光纤与同轴的差别

hzjinjin

我觉得这里很多人都偏离了一个事实，那就是SPDIF是数字信号这个事实

以至于上面有人声称，光纤与铜轴竟然有音色上的差别。

# c+ S) B8 i$ k搞清楚了这个基本事实，就好办了。
/ r4 d2 l$ n, ^" Y7 A
: }& ]: i# L5 q& t2 E; w数字信号，非0 即1，如果在传输过程中没有误码，光纤和铜轴最终传输效果是一样的
6 `) K+ d0 x/ _2 Z
" p" y2 {/ s- V8 O完全等同于100BASE-FX和100BASE-TX的区别。

如果说两者最终得到一些不同，那么就是在传输过程中发生了误码，仅此而已。

hzjinjin

如果再还有人信邪说有区别，我就要贴电路说明了

balian

光纤的问题在于光/电转换，还有接入光纤时的插入损耗

huwkgodfish

区别是有的，听感是另回事。光纤有时基抖动是客观存在的，这不是什么0和1的问题，CD说说是数码音乐，其实还是有模拟成份的，无外乎就是时基抖动了

酷风

如果再还有人信邪说有区别，我就要贴电路说明了
# i. \9 [+ z; n8 dhzjinjin 发表于 2009-7-18 23:28

贴吧！
* s3 R. a3 R) A% G2 b: S7 ]" `把spdif的特点、同轴和光纤的传输过程都说清楚

kiven_chen

贴吧！
把spdif的特点、同轴和光纤的传输过程都说清楚
酷风 发表于 2009-7-19 22:11

支持。
. _, {2 a! ^$ t3 u$ l0 q+ Z7 i) x0 @我用同轴的话，喇叭会吱吱的响，光纤就没事，在我的系统上（别用其他的系统来砖头我）光纤比同轴好N倍。

cqhjackie

支持。
我用同轴的话，喇叭会吱吱的响，光纤就没事，在我的系统上（别用其他的系统来砖头我）光纤比同轴好N倍。
kiven_chen 发表于 2009-7-20 00:49

8 P: n4 J/ y5 x3 R一看就知道是菜鸟，看看多少高烧的人都是在用铜轴！

hzjinjin

贴吧！
把spdif的特点、同轴和光纤的传输过程都说清楚
酷风 发表于 2009-7-19 22:11

http://jamiso.ycool.com/post.3087096.html

hzjinjin

SPDIF数字接收解调
　　SPDIF数字接收解调分为接收和解调两部分。接收部分是把前级送来的SPDIF信号，通过接收转换电路变换为TTL电平，然后送至解调部分。家庭里常用的SPDIF接收方式有TOSLINK(光纤)、COAXIAL (同轴)等。通常同轴信号先输入到一个数字脉冲变压器再送入数字接收芯片（Digital Receive IC）再进行整形放大；光纤则通过光纤接收模块进行光电换能，输出TTL电平送至数字接收芯片。数字接收芯片对转换成TTL电平的SPDIF信号进行解调处理并通过锁相环(PLL)实现时钟恢复，还原输出BCK(位时钟)，DATA(数据)，LRCK(左右声道时钟)信号。解调电路最主要的指标是时基抖动(Jitter)，时基抖动越小越好。HI-END级的DAC解码器常采用两级PLL电路，第一PLL先对时钟信号进行恢复，并且将这个一次恢复时钟信号再送入第二个PLL中进行进一步的锁相处理，利用二次PLL最终对时钟信号进行精确恢复并对数据进行重整。两级PLL电路能提供比单级的PLL电路精度更高的时钟信号，可以有效地降低Jitter。目前带有PLL的解调芯片有美国CRYSTAL公司的CS8412、CS8414，日本的YAMAHA公司的YM3623，日本三菱的M65810等。
　　在此多说几句，为了大家易于理解，先确认对数字音频影响极大的一个概念：Jitter。所谓Jitter就是一种抖动，Jitter（抖动）的一般定义可以是“一个事件对其理想出现的短暂偏离”。在数字传输系统中，抖动被定义为数字信号在时间上偏离其理想位置的短暂变动。根据产生原因，Jitter可分成两种主要类型：随机Jitter和确定性Jitter。对于数字音频系统而言，数字信号总是和一个参考时钟信号一起传送和处理，如本文探讨的数字音频传输格式：SPDIF，它在一个信号中同时传送数据和时钟。数字音频的时钟信号是一种方波（Square-Wave），并且在频率以及振幅上被进行了修正。如果信号传输所用的时间不相等，那么就产生了时基抖动，Jitter最明显的表象就是时基抖动。时基抖动引起基本频率在宽度上的散开。另外，无论是随机还是确定性的抖动的频率都将增加噪音，这些会直接反映在音频信号的信噪比（SNR）和失真度（THD+N）上。Jitter（时基误差）一词并不是数字音频系统所独有的，Jitter存在于任何数字电路系统上，在数字电路系统上，只要Jitter的“量”在可容忍的范围内，系统都可以正常运作。

hzjinjin

光纤接收模块采用的是TOSHIBA生产的TORX178B。它的外形与光纤发射模块TOTX176完全相同，也是有三只引脚，分别是OUTPUT、GND和VCC。工作电压5V。在使用TORX178B时，在其VCC和GND两脚间应接入一只容量100nF的退耦电容，防止其在光电转换时的噪声

hzjinjin

所以说,总而言之,只要三条线就可以产生光信号,来自芯片的TTL电平(48K/96K),还有就是电源和地线
, f: ]. ?6 w9 n1 k* {. E
至于铜轴,就是TTL经过降压之后的信号和地线
6 n- |5 q( ^, z% x' L
你们说,会有什么差异?!
  q; x0 w% J2 k$ [$ G

, U1 L! U: y9 |2 S至于Jitter,如果光纤上存在,那么铜轴上也存在,反之,假如铜轴上存在,那么光纤上也存在
) q$ q2 O' s9 Z  l+ n% C! k7 O
所以精密的时钟,是消除Jitter的必要条件,但是在同一个时钟源上,不论铜轴还是光纤,Jitter是一样的

hzjinjin

对于那些说什么音色有差别的
  @% x) q6 J. E2 k, b
" }+ a1 u% n& q+ u7 [; n! {我觉得这里有些人可能搞错了,本贴说的铜轴是在说SPDIF输出,不是RCA的模拟输出

coolbill

. z$ B& y. s4 g+ }6 }( }
这个N年前早就有定论了，同轴好于光纤，实际听感是如此。理论上也成立，有人说同轴光纤都是传0和1的数字信号，但这些数字信号不是文件传输，文件传输时基误差对其毫无影响。而SPDIF信号是随时间连续变化的音频流，SPDIF里面包含了时钟同步信号，左右声道分离，DATA三种信号。而光电转换元件有个门槛电压，比如传送的方波上升沿不那么陡峭时（很多设备输出信号有此现象所以很多高档设备数字输出都有信号整形电路，低端设备基本没有）。在波形的上升沿低于光电元件的门槛电压时光电转换元件并未导通，信号为0，而到超过其门槛电压才导通为1（这也是光纤能够抗干扰的原因之一，还有抗电磁干扰等先天优势）， 光电转换过程中门槛电压对信号产生延迟造成波形畸变，影响听感和声音真实度，同轴完全跟随原信号波形变化，没有了门槛电压对原始波形进行的砍削，完全忠实于原波形。而光纤其好处只有抗干扰和距离优势，数字信号本身抗干扰能力强，即使同轴也不用担心干扰问题，在家用距离能有多远，所以没有必要用光纤，且减少了音质损失。LZ用主板集成之光纤同轴输出没有区别，可能是AC97的SRC对音质的损伤远大于光纤与同轴的区别或者数字信号本身品质比较差。

karrigan

完全同意hzjinjin兄的观点，音频在数字电路上做文章实在是没什么意思。
/ n$ ^  N7 E" M9 O* a! K* ~
而且看来急需普及基础数字电路知识....连时序电路都一窍不通的烧友却在对时钟和jitter讨论的热火朝天....

酷风

所以说,总而言之,只要三条线就可以产生光信号,来自芯片的TTL电平(48K/96K),还有就是电源和地线

至于铜轴,就是TTL经过降压之后的信号和地线
% v5 n+ r9 `( H; z5 u7 n
7 k# W( m; g* s你们说,会有什么差异?!

* s! ~3 ^+ c9 e  Y4 o5 V" @
至于Jitter,如果光纤上存在,那么铜轴上也 ...
hzjinjin 发表于 2009-7-20 09:38

, s; O1 `, D; `光电不需要转换的吗？
虽说都是电磁波

××○○

挖！睾人不少。虚心学习

sd-iori

光电转换过程中门槛电压对信号产生延迟造成波形畸变，影响听感和声音真实度，同轴完全跟随原信号波形变化，没有了门槛电压对原始波形进行的砍削，完全忠实于原波形。
coolbill 发表于 2009-7-20 14:39

为什么同轴的数字输出，，就没有这个了门槛电压对原始波形进行的砍削？？
1 S7 E/ z* Y2 w) ~而光纤才存在？？

. u/ h9 [2 s. D这个我不解哦，，，
8 T! x7 F- d+ x0 H7 L1 U4 @0 v
9 q0 G! A8 O1 [光纤输出的问题，，不是出现在光电转换电路上吗？？

hzjinjin

看样子,我的确再需要普及一下数字电路知识
' S: t5 e5 j+ H
1 o' T" G  y( y2 x: I$ x! H5 w首先,数字电路的基础是方波,下图是一个理想的方波:

高处(相当于Vcc)就是1,低处(相当于GND)就是0
( x. E  \" Y; C. e7 a, j
数字电路在大多数情况下,高处电平是+5V,低处是0V
8 E& L% q  [/ f) I' D4 Z+ u0 e
当然也有些时候,在低压供电的系统,+3.3V是高电平,0V是低电平

至于CPU电路可能比较极端,因为供电电压更低,所以高电平的值更底

hzjinjin

  P* t. v5 V9 h- M9 H. Q2 \6 b由于电平在传输过程中,不可避免地会产生畸变,而且这种畸变会导致电平值的不正确

下图是我徒手画的一张畸变的方波,将就着看


4 W  J$ e8 ?! H; `9 `- H& ^" V+ V* M我们看到,边沿不再陡峭
3 y+ V7 s7 s$ N8 n( S
) D& [$ d) X4 f0 e+ I: x7 Y我再讲一下接收端值是怎么取的

接收端按照双方约定的一定的时钟频率,去测量信号的电平值

( w& y8 p; {8 c+ s* U, N这里有两个概念"双方约定的一定的时钟频率"和"电平值"
0 i* |" G7 o- Y$ U# W
如果这个双方约定的时钟频率有问题,或者方波本身的频率没有依照这个约定的时钟,那么区测量的时候,这个方波的单元可能已经过头了或者还没有到达,那么,测量的时候,没有测量到正确的位置导致方波值不正确,这就是时基错误"jetter",那么如果双方都严格按照双方约定的频率来,就不会有这样的错误.
$ g8 d% o  Q+ T6 F
3 O+ i: _4 h5 h7 b$ J这里不是有很多人喜欢换高精度的晶体么,就是为了取得更加精确的时钟频率

% Q+ y# E! W! {5 `" ]7 f' u那么还有一种情况,如果当时测量的时候,不是测量在方波的中间(实际情况下,一般是中间正确,边沿畸变),而且测量在畸变的边沿,可能5V被测量到的是4V,甚至3V.哦误差来了
, S3 ^# X7 o7 w' D
为了解决这个问题,数字电路的研发者当时就考虑到了这个问题,0和1的区分点不可能是绝对的是Vcc和0V,其切换点在Vcc/2,只要电平值 超过Vcc/2,就认为是高电平,低于 vcc/2就认为是低电平.当然由于芯片制造厂家的误差,不可能绝对是Vcc/2
' b  t8 \5 S( v% s
2 m: d. P* G5 J7 m% o" Q8 u因此,就算高电平的值低至3v,数字电路仍然认为这个是高电平

hzjinjin

接着再来说明光电转换的损耗，也就是在光电转换过程中引起的畸变

3 Q, ~+ ?8 K3 {1 `6 w所谓的光电转换，术语叫做光电耦合，下图是一个典型的光电耦合器
+ \2 t( q4 Z7 s$ U, E0 C; B$ B1 M
这个是封装在一起的光电耦合器，左边是发射头，右边是接收头

对于本贴来说，它们不是封装在一起，可能左边在声卡上，右边在解码器上

7 V# w  @4 n3 ~. `8 _6 g所谓的发射端，其实就是一个高亮的红色发光管，现在条件好了，假如你自己想DIY一个SPDIF光纤发射，有成品的发射器卖，当年条件差的时候，就用一个红色发光管用一个三极管驱动来DIY。
; n( h8 T: q* |7 |- F
& e# b+ q8 Y* X( b接收端就是一个类似于红外线传感器，说得再通俗一些，你家的电视机的遥控器接收端用的就是这个玩艺

这个电路会产生电平畸变么，肯定会，但是实际这种畸变不回很大

. G9 v* W6 ^, K  e5 v; b# G通过两个反相器的波形整形，畸变的方波会变得很正规，完全可以忽略误差
9 n, [& E' S$ m  _" b9 [0 ]
% f& B8 ?5 K& p我不知道我们SPDIF在传输的光纤是什么介质，网络当中，多模光纤可以在几百米的距离内传输1000M频率的方波，而单模光纤在1000M的频率上可以传输70KM，因此，对于我们短短的几米，区区的96K的频率上，这种转换的损耗可以不作考虑。