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连接前端(手机电脑等)与小尾巴DAC的双C口线是否真的对音质有影响?是智商税吗?

2023-11-20数码

我看有回答说线材质量对数字音频的音质有影响。

我在那个回答下面留了评论,但想了下还是重新发个回答说得更清楚些。

简单说,如今的DAC,包括包含有外置DAC芯片的小尾巴在内(那种通过Type-C直接转模拟信号的音频转接线不算数),只要安卓、iOS、Windows以及macOS都能免驱,那么大概率就是走的USB Audio协议。

USB Audio确实有同步模式,USB Audio确实也会遇到数据传输错误的情况,且同步模式在遇到数据传输错误时确实会在音频回放时出现异常。

但是,各位回想下这么多年用USB设备的经验,无论是鼠标键盘还是移动硬盘或者其他设备,有没有遇到过因为用了劣质线就出现数据拷贝过去之后文件损坏的情况,或者鼠标指针乱飘,键盘乱按键的情况?

要么,在数据传输过程中直接就报错,或者直接跟设备失去连接。要么数据传输速度突然降低,过一段时间又恢复,或者鼠标突然静止不动,键盘一个键按下去没反应。但只要不是设备本身有问题,就不会出现输出传输成功但数据错误或者文件损坏的情况。

原因很简单,即便是USB同步模式,也是有CRC校验的。在同步模式下,对于普通USB设备来说,如果遇到数据校验错误,USB总线会通知系统重新传输数据,而接收端会等待数据的重新传输。

USB Audio遇到CRC校验错误后不会重新传输这个数据包,而是会直接跳过这一个USB传输帧。直观表现就是音频突然跳了一段。这确实会影响体验,但不影响音质本身。

如果有人用过比较老的USB外置DAC(比如早期的CMedia的USB界面芯片),一定记得当年这类设备在使用USB连接电脑时会偶尔出现音频卡顿、跳轨的情况。

其次,USB Audio除了同步模式外,是有异步模式的,且USB Audio规范本身就定义了三种子模式:自动调节、同步、异步。

自动调节跟异步之间的唯一区别,是时钟来源。自动调节的时钟来源是USB总线时钟,这个时钟通常精度没那么高。

而在异步模式下,USB主机端是根据接收端或者其他外部时钟信号来确定采样率的,并且每一帧的数据包字节数并不是固定的。所以如果遇到数据校验错误,主机端会调整下一帧的传输字节数以此来修正错误。所以异步模式下声音会有几毫秒延迟(缓冲),但不会出现同步模式的出现传输错误后跳过一段音频的情况。

异步模式下另一个会影响数据传输的因素是外部时钟的精确度。考虑到大多数普通设备的晶振的频率并不那么精确,或者会因为其他一些原因出现抖动,所以一方面,稍微靠谱点的设备,要么会采用高频率晶振(一般至少是标准采样率也就是44.1ksamples/s的128或者256倍)来提高时钟精确度,要么会用温补晶振甚至多个晶振来同步时钟。还有一些设备直接用锁相环(PLL)来实现灵活时钟发生器的功能,对于有采样率切换需求(比如支持HiRes)的中高端设备来说,PLL方案也是主流之一。

这里举两个现实的例子:

这款百元价位的小尾巴用了一颗高精度晶振,震荡频率49.152MHz:

而这个千元级的小尾巴,用了AKM AK8142数字时钟管理芯片来实现PLL方案,输入时钟频率最高支持67MHz,输出频率最高200MHz:

另一方面,USB Audio协议本身也提供了一个endpoint用来解决主机和接收端之间的数据不匹配问题。系统会计算总线发出的数据包字节数,并且与USB数据包的起始帧进行比较,如果有差异,就会调整主机端的数据传输速率,让endpoint处的数据包(可以理解为缓存)与原始数据流匹配。

早期的USB音频设备或者回放设备不支持USB Audio,或者不能完整支持USB Audio,确实可能出现只支持同步传输的情况。但如今无论是iOS还是安卓手机,又或者是Windows或者macOS,对USB Audio协议的支持都已经很成熟了,并且主流的USB Audio界面芯片也都完整支持USB Audio协议,所以无论是主机端(播放器)还是接收端(DAC),都不存在不支持异步传输的情况。

这种条件下,即便是数据线质量差,顶多也就是音频信号延迟大一点,连跳轨情况都遇不到,更谈不上影响音质了。

至于对音频延迟有更高要求的专业领域,至少我接触过的设备里,大多数高端专业设备都不会用USB界面来实现高精确度和低延迟。20多年前的顶级专业声卡,在机箱内的数字卡和机箱外的DAC和前级部分,要么采用类似IDE数据线的排线进行连接(比如雅马哈某专业卡),要么用CAT.5E以上规格的RJ45屏蔽双绞线进行连接(比如创新的E-MU)。

总之,USB Audio的数字信号数据线,你要不是特别在意延迟,那么线材质量对音质本身是没有影响的。