为这是基本的设计。这是享声高性能HIFI交换机重要的优化设计之一，基于6路或以上的电源分区的HIFI交换机设计。
PA3 HIFI 交换机优化远不止如此，任何一个网口哪怕采用HIFI网线，突破性的解决地线环路问题，支持纯净模式，外置高性能5V电源输入，支持多台HIFI交换机的源始时钟25M低损耗差分物理时钟同步，主从模式等一系列高端功能支持。这使得享声PA3 HIFI交换机来得晚，但是它是一个更加强大的解决方案。PA3 HIFI交换机的推出，正如享声的一贯做风，来得晚，但是往往优化更深，更为全面和彻底，在功能和产品力上更加强大。好的产品需要更长的时间打磨和优化，目前PA3 最后一版测试完毕，即将正式进入量产状态。

预计价格
量产TCXO高性能版本：
<6000元（送一个电源，也可以选配更强电源）
定制25M源时钟SC 切顶级进口OCXO版本：
(~10000元，电源选配)，只能参与定制版本，内部电源也有加强。
功能接口
2.5G*4 网络接口，2*10G 光口（光头模块可自行更换)，5V 电源输入，电源类型选择，纯净模式开关，25M差分时钟输出，25M差分时钟输入等。

背面板建模参考

几个PA3交换机常见Q&A，回应一些问题：
◆ 分区6路供电，外部一路有意义吗？
参考级的高性能LDO它就是用来处理压制噪声的，高性能LDO可以在100khz以内把噪声压制到uv级，这就是它的能力，所以是不是一路总供电，并不是关键。
◆ 为何现在HIFI交换机电口有地线环路问题？
现在的HIFI交换机的网口是金属的，而且各个网口的金属是连接的，现在8类或HIFI网线是带金属屏蔽的，这样一插上网线，所有的连接这个HIFI交换机的设备,如果外壳接地就会造成较大的地线环路,从而存在大地线环路干扰，得不偿失，目前绝大多数HIFI交换机都存在这个问题。
◆ 为何OCXO版本还要定制，无法正式量产？其它品牌OCXO都是正常量产
享声的OCXO是进口定制顶级的SC切并且是源始时钟，频率是25M，周期3个月以上。大家所谓OCXO是工业现成的10M OCXO时钟，根本不需要定制。事实上我们网络设置用的源时钟基本都是25M，10M的时钟需要一个高性能的PLL锁相环转成25M，中间是有相噪和精度损失。我们发现顶级的10M OCXO和高端的PLL锁相环出来的25M进钟，跟高性能的TCXO 差不多。所以要更好的性能，必须要源时钟是25M的顶级OCXO。
◆ 为何很多HIFI交换机用12V供电，享声却用5V？
我们了解到现在大多数带10G光口交换机芯片，供电都不会超过3.3V。为何要12V供电，主要是开关电源的效率，开关电源压差越大，效率越高，所以最好是12V。享声的HIFI交换机是全部线性电源供电，更小的压差才能保证质量和控制热量。所以12V供电的HIFI交换机是全开关电源的设计，也是芯片原厂的消费级参考设计方案。
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