[转帖]关于CD读取产生的jitter

发烧骨灰 · 发表于 2003-4-19 14:39:21

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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。
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。
   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。
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。
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。