USB線真的能影響音質(zhì)么？

發(fā)燒音頻領(lǐng)域存在諸多的玄學(xué)，比如電源、數(shù)字線等等。玄學(xué)之所以為玄學(xué)，主要是因?yàn)槠渲械木売珊茈y用科學(xué)去解釋，對(duì)于普通消費(fèi)者來(lái)說(shuō)由于它的原理說(shuō)不清道不明，無(wú)法十分肯定它是正確還是錯(cuò)誤，很多時(shí)候只能靠親自實(shí)踐去檢驗(yàn)，但問(wèn)題也來(lái)了，因?yàn)槊總€(gè)人的體質(zhì)、主觀感覺(jué)、環(huán)境條件的不同，很多時(shí)候同樣一件東西，有人表示一耳朵的區(qū)別，也有人表示聽不出來(lái)區(qū)別，本來(lái)就難以解釋的實(shí)物因此變得更為玄幻。而廠商也往往會(huì)利用這些玄學(xué)進(jìn)行宣傳與推銷，于是很多時(shí)候到越是玄學(xué)的東西，價(jià)格往往越是高的離譜。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201612/329233.htm

這種叫數(shù)據(jù)線

音頻產(chǎn)品的玄學(xué)中，線材絕對(duì)是爭(zhēng)議很大的一類。線材里面有電源線、模擬信號(hào)線與數(shù)字信號(hào)線等等，其中模擬信號(hào)線，比如耳機(jī)線，音箱線對(duì)于聲音會(huì)有影響并沒(méi)有多少人懷疑，但是電源線與數(shù)字線的爭(zhēng)議比較大，特別是數(shù)字線則會(huì)受到很多質(zhì)疑。

對(duì)于學(xué)過(guò)數(shù)字電路、計(jì)算機(jī)的朋友來(lái)說(shuō)，數(shù)字信號(hào)線，比如USB線對(duì)于聲音有影響這個(gè)觀點(diǎn)，似乎應(yīng)該想都不用想的就可以否定，因?yàn)閿?shù)字傳說(shuō)的最大優(yōu)勢(shì)就是可靠，信號(hào)只有0與1兩種狀態(tài)，即便中間出現(xiàn)了錯(cuò)誤也會(huì)通過(guò)各種方法進(jìn)行糾正，最終的數(shù)據(jù)保證是一致的。這就好比我們上網(wǎng)看網(wǎng)頁(yè)，服務(wù)器與我們距離可能幾千里，期間經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)的網(wǎng)線與節(jié)點(diǎn)，但是我們獲取的信息不會(huì)有差錯(cuò)，比如同樣一則新聞所有打開網(wǎng)頁(yè)的人看到的都是同樣的內(nèi)容，不會(huì)因?yàn)閭鬏斦`碼而看到的內(nèi)容不一樣。因此，既然傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是可靠的，那么又怎么可能會(huì)影響音質(zhì)？

這種叫HiFi線（AudioQuest）

筆者當(dāng)年學(xué)的專業(yè)也剛好是電子通信，所以對(duì)于USB數(shù)據(jù)線最初是否定的，但后來(lái)看到網(wǎng)上各種表現(xiàn)USB數(shù)據(jù)線影響巨大的結(jié)論，也開始尋找一些理論依據(jù)，并且開始發(fā)行有影響的不只是USB數(shù)據(jù)線本身，解碼器、數(shù)字界面的USB端口控制方案影響似乎要更大。如果以解碼器的USB端口以及USB數(shù)據(jù)線對(duì)聲音有影響為前提，筆者認(rèn)為產(chǎn)生的原因應(yīng)該如下：音頻內(nèi)容的傳輸不同于其他數(shù)據(jù)內(nèi)容，是要求實(shí)時(shí)性的，傳過(guò)來(lái)的東西不能中間有中斷或者延遲，否者會(huì)一定程度上影響聽到的聲音感受。這應(yīng)該比較易理解，比如在線視頻，如果網(wǎng)絡(luò)狀況不好，雖然看到的內(nèi)容肯定是相同的，但斷斷續(xù)續(xù)的緩沖與停止，無(wú)疑是難以令人正常欣賞下去的。對(duì)于吹毛求疵的HiFi設(shè)備對(duì)于實(shí)時(shí)的要求更是苛刻，如果傳輸?shù)倪^(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，即便是有糾錯(cuò)機(jī)制，但是重新傳輸?shù)脑拕?shì)必會(huì)帶來(lái)延遲，影響時(shí)鐘頻率，增大jitter，從而影響聽音感受。所以如果說(shuō)USB數(shù)字信號(hào)線會(huì)影響音質(zhì)，那么主要原因應(yīng)該在于它的實(shí)時(shí)性，不同于往U盤復(fù)制文件，早復(fù)制完一毫秒和晚復(fù)制完一毫秒都沒(méi)有什么影響。而PC-HiFi之所以認(rèn)為還不能與傳統(tǒng)CD機(jī)音質(zhì)相提并論的原因，筆者認(rèn)為與電腦功能太多，干擾太多，系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行的線程太多，容易更多的產(chǎn)生傳輸錯(cuò)誤，不太容易保證信號(hào)的穩(wěn)定性與連續(xù)性有關(guān)。另外一個(gè)重要因素是解碼器的USB模塊。既然是傳輸自然有一套標(biāo)準(zhǔn)的USB音頻規(guī)范，它的作用是規(guī)范USB接口實(shí)時(shí)傳輸音頻信號(hào)的問(wèn)題，是直接集成在操作系統(tǒng)內(nèi)的，也就是說(shuō)，只要符合這個(gè)規(guī)范的USB音頻產(chǎn)品，系統(tǒng)內(nèi)的集成驅(qū)動(dòng)就能直接支持，而不用廠商另外開發(fā)驅(qū)動(dòng)程序。但這個(gè)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)不高，所以一些功能強(qiáng)大一些的解碼器，往往要高于規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，需要專用的驅(qū)動(dòng)程序才能工作。在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)USB音頻規(guī)范下，有三種傳輸模式：同步、自適應(yīng)，和異步。

同步：標(biāo)準(zhǔn)的同步模式其實(shí)很少見(jiàn)，基本不太用到的，這里省略。

自適應(yīng)：早期解碼器基本都是用的自適應(yīng)傳輸模式，主要的USB芯片方案有TI PCM270X與PCM290X系列等等。

異步：目前比較新的解碼器大都采用異步方式，有很多優(yōu)點(diǎn)。目前主要的異步USB方案有XMOS與CM6631A，基本都需要專用的驅(qū)動(dòng)才能工作。

那么自適應(yīng)傳輸模式和異步傳輸模式到底有何區(qū)別呢？這里先要了解一下USB音頻處理的大致流程。電腦通過(guò)USB接口將音頻數(shù)據(jù)流傳遞給DAC上的USB接收芯片，USB接收芯片一邊接收數(shù)據(jù)，一邊合成時(shí)鐘信號(hào)，然后轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的I2S或者SPDIF信號(hào)，再傳遞給后面的數(shù)據(jù)接收芯片，再之后的流程與一般的DAC就沒(méi)有分別了。而在這個(gè)過(guò)程中，影響USB音質(zhì)的關(guān)鍵，就是USB接收芯片所合成的時(shí)鐘信號(hào)。在自適應(yīng)模式下，USB接收芯片，在合成時(shí)鐘信號(hào)的過(guò)程中，會(huì)根據(jù)USB傳輸速率的變化，對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整。也就是說(shuō)，在這種情況下，USB傳輸速率的變化，會(huì)直接影響到合成的時(shí)鐘信號(hào)。舉個(gè)夸張點(diǎn)的例子：比如現(xiàn)在播放一段44.1K的音頻，當(dāng)然就要求USB接收芯片合成一個(gè)44.1K的時(shí)鐘。而這個(gè)44.1K的時(shí)鐘，對(duì)應(yīng)于USB傳輸?shù)乃俾?，比如?00個(gè)數(shù)據(jù)包每秒。也就是說(shuō)，如果要讓USB接收芯片穩(wěn)定的合成44.1K 的時(shí)鐘，USB傳輸速率，也必須穩(wěn)定在200個(gè)數(shù)據(jù)包每秒。但現(xiàn)在的問(wèn)題是，USB傳輸?shù)乃俣炔豢赡苓@么穩(wěn)定，也許這一秒傳遞了200個(gè)數(shù)據(jù)包，而下一秒，突然增加到了400個(gè)。而這個(gè)時(shí)候，USB接收芯片會(huì)怎么做？它會(huì)把實(shí)際合成的時(shí)鐘，提高到88.2K。如果再下一秒的USB速率又變?yōu)?00個(gè)數(shù)據(jù)包每秒，那么相應(yīng)的合成時(shí)鐘就變成了22.05K。當(dāng)然，這是一個(gè)極端夸張的例子?？墒菫槭裁碪SB接收芯片要這么做？很簡(jiǎn)單。因?yàn)槿绻鸘SB接收芯片只是單純的合成44.1K的時(shí)鐘，每秒處理200個(gè)數(shù)據(jù)包，那么一旦真的收到了400個(gè)或者100個(gè)數(shù)據(jù)包，緩存就會(huì)溢出，或者斷流。所以，在自適應(yīng)模式下，USB接收芯片所合成的時(shí)鐘信號(hào)，是隨USB口的傳輸速率實(shí)時(shí)變化的，傳輸速率是主，時(shí)鐘信號(hào)為從，USB傳輸速率的變化直接影響到合成的時(shí)鐘信號(hào)。那么可想而知，這個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的jitter有多大。從而你也可以理解，為什么自適應(yīng)下通常不支持規(guī)格較高的音頻傳輸（比如24bit/192KHz），還有為什么有人會(huì)說(shuō)，換質(zhì)量好的USB線能提高音質(zhì)，因?yàn)橘|(zhì)量好的線更能保證傳輸速率的穩(wěn)定性。那么異步傳輸是怎么工作的呢？說(shuō)起來(lái)更簡(jiǎn)單，USB接收芯片現(xiàn)在只需要穩(wěn)定的合成44.1K的時(shí)鐘，也就是說(shuō)，現(xiàn)在這個(gè)時(shí)鐘與USB傳輸速率無(wú)關(guān)了?？墒侨绻@樣的話，緩存的問(wèn)題怎么解決？答案是，軟件控制。通過(guò)一套軟件，根據(jù)緩存的負(fù)載情況，實(shí)時(shí)的控制USB口的傳輸速率，從而保證緩存不會(huì)溢出或者斷流。在這種情況下，時(shí)鐘信號(hào)為主，傳輸速率為從，時(shí)鐘信號(hào)不受傳輸速率變化的影響，理論上這時(shí)的jitter源，就只有工作晶振本身的誤差了。所以異步USB模式有自己的時(shí)鐘，更大的緩存以及軟件上的換成控制方案，所以數(shù)據(jù)傳輸要穩(wěn)定與可靠很多，同時(shí)可以支持更大的數(shù)據(jù)量傳輸，更高碼率甚至DSD音頻的傳輸，同時(shí)對(duì)于USB線材的質(zhì)量依賴變得小了。所以從這個(gè)層面上說(shuō)，如果解碼器的USB模塊足夠的好，那么USB數(shù)據(jù)線的影響應(yīng)該也會(huì)變得小的多。當(dāng)然，以上只是以USB傳輸對(duì)音質(zhì)有影響為前提，筆者找到的一些理論說(shuō)法，實(shí)際具體有沒(méi)有影響，也必須通過(guò)實(shí)踐去檢驗(yàn)。然后筆者找來(lái)了幾個(gè)不同品牌的數(shù)據(jù)線，包括第三方廠牌的數(shù)據(jù)線以及隨身聽自帶的線，還有一條Hi-Fi發(fā)燒級(jí)USB線，經(jīng)過(guò)試聽后做出對(duì)比。經(jīng)過(guò)試聽對(duì)比，可以說(shuō)USB線對(duì)聲音確實(shí)有一定的影響，但對(duì)于普通USB數(shù)據(jù)線而言，聲音表現(xiàn)幾乎是沒(méi)有什么區(qū)別的，而USB線的質(zhì)量、可靠性更值得關(guān)注。而發(fā)燒級(jí)USB線材不知道用了怎么樣的秘訣，的確可以一定程度上改善音質(zhì)，但從價(jià)格上來(lái)講性價(jià)比很低，對(duì)于普通的音頻設(shè)備來(lái)說(shuō)并不值得，錢花在其它地方提升會(huì)更大。