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jitter听起来是什么样子-->af2000转移

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发表于 2003-3-31 00:00 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 香港
Chapter 2:jitter听起来是什么样子

    在这一章中,我们将探索有关jitter对于听觉上影响的问题。不过在这之前,让我们来关注一下jitter在仪器上是如何表现出来的。

Episode 1:如何测量jitter

    下面这几幅图片截自示波器,它反映了从TOSLINK(最常用的一种光纤接口)中传输出来的,含有jitter的S/PDIF信号。测试所采用的是廉价的CD播放器,为了让效果更明显,我们采用了10米长的光纤线(通常使用的都是1米)。

   

    示波器工作在模拟状态下,你看到的是多次转换的重影(superimposition of multiple transitions)。波形显得很不规则,这是因为jitter的存在。两条垂直的细线间表示抖动的振幅大约在3纳秒。那么只含有少量jitter的波形是什么样子的呢?请看下图:

   

    通过这张图可以看出,信号的波形要比上面的那幅好的多,抖动的振幅大约在3皮秒的范围。上面这两幅图给你一个对含有jitter的信号的一个最基本的认识。

    还有另一种方法可以检测到jitter的存在。通过将信号输入到相位锁定环(phase locked loop,简称PLL)并且测量VCO(压控晶体振荡器)的控制量的变化。这种测量方法是将jitter解释为频率的调制,如下图(关于PLL的基本原理,请参照有关书籍)

   

    在上面这幅图中,你无法直观得看到jitter,在这幅图中jitter表现为波形偏离中立点的情况。这种测试所得出的结果并不全面,因为它很大程度上取决于PLL中的相位比较器(phase comparator)以及滤波环(loop-filter)的质量。此外,波形表明,从PLL中输出的信号的jitter要比原始输入信号中的要多(??)。如果将信号送入频谱分析仪中,我们就可以得到jitter频率组成的详细情况。

    如果要从音频的角度来观察,就应该先给DA转换器输入一组含有尽量少jitter的正弦波信号当作数字输出并且分析模拟输出的频谱,得到DA转换器的泛音频谱。接下来,将含有jitter的同样的信号输入到DA转换器中并分析模拟输出,比较上面的结果,你就会发现不同之处。究竟发生了什么呢?

    Watson和Kulavik称:“时基抖动引起基本频率在宽度上的散开。另外,不管是随机还是分布的抖动的频率都将增加噪音,这些会直接反映在SNR和THD+N上。”("Clock jitter causes the width of the fundamental frequency to spread. Additionally the jitter frequency, whether random or distributed, increases the value of the noise floor. Hence SNR and THD+N are both degraded." )

    对于jitter的定量测量是一件很复杂并且耗资巨大的工作,因为这需要十分精密的仪器。GuideTech生产的测试jitter的仪器可以量化最低到1皮秒的抖动,LeCroy的数字示波器则提供了最基本的测量抖动的功能。

Episode 2:试听环境

    如果你想听到没有jitter的声音,那么你肯定要比较没有jitter的声音。由于完全避免jitter是不可能的,因此在下面的试听比较中,我们只能尽可能将jitter降低。

    在下面的试听中,我们将使用菲利普CD723这款价值$99的低档CD播放器作为音源。CD723上仅仅装配了同轴S/PDIF输出,为了比较两种接口的不同,我们特地加装了TOSLINK光纤接口。CD723的数字输出接到了Altmann的24BIT/96KHZ的DAC上。这款解码器采用的是Crystal的CS8414作为数位接收芯片。CS8414内置了相位锁定环(PLL),可以锁定32KHZ到超过100KHZ采样率的信号。内置的PLL可以将高频jitter降低到一个很不错的程度(大约100P),除此之外,这款DAC没有采用其他降低jitter的措施。

    我们下面要做的是模拟大量在HI-FI甚至HI-END系统中都出现的jitter的效果。为了获得含有尽量少jitter的声音,我们在解码器和CD播放器之间加了Altmann-UPCI(不用理会这东西,只是广告,具体作用就是减少jitter)。对于误码以及采样错误,以目前的转盘技术,已经很少发生,对于这款CD723,只有当机器收到剧烈碰撞以及急剧下落的过程中才会出现。这样,我们就排除了除jitter以外其他可能影响声音的因素,确保听到的差异是由jitter产生。

Episode 3:主观感受

    试听这个系统的人大多是HIFI爱好者,并具有一定的试听经验。试听的主题就是jitter vs. less-jitter,换句话说就是采用Altmann-UPCI和不采用(如此露骨的广告-_-B)。我们测试了CD以及DVD。下面是结果:

    1,“区别真的很大!每一个人都应该能听出来。”区别是很明显的,几乎所有的人在第一秒钟就可以区别出不同,完全是两种不同的声音。

    2,“less-jitter的声音要好,明显好!”听众认为,jitter少的声音听起来更加透明,高频更好,不同乐器区分明显,更好的时间感,更好的整体感等。

    3,“当听到jitter很少的声音时候,感觉像听另一张CD”

    当你听到jitter严重的信号解码出来的声音的时候,你试图去辨别乐器的位置,但是即使你全神贯注,也很难听清。你的耳朵试图辨别声音的具体频率,但是由于jitter的存在,声音变得很飘,所以你并不能听得十分清楚,当你的大脑接受声音信号的时候,它会试图把声音解释成具体的形象,比如饱满的,温暖的,华丽的等等,当jitter过多的时候,这项工作会变得很难进行,久而久之,你会感觉到疲倦。

    当大量jitter存在的时候,乐器或者演唱者的声音会散开(发飘),你将很难定义声音,第一印象将是声音比较模糊,不清晰。如果你集中精神试图辨别声音,你会觉得好像耳朵在拒绝声音。你可能能够分别出声音的频率,但是你听不到它里面有什么。反之,如果信号中jitter较少,声音将非常容易被识别,非常清晰,空气感很好,你将听到非常多的细节。

(未完继续,下一章:如何去除JITTER)
 楼主| 发表于 2003-3-26 00:00 | 显示全部楼层 来自 香港
这部分翻译的不太好,我改了大量内容,因为原文是为了给他们的产品做广告,所以要尽量绕开,避免误导。所有Altmann的产品,包括DAC和什么UPCI都是广告,大家看看就成了。

下一部分将是很深奥的 牵扯到了PLL,升频等,如果觉得没必要,我就不贴了
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发表于 2003-3-26 00:00 | 显示全部楼层 来自 上海市嘉定区
顶!
还是贴啊,看看长点知识也好啊
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发表于 2003-3-26 00:00 | 显示全部楼层
继续........
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发表于 2003-3-26 00:00 | 显示全部楼层 来自 北京市
支持
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发表于 2003-3-27 00:00 | 显示全部楼层 来自 英国
很棒的帖子,为什么不继续。很少有这样专业的帖子呀!
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发表于 2003-3-27 00:00 | 显示全部楼层 来自 四川省成都市
jitter就是使声像勒化,也就是解析力下降。16bit变成8bit。多听听8bit的声音,就知道jitter是什么样子了。[em06]
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发表于 2003-3-27 00:00 | 显示全部楼层 来自 广东省深圳市福田区
UP!加精华吧,有个标签好找。
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发表于 2003-3-27 00:00 | 显示全部楼层 来自 浙江省绍兴市新昌县
以下是引用hotpoint在2003-3-26 18:37:00的发言:
如果要从音频的角度来观察,就应该先给DA转换器输入一组含有尽量少jitter的正弦波信号当作数字输出并且分析模拟输出的频谱,得到DA转换器的泛音频谱。接下来,将含有jitter的同样的信号输入到DA转换器中并分析模拟输出,比较上面的结果,你就会发现不同之处。究竟发生了什么呢?

Watson和Kulavik称:“时基抖动引起基本频率在宽度上的散开。另外,不管是随机还是分布的抖动的频率都将增加噪音,这些会直接反映在SNR和THD+N上。”("Clockjittercausesthewidthofthefundamentalfrequencytospread.Additionallythejitterfrequency,whetherrandomordistributed,increasesthevalueofthenoisefloor.HenceSNRandTHD+Narebothdegraded.")

对于jitter的定量测量是一件很复杂并且耗资巨大的工作,因为这需要十分精密的仪器。GuideTech生产的测试jitter的仪器可以量化最低到1皮秒的抖动,LeCroy的数字示波器则提供了最基本的测量抖动的功能。


这一段差不多已经讲到关键处,“不管是随机还是分布的抖动的频率都将增加噪音,这些会直接反映在SNR和THD+N上。”对!就是载波的jitter对20Hz-20KHz范围内的SNR和THD+N究竟变化是多少?但是,可以看到,作者突然话题一转,去强调jitter难以测量,难以定量云云,避而不谈测量SNR和THD+N的频谱分析仪,对具体定量数据忌讳莫深,偷换了其中的概念。打打马哈混过去了!

网络上众多的音响类有关jitter的文章,大多对此含混带过,倒是看到过有一篇1987年的论文中详细论述了16Bit/44.1KHz数字音频对jitter的要求以及信噪比和失真具体量化指标。

后面就完全是主观评价了,当然对于宣传来说,“主观评价”是最方便且不必负任何责任的办法。

说个题外话,我们可以看到很多宣传上玩弄概念的手法,象显示器的像素点距一般都是标水平点距,可是有的标垂直点距,一下子小了不少,PCM数字音频强调 0db 的失真指标,避而不提 -60db 时的失真指标……呵呵!什么1+1+1食用油,反正宣传肯定要挑最好的说。

当然从技术角度讲,降低jitter确实是一项挑战性的工作,就像降低模拟放大器的失真。

感谢hotpoint兄翻译,请继续。
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发表于 2003-3-27 00:00 | 显示全部楼层 来自 广东省深圳市福田区
即便是很好的解码,-60dB20Khz的正弦已经变成模糊的登山阶梯了。把信号再降低一点,频率降低到1Khz也会同样。标这样的指标,只有专业人员能够理解那其中的含义。如果标到产品海报上,一台cd也卖不出去。
[此贴子已经被作者于2003-3-27 23:49:43编辑过]
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发表于 2003-3-27 00:00 | 显示全部楼层 来自 浙江省绍兴市新昌县
以下是引用甩袖汤在2003-3-27 23:36:00的发言:
即便是很好的解码,-60dB20Khz的正弦已经变成模糊的登山阶梯了。标这样的指标,只有专业人员能够理解那其中的含义。如果标到产品海报上,一台cd也卖不出去。


老甩,我个人认为您前边提到升位,就可以在 -60db指标上透露出信息了;)
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 楼主| 发表于 2003-3-27 00:00 | 显示全部楼层 来自 香港
哈,其实用PLL的输出看我觉得是最直观的,但是我觉得不一定看的人能懂,因为要先明白PLL的原理。JITTER在我听起来就是发飘,高频明显的衰减,细节模糊。听起来像MP3(这个夸张了点)

不承认JITTER的人,我不和他讨论。哈

不知道现在有没有设计比较好的PLL以及FIFO电路,我想做一个把JITTER控制在50P的DAC,自己设计我的水平实在有限,因为CPLD我是极其不熟悉。我对于编写程序很头疼。大学C语言险些没过:((
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 楼主| 发表于 2003-3-27 00:00 | 显示全部楼层 来自 香港
明天继续,先睡觉去了:)
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发表于 2003-3-28 00:00 | 显示全部楼层 来自 广东省深圳市罗湖区
解码器工作的细节问题我不清楚。我觉得升频加升位应当是有用的。升频再升位后的数据对于d/a片子在转换精度上应当有提高,但前提是对时钟源jitter的要求更高。至于那家公司插值的算法好,那就不知道了。看以后有没有机会试一下不同升频片子的效果。
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发表于 2003-3-29 00:00 | 显示全部楼层 来自 加拿大
cool~~
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发表于 2003-3-31 00:00 | 显示全部楼层 来自 上海市
这篇文章就像是那些耸人听闻的保健品广告
天天告诉你身体有这个毛病那个毛病,然后就会有“专家”把各种症状全归罪于缺乏这缺乏那
还会有“用户”现身说法:我以前觉睡不好,吃饭不香,光吃不拉,脸色发黄。。。。直从用了某某某,全都好了,“经神真的好了”“有效就是硬道理”
你都信就掏钱把!
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发表于 2003-3-31 00:00 | 显示全部楼层 来自 上海市
kao,和脑白金真的有一拼!哈哈哈
没看到哪个正儿八百得IEEE技术论文这么给数据的,哈哈哈
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发表于 2003-3-31 00:00 | 显示全部楼层 来自 北京市
一个Jitter可以让小提琴声音发劈,两个jitter可以让钢琴声音散掉,三个jitter可以让你坐立不安,……十个jitter可以让你寝食不安,二十个jitter就可以让你抓狂……

看来一般的Diskman那简直不是人听的,jitter数以百计……
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发表于 2003-3-31 00:00 | 显示全部楼层 来自 上海市
Toslink的Jitter能达到10000ps,对于发烧友,简直就是灾难(当然我不是发烧友,所以对我不是什么灾难)......
这方面同轴要好的多。

传说发烧友的耳朵要到20ps才会满意,我等常人自然是望尘莫及的......
[此贴子已经被作者于2003-3-31 19:40:05编辑过]
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发表于 2003-3-31 00:00 | 显示全部楼层 来自 上海市
嗯,回头去算算空气波动和空气密度分布造成的声音畸变
发明个无波动恒温恒湿度听音室,卖大价钱
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