【理论探索】信号线材作用的再探讨（勘误、改进篇）

rock_mk · 发表于 2009-12-12 15:32

【理论探索】信号线材作用的再探讨（勘误、改进篇）
作者：rock_mk

------------------------------------------邪恶的分割线：开篇废话------------------------------------------

在本文之前，我在http://www.erji.net/read.php?tid=792290这个帖子里，对无损压缩和线材的作用进行了一些探讨，引起了广泛的关注。在我抛砖引玉的发起下，出现了不少真正的高手，提出了更加科学、合理的解释，同时也让我意识到，自己的论点、论据以及描述是多么的不严谨，有些甚至是不科学的，非常容易让人产生误会、误解，在此向大家表示歉意。也因此，我在重新整理了这个帖子的优秀回复，学习了部分这方面相关的一些理论后，重新开这个讨论贴，对线材的作用进行更加系统、严谨的分析和描述。

----------------------无聊的分割线：本文的基本精神、探讨范围和基本结论-----------------------

在进行分析之前，先给出本文理论分析的基本精神、探讨范围和基本结论，方便懒得看又长又臭的文章的兄弟了解文章的大体内容，从而决定是否继续看文章的主体。

1、理论和实践的关系：在理论的空白领域，实践的偶然发现，指引着人们去研究相关方面的理论，例如，人类学会用火，不是因为先有了火的理论，才学会用火的；根据理论架构起来的系统，理论是系统的指引和方向，例如，曼哈顿工程，是根据核物理理论来指导原子弹的研究和生产。任何极端的否认理论或实践的作用的行为，都是不科学、不严谨、不可取的。
在电声系统中，人类是根据电声学的基本理论构建起这个系统，所以电声学的基础理论就是这个系统的大方向，是基本正确的（注意不是精确）；但是，理论研究过程中，为了研究和分析的方便，是用理想化的模型、进行孤立的分析，当这个分析结果放到一个复杂的、联系的系统中去的时候，就会发生偏差，而电声系统正是这么一个复杂的、联系的系统，所以理论并不能完全准确地反映实践。

2、信号线材的作用：信号线材，以严谨的观点描述，它本身也是一个系统，这个系统对输入信号进行了一定的改变，输出的是变化后的输入信号（输出信号）。从这个角度看，线材对系统无疑是有改变的，然而，我们需要考虑的不是这个改变是否存在，而是下面这两个问题：
第一：这个改变是否足够大，能够被人耳分辨出来
第二：这个改变如果能被分辨，那么它究竟是不是好的改变（提升）
对于这两个问题的解答，本文也分为两个部分进行探讨：模拟信号线和数字信号线。
模拟线结论：在基本参数大体上正确的情况下，线没有好坏之分，只有风格上的差异，大家可以根据自己的系统特点、听音取向，选择合适自己的信号线，而不是盲目的购买高价线。至于这种区别的大小，是否能感知，由于每个人耳朵的分辨能力都不同，暂时无法验证，本文不做讨论，但倾向于这种区别是可以感知的，有时候甚至是很明显的。
数字线结论：数字线在信号传输过程中，确实存在时钟精度和JITTER的影响，但是这种差异不带入到后续的数字处理过程（DA）中，对系统的后续处理没有任何影响，没有对声音进行任何改变。原因在正文中进行探讨。

3、无损格式（APE、FLAC等）对声音的影响：结论在上一个帖子中已基本达成共识---没有，本文不再重复讨论。

4、电源线的影响和作用：鉴于本人对这个方面尚未进行深入的研究，并未得出明确结论，本文暂不讨论，将来了解了相关知识后，再进行深入探讨，这里只给出本人主观的看法：电源的改善对系统是有影响的，但电源的改善主要体现在电声系统的电源处理部分（如变压器、滤波电路等），电源线的影响极其有限，个人主观上认为，这种微小改变无足重轻，不可分辨。再次声明：这个结论未给出理论分析，不保证正确性，只是主观看法，有待进一步验证。

5、盲听同一张CD用不同不同光驱抓轨的、二进制文件完全相同的两个WAV文件有区别：扯淡+忽悠。
分析请看http://www.av199.com/viewthread. ... pageD1&page=104，答案在第104页第1557楼，另外，第一页第10楼也有参考作用
或者看http://www.erji.net/read.php?tid ... toread=&page=26，答案在第26页第517楼
上面的分析已经非常科学、详细，本文不再进行重复的分析和研究。

--------------------------------------------正义的分割线：分析开始-----------------------------------------

第一部分：模拟信号线的影响和作用

模拟信号线的基本参数（如阻抗）大体上决定了声音的正确性，而线的材料（频响曲线）、编织方式等基本决定了声音的风格走向。例如，RCA信号线一般来讲不可能用100欧的高阻怪物，因为它对信号的衰减非常严重，导致了严重的失真，声音的正确性都无法得到保证，这就是所谓的基本参数；线的材料不同，例如铜线和银线，银线对高频的衰减更小，铜线对低频的衰减更小，所以我们可以不严谨地说，银线的风格是高频优秀，铜线的风格是偏重低频（需要注意的是，这是相对的，要考虑参照系统，才有所谓的风格差异）。银线和铜线的风格不同，各自适合的系统、人群的听音取向也不同，但是这种差异，并没有好坏之分：对于一个高频过亮的系统，铜线有可能是更好的选择；对于一个低频过肥的系统，银线无疑可以改善这个系统的缺点。
什么？你说这根线有屏蔽而那根没有？这个判断你都不会做么？当我啥都没说，下一个！
结论：在基本参数大体上正确的情况下，模拟线没有好坏之分，只有风格上的差异，大家可以根据自己的系统特点、听音取向，选择合适自己的信号线，而不是盲目的购买高价线。
至于这种区别的大小，是否能感知，由于每个人耳朵的分辨能力都不同，暂时无法验证，本文不做讨论，但倾向于这种区别是可以感知的，有时候甚至是很明显的。
这个结论和各位“实践派”（没有任何贬义）的结论是比较一致的，所以本文不展开进行分析了。

第二部分：数字信号线的影响和作用

数字信号线：数字信号线首先要明白，它传输的到底是什么？数字信号线传输的，是携带数字信息的模拟电信号。这个模拟电信号，不管它发生了什么样的失真，只要不影响到系统的判断（误码），它就相当于没有任何失真，这也正是数字系统抗干扰能力远远大于模拟系统的原因。例如，对一个以电平携带数字信息的模拟方波，理想情况下，高电平为+1mv，代表数字信息1，低电平为-1mv，代表数字信息0，判断门限为0mv，假设在传输过程中，某个携带信息为1的高电平失真了，只有+0.72mv，判断门限一比对，大于0，系统依然把这个信号判断为1，那么我们就可以说，这个失真没有任何意义，对系统没有任何影响。以数字技术目前的水平，在没有特别严重的干扰（电磁炸弹辐射、太阳风或其他异常严重的电磁干扰）的情况下，基本上可以保证数字信息100%正确地传输，完全无需考虑误码的影响。
什么？你要证据？想一想吧，为什么高档声卡把数字采集部分做在电磁干扰严重的机箱内部，而把涉及到模拟信号处理的DA（数模转换）部分做成外置？原因很简单，数字信号的抗干扰比模拟信号抗干扰能力要大的多，机箱内部的电磁辐射对数字信号处理基本上没有任何影响。
且慢！JITTER呢？JITTER的影响在哪里？
很好，讨论的关键问题出现了，这个正是分歧所在：某些人认为JITTER影响听感，并且这种区别是可以盲听出来的。那么我们就来分析一下JITTER到底在哪里？有没有影响？是否可以分辨？

第一问：什么是JITTER？
这个问题早就有人研究过了，请看论坛精华http://www.erji.net/read.php?tid=7494，本帖作者hotpoint对JITTER的分析非常到位，不再赘述。一句话，JITTER就是信号在时间轴上的抖动，它不是在绝对精确的理论时刻到达。

第二问：系统的哪些部分产生JITTER？
同样引用http://www.av199.com/viewthread.php?tid=178902，作者zzz1111在第一页第10楼对这个问题进行了很好的分析，为了便于懒得看长篇大论的XD，我进行简单明了的归纳性描述如下：
电声系统会产生JITTER的过程一般有：AD过程（模数转换，也就是录制），传输过程（信号线，我们争议的关键），DA过程（数模转换，也就是DAC）。

第三问：传输部分的JITTER是否有影响？如果没有，那么这个JITTER是如何消除的？
首先给出结论如下：
第一种情况：如果DAC拥有自己独立的时钟，DA过程使用这个独立的时钟，不使用接收的PCM信号的时钟，这时候系统的JITTER转化为DAC时钟本身的JITTER，这个JITTER与传输造成的JITTER没有任何关系，只与DAC本身时钟精度相关，所以这种情况下，传输JITTER完全无视，没有任何影响；
第二种情况：如果DAC没有自己独立的时钟，DA过程使用从接收到的PCM信号中恢复出来的时钟，那么这个时钟是被传输过程的JITTER“污染”的，不管恢复手段多么精确，都不可能完全的消除，并且代价奇高，这个时候，传输JITTER是对系统有影响的（是否人耳可分辨暂不讨论）。
在一个中高端的DAC系统中，如果它是本身带有独立的DA时钟的，所以对于这种系统来说，传输JITTER完全没有任何影响；对于一个低端DAC系统，就可能没有独立时钟，这时候，传输JITTER就有影响了。

下面就这个结论的原因进行分析：
依然引用http://www.av199.com/viewthread.php?tid=178902，第一页第10楼的分析过程：

“Jitter是客观存在的”，good point！

不过只有两个Jitter是真正关键的，录制Jitter（AD转换时）和DA转换时钟Jitter，这两个坏东西一旦产生就没救了。从录制到回放之间还会有很多种Jitter产生，不过它们都是可以补救的。
录制（AD）时的Jitter是客观存在的（也就是说取样时钟本来就是不准的，这世界就没有准的钟），不过基于两点原因我们只能忽略录制时的Jitter（阿Q精神装没看见，反正你也拿它没办法，投诉录音公司吧）：
1. 眼不见心不烦，因为录制（AD）时的Jitter是无法补救的（原本该在T时间取样的，它却在T+50ps时取样，取得的振幅当然不对啦。录完后，鬼才知道它是在T时间，T+50ps还是T-50ps时取样的，我们只能信它就是在T时间取样的。重播（DA）时把这个振幅在T时间播出，当然就失真了。如果有录制时的Jitter数据，就不会有录制Jitter了---如果录音师知道自己是怎么错的，干嘛还要错啊？薪水加少啦？）
2. 值得安慰的是，有一定理由相信专业录制（AD）设备的Jitter控制比消费级的回放（DA）设备好得多；
但是录制时的Jitter对任何回放设备都是公平的，会同样影响CDP和硬盘的音质---因为谁也猜不出来录制时ADC时钟是是怎么Jitter的，CDP并不比硬盘聪明。在这方面大家都只有认了，从了。
但是Jitter和Jitter并不都是一样的，有的Jitter无可救药，有的却是无关紧要。有两个可能混淆的Jitter有必要区分开来：录制Jitter（波形AD成bits时产生的，体现在bits数值的误差上）不同于写盘Jitter（压制或刻录Jitter，把bits刻到介质上时产生的，也就是凹坑的长短误差）。前者是生米煮成熟饭了，只有认了。后者在低倍速无缓存读盘时代会影响读盘成功率，造成延迟甚至数据丢失，但在高速读盘的今天基本上是无关紧要的，只要没有离谱到读不出来。硬盘在这方面比CDP强得多，不管是一次读出成功率还是读盘速度。当然这个优势对音质没什么用，因为CDP读盘已经足够准和快了。
CDP或电脑硬盘都能及时地精确地一个bit不差地读出PCM数码流，这个是小儿科啦。下一步它们都需要把这个PCM流送到DA部件（内置或外置）去转换成模拟信号。在这个过程中不可避免的会产生新的Jitter（注意了，传输JITTER来了！），而且这时产生的Jitter通常要比录制Jitter大得多（经常是ns级而非ps级的）。DA部件的接收器会从收到的PCM流中分离（恢复）出时钟，这个时钟已经经过了3重Jitters：转盘输出Jitter，中间传输Jitter和接收器本身的Jitter。
(关键的地方来了) 如果DA部件用恢复出的这个时钟来控制DA芯片，那么所有的Jitters就都体现在模拟输出信号上了---这个DA时的Jitter也是没救的，你的前级和AMP根本认不出它，当然也无法补救了。可惜除了个别天价CDP外，一般万元级CDP还真是这么做的。贵一点的只是努力尝试（双重PLL之类的）精确地恢复PCM中的时钟。但是再精确这个时钟本来就被转盘输出和传输过程污染了。
但是这个问题是可以避免的。录制Jitter是小却不可补救，好在转盘输出Jitter和传输Jitter都是可以补救的。为什么？很简单，因为不管送过来的PCM内含时钟有多大漂移（只要还能锁定同步），DA部件用屁股都能猜出时钟应该是什么样（44.1k？88.2k? 48k? 96k？...反正不会是44.10001或95.99999）。DA部件只要使用独立时钟驱动DA芯片就行了，这时的Jitter就只是DA独立时钟的Jitter，前面的除了录制Jitter已经体现在数据（而非时序）中无法改变外，其它的Jitters都被滤掉了。
总之，Jitter可以在很多地方产生，但只有两处Jitter是不可补救的：AD时和DA时。AD时的Jitter我们无能为力，但DA时的Jitter是在我们家里产生的，我们是有办法的---找使用与信号恢复时钟隔离的独立高精度时钟的DA部件，滤除转盘或其它前端产生的、数字传输过程中产生的所有Jitter。然后就祈祷这个独立DA时钟本身足够精确，能糊弄过你的金耳朵。不行？那就认了吧，没办法啦。

--------特别提示（以上分析的版权归作者zzz1111所有，我只是进行了引用、学习）

那么，结论就非常的明显了：对于一个DAC带有独立时钟的系统来说（随便举一个例子，DAC1就有），数字线材传输产生JITTER，从而影响声音的结论，彻头彻尾就是一个谎言，是个笑话！

建议：
（1）如果你的DAC没有独立时钟模块，那么还是买稍微好一点的数字线吧，JITTER还是有点影响的，虽然目前无法验证这种影响是否能被耳朵区别出来；
（2）如果你的DAC拥有独立时钟模块，那么让高级数字线去死吧，它不会给你带来任何哪怕是最微小的变化，千万不要被别人忽悠了。

---------------------------------感谢的分割线：总结陈词、特别鸣谢-------------------------------------

关于信号线的作用和影响，就分析到这里了。发表这篇长文的原因只有两个：第一，在我上一个讨论帖子里，我对这个命题的讨论太不严谨，本着对自己言论负责的态度，我有必要进行整理、重发；第二，在上一次的讨论中，得到了很多兄弟的帮助，不管是支持我的或者反对我的，都从不同角度、不同侧面指出我了文中不同地方、不同程度的错误和不严谨的地方，如果不做这个工作，觉得很对不起他们。

再次对这些兄弟的帮助表示深深的感谢，他们是（排名不分先后）：
紫毛控，hotpoint，zzz1111，Cwind，yuhuang，yyysuo，sugar，frui，jordanhyj，yaowenxun，tangsun0，依风剑客，等等。

这其中，特别感谢Cwind，帮我找了最多资料；特别感谢tangsun0，是我方辩手中拥有最好理论功底的，事实也证明，你的发言基本上都是正确的，高人；特别感谢yuhuang，您是反方辩手中理论功底最好的，虽然在一些问题上存在偏差，但大部分方向性的理论都是正确的，没有您提出尖刻的问题，我们的讨论也无法继续深入，本文也无法完成；特别感谢hotpoint，zzz1111两位作者，没有你们的理论研究，本文便没有足够的理论基础。

还有其他热心关注本讨论的兄弟，恕我不能一一点名，只要你们是本着讨论的精神进来，不管你们是反对还是支持，都非常欢迎，非常感谢！

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