Waversa 关于FIFO缓冲器（时钟隔离器）的解释（转）

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FIFO缓冲是数字音频Hi-Fi系统中解决“时基抖动”的核心黑科技。

简单来说，它是连接“数字源”和“DAC”之间的一座蓄水池，它的核心作用是：彻底隔离抖动，实现时钟域的解耦。

以下是关于FIFO缓冲的深度解析：

1. 形象的比喻：水箱原理

为了理解FIFO，我们可以把数字音频数据比作“水”，把时钟比作“水泵”。

• 没有FIFO时（直连）： 水泵A（播放器）直接把水抽给用户B（DAC）。如果水泵A抖动厉害（转速不稳），用户B接到的水流就会忽大忽小（抖动传递）。B被迫跟着A的节奏走。
• 有FIFO时（水箱缓冲）：
  
  
  • 输入端： 水泵A（播放器）把水注入一个大水箱。不管A抽水的节奏多乱，水都先存在箱子里。
  • 水箱： 这就是FIFO。
  • 输出端： 水泵B（DAC）从水箱底部按自己的节奏抽水。
  • 结果： 只要水箱里的水不干、不溢，水泵A的抖动就完全无法影响到水泵B。DAC可以按自己最完美的节奏工作。
    
  
  

2. 技术原理：两个独立的时钟世界

在技术层面，FIFO是一个双端口的存储器：

• 写入端： 由前端时钟控制（如数播、CD转盘）。数据随着前端不稳定的时钟写入FIFO。
• 读取端： 由后端时钟控制（如DAC本地高精度时钟）。DAC用极低抖动的时钟从FIFO读取数据。
  

核心价值： FIFO切断了时钟信号的直接物理连接。前端的数据流虽然有抖动，但只要平均速率够快，FIFO就能“吃掉”这些抖动，让后端DAC读到的每一个采样点的时间间隔都是绝对完美的。

3. FIFO在Hi-Fi系统中的地位

在发烧友眼中，FIFO是**“化腐朽为神奇”**的关键组件：

• 拯救廉价音源： 即使你的电脑/手机输出信号抖动很大，通过一个带有大容量FIFO的专业界面/DAC，最终出来的声音依然可以非常纯净。
• 发挥本地时钟威力： 只有配合FIFO，DAC本地的飞秒级时钟才能真正发挥作用。否则，DAC会被迫通过PLL去追踪前端的劣质时钟，本地好时钟的性能就被浪费了。
  

4. FIFO的潜在风险：溢出与下溢

虽然FIFO很强大，但它有一个致命弱点：两端速度必须长期一致。

• 下溢： 播放器送数据太慢，DAC读得太快，水箱干了。结果：声音中断、爆音。
• 溢出： 播放器送数据太快，水箱满了。结果：数据丢失、爆音。
  

解决方案： 现代高端FIFO系统（如FPGA方案）通常配合反馈控制机制。当水位太低时，通知前端“快点送”；水位太高时，通知前端“慢点送”。这也就是异步模式的工作原理。

5. 总结

FIFO缓冲是数字音频传输的“防火墙”。

• 没有FIFO： DAC是播放器的“奴隶”，播放器抖动大，DAC音质就差。
• 有FIFO： DAC获得了“独立人格”。播放器只负责送数据，DAC完全按自己的节奏唱歌。
  

这就是为什么顶级解码器、高端界面（如Singxer, Matrix等）都非常强调FIFO缓冲深度的原因。它是实现**“前端只管数据，后端只管音质”**的物理基础。

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Waversa核心技术就是串流

lan串流usb串流coax串流，串流的核心技术fifo时钟隔离。

照片是Waversa已经停产的一款老产品WsmartHub2.0.
这台产品是服务器（CPU）架构的，使用TCXO隔离时钟。
我们目前建议使用它的USB隔离器去清除硬盘的噪声。当然你也可以去除到DAC的噪声。
WsmartHub2.0就是使用fifo电路去隔离噪声，使用时钟隔离器。
fifo隔离器是目前高级dac最基础的能力，也是高清dac的标准配置。在今天几千块就可以买到高清机最好的区别硬件判断。


目前为止，没有一台通用网络交换器通用USB隔离器 支持FIFO的音频串流。FIFO的核心硬件是CPU+闪存（系统独立开发）

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串流第一重要就是稳定 属于重中之重

如果电压不稳定 电压就会忽高忽低 电流就会不稳定 电流就会忽高忽低
忽高忽低在串流里面是绝对不允许的，
Wsmarthub3.0 全时钟隔离服务器 负责全时钟链路的交互。目前属于Waversa串流的核心LAN.USB.

WsmartHub3.0 全时钟数据链中心 隔离器 时钟隔离器
WsmartHub3.0具备网络串流数据稳定（可设置）这也是它对外的第一印象。网络交换器。

WsmartHub3.0是bridge硬件架构。bridge架构是超过fifo的硬件架构，就像LPCM和PCM的关系。

fifo还是属于双时钟的软件架构 bridge是双时钟的全硬件架构。bridge内部有2个fifo，输入和输出。这也是为什么真bridge技术难度非常高的地方。

这也是为什么知道bridge的发烧友很多，知道fifo的很少。一点，fifo比bridge在有些地方，更加重要。比如数播里面的fifo，dac内部的fifo。

fifo在数播里面肯定是中级起，fifo在dac内部也是中级起。国产dac内部有fifo，销售价格就可以到4万块。



dac内部有fifo才有资格叫，真纯高清DAC。数播也一样。

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Waversa 全时钟数据链DAC

Waversa数据链是一个比较复杂的系统，可能已经超过部分发烧友的理解范围。
fifo是Waversa数据链里面最核心的通道，没有fifo，就没有全时钟数据链。

照片显示了Waversa Wdac3C COAX同轴输入需要调动的资源。
Waversa Wdac3C内部有2片FPGA芯片，其中一片负责全时钟的架构 一片FPGA负责解码。

Wdac3C 内置90瓦变压器，AC功率因数已经过0.8。

数据链工作方法
数播发送数据通知外置wck时钟发生器为dac提供时钟
数播发送LPCM数据进入DAC的coax通道
数播发送指令通过dac的lan接口到coax数播处理器
DAC通过lan通道把指令发送到数播
数播发送指令到dac外置DC直流电源提供DA电源

数播也可以把指令交给另外的Waversa设备指挥 Waversa Core设备 中央控制器


LAN串流和USB串流和COAX串流完全相同

analogman

弱弱的问下：FIFO  （Fisrt Input & First Output）不就是最基础的先进先出数据结构吗，啥时候成了DAC的核心技术？

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FIFO在PC里面，存储的地方很多。

但是对于硬件来说FIFO存储就变得不是很简单的一件事。
LPCM数据经过I2S解码器把时钟分离出来扔掉，把数据分离串流。不是一件很容易的事。
目前在HIFI产品领域，基本上都是使用FPGA内部的存储器。

FPGA可以达到无延迟，这是FPGA的并行输出特性。

由于使用了FIFO DAC 数播变得非常简单，DAC可以直接DA不需要在DA这里再进行一次解码。纯DAC变得可能。

由于DAC变得简单，电源和时钟变得无比重要。廉价dac根本不需要绝对的时钟和电源。

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Waversa 全时钟 数据链 CD数播串流输出 USB/LAN

照片显示的是Waversa Wcdt2.0 数播USB串流输出时的 数据链工作状态。
普通USB DAC要使用外置时钟，是一件比较困难的事。FIFO把USB使用外置时钟变得简单。解决了USB没有外置时钟的尴尬。
Wcdt2.0数播是比较复杂的数字播放器，接下来我们分步介绍CD唱片使用高清数播进行播放串流。
Wcdt2.0要完成CD播放，第一步要进行CD数据读取到硬盘里面，作为CD唱片播放时的元数据。校对和恢复时钟产生LPCM数据流。
Wcdt2.0读取CD，得到LPCM数据流进入到 高清数播 同时硬盘里面的LPCM数据流也同时进入到数播 使用FIFO进行CD和硬盘的数据同步比对纠错。
高清数播把比对完整的LPCM流进行I2S解码分离，通过FPGA芯片重新封装时钟通过USB输出。
高清数播同时通知外置WCK时钟送入外置时钟进入FPGA芯片，进行时钟封装 USB输出。
高清数播同时通过网络向dac发出USB串流信息。为DAC的USB数播提供封装时钟的信息。
DAC通过网络反馈给高清数播关于FPGA的FIFO深度（速度）。DAC USB的FPGA同时检测控制FIFO的深度（速度）。
高清数播可以直接为DAC发送FIFO后的WCK时钟（延迟时钟）


所有的动作指令都可以交给Waversa Core 中央控制中心完成