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网络线与其他数字线有没有用?再次探讨是否为「玄学」

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楼主

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前阵子我们有写过一篇文章 ,简单地说明数字讯号不是只是「0」跟「1」而已,而是一个「方波的电讯」,

 

无论是使用同轴、AES/EBU、USB、网络来传输,波形基本上都是方波,只是这些方波透过不同的同训协定从A点传输到B点。我们存在的数字讯号世界或是模拟讯号的世界,都是属于「电讯」。很多时候我们在讨论数字讯号的时候,都只有聊到0、1,而0、1是拿来表示这个电讯的逻辑表示法。

 

由于高频率容易受到外界环境干扰,所以线材厂除了研发金属合成的技术外,导体的质量、粗细、接头质量还有屏蔽能力,以确保数字线材不会夹带不该有的噪声。

 

在一个完美的世界里,数字讯号的方波应该是要长这个样子(蓝色线):

 

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实际上,我们通常遇的样子是这样:

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通常我们看到示波器上面看到的讯号测试结果,通常都是在一个蛮短的时间内的结果,在短时间内分析得出来的结果虽然具有一个参考价值,但是相对于将时间拉长来来比较的结果来说,示波器上面的短时间的结果就相对地没有参考价值。

 

在量测数字讯号传输质量的时候,就会需要「眼图」(EYE Pattern Diagram / EYE Diagram)分析了。眼图在了解高速传输系统中硬件层的数字资料是否有问题是很有帮助的。眼图可以帮助工程师了解讯号的幅度、造成时序失真(time distortion)的位元错误率 (Bit Error Rate, BER)

 

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眼图的横向与纵向分别为:时间与幅度。

 

简单地说,时间拉长后分析的数字讯号就会形成一个眼图的样貌。一个「质量优良」的数字讯号的眼图,中间的开孔必须大,而且线条不可以是杂乱的。下图一是看眼图的时候会注意的事情,图二是理想中应该要有的样子,图三是状况不太好的数字传输。

 

那么,眼图中间的「眼睛」开孔越大、线条越不杂乱的意义在哪?就代表了,在一个时间内,数字讯号的上下幅度、时间能够尽可能一致,并且代表讯号挟带的噪声、环境中的jitter也小到不行。无论是音响还是通讯产业,jitter绝对是会讨论的讯号质量因素之一。尤其在高速的数位资料传输,jitter尤其重要。而在眼图分析上,也可以清楚看到jitter与noise。

 

眼图解读方式:

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完美眼图:(实务上不存在)

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质量不好的数字传输与有明显jitter的眼图:

 


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从几个上面几个测量的图,可以简单了解数字讯号真的不是只是0与1的问题,他其实牵涉到的问题远比我们想象中的还要多。设计数字讯源、数字线材真的没有那么容易。

 

当我们把器材的变量拉进来后,你就可以想象到设计不好的数字讯源与线材他们量测出来的结果,很有可能惨不忍睹。

 

回到线材

 

那么,设计数位线材不就符合规范,能用就好了吗?一个适当的数字线材设计,是能尽可能地将低不必要的干扰与jitter。我们先假设音响用的数字讯源都几乎完美,设计不好的线材在系统中会有什么影响呢?

 

一个设计不良的线材,会造成超高频讯号遗失、带入环境噪声,进而提高jitter所带来的影响甚至是资料错误的问题。基本上市面上看得到的符合工业标准跟音响用的数字线材不会那么糟糕到造成资料的问题,它们基本上都可以安全地把数字讯号在器材之间传送。不过,我们不是只是要听到声音就好!拿来听音乐的时候,我们脑袋会将这些事情转译成:感动地好听、好听、一般好听、怪怪的声音、觉得很杂不好听⋯⋯等。

 

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线材设计上,除了导体的质量之外,线径粗细、线身披覆材质选择、线身披覆厚度、线材每股绞绕方式、线材EMI/RF隔离材料选择、抑振设计、连接端子质量⋯⋯等,这些都会影响数字线材在传递讯号的质量。

 

人耳、人脑其实是分辨得出好的音质与不好的音质,普通的网络线材与中价位、高单价的网络线材,它们之间的声音差异真的非常的大。数字线材并不是在卖弄什么「玄学」,而是想要透过工程的方式,找到好声音的解决方案。

 

 

文章转载自:

https://www.pincha.com.tw/blog/posts/does-digital-cables-work-thescience-behind-it

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