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关于CD、wav和时钟同步
发布时间:2015-1-2 13:56:25 浏览:1241次

CD是数字的还是模拟的?

CD是数字的,存储的是PCM制式的音频数据,用二进制方式存储,也就是0/1数据。别以为CD是存储的模拟信号了。但CD里面的0/1数据只是红皮书规定的编码格式,也就是一长串的0和1,不是电脑里面的文件数据格式。别以为CD存储的就是wav文件了。

PCM是什么?

中文名称叫做脉冲编码调制。一段模拟制式音频信号例如1khz正弦波信号,横轴时间和纵轴幅度是连续的一段曲线。这段信号通过固定的采样率(CD是
44.1khz)抽样成为时间离散但幅度连续的模拟信号,可以理解成用橡皮檫按固定横轴间距檫除固定长度的正弦波曲线,剩下一个一个的信号点。然后将连续
的幅度信号(这个时候幅度也就是那些点在纵轴上还是模拟连续信号)按一定的量化深度(CD是采用16bit,也就是2的16次方可以表示65536个数
值)量化成幅度离散的数字信号,可以理解成在幅度纵轴上定位了65536个刻度,每个信号点按就近的刻度取值。这些数字信号点经过各种方式的编码就成了
PCM信号。一段音频信号经过抽样、量化、编码三个步骤才成为的数字信号。不同的音频信号其采样率和量化深度是不一样的,例如固定电话采用的是
8khz/8bit(没有查实,希望没有记错)。

为什么需要同步,时钟是怎么来的?

按照PCM的方式,其实大家都默认44.1k/16bit就可以工作了,这和人看时钟一个道理,大家都默认时针一小时走一格,分针一小时走一圈就可以了。但如果给你两个钟,走起来时间肯定不一样,如果要协同工作,大家要对表,而且经过一段时间两个表会走得不一样,还得再对表。
个例子是一条饺子皮生产线,源头负责给面粉(当这个是spdif信号好了),加工的人就是DAC负责加水、和面、压饺子皮,大家根据规则约好一分钟生产
60个饺子皮(当这个是20hz~2khz的音乐),供应面粉的人和加工的人对表(同步),然后按规定节奏(CD的节奏是44.1khz)供应,加工的人
按时间进度加工。一段时间之后加工的人发现面粉供不上了,可以采用两个方式,一是告诉供面粉的加快一点,一个是自己做得慢一点。还有一种方式是有个监工,
时刻看着生产线,提醒供面粉的和加工的保持生产线的节奏。
到CD播放的过程,spdif是单向信号,所以DAC无法告诉CD机快一点或者慢一点,只能根据转盘输送过来的数据调整自己的工作节奏,这就是同步。如果
有个外部时钟同时告诉转盘和DAC准确的时间,这就是外部时钟。所以外部时钟都是同时接dac和转盘才有效,单接一个能提高设备内部时钟精度,并不能保证
同步,这个时候接转盘好点,因为DAC是跟转盘的spdif同步的。

CD中带有时钟信号吗?

可以说有,可以说没有。CD中有按照红皮书规定的方式存放的0/1数据,但数据本身并不含有时钟信号。时钟信号是通过CD的压制/刻录方式固定到CD盘中
的。例如规定CD坑的长度和间距是多少um之类(具体记不得了,可以查红皮书)。一个比较直观的例子是时钟,1-12/1-60这些个数字是不含有任何时
间信息的,但按照等角度间距排列成一个圆加上时针、分针、秒针就能表达时间信息了,但我们不能说1-12这些数字含有时间信息。例如我现在给你看一个表,
长针指到6,短针指到12,你会说表示6点,因为你默认长针是时针按一小时走一格,短针是分针按一小时走一圈。我现在告诉你这个是秒表,只代表已经走了6
分钟了,是不是完全就是另外一个概念了。所以严格说CD里面的数据并没有时钟信号,只是有个红皮书的规则,使得大家读CD的时候能读出时钟信号。

WAV文件中带有时钟信号吗?

完全没有,因为wav中只有数据,连CD的坑坑洼洼间距多少um之类信息都没有,但wav文件中有采样率/量化深度的信息,电脑或者其他设备读取wav文件时,会按照相应的信息进行解码和解调。如果一个wav是96khz/24bit的,解码器就知道按这个要求进行解码。

CD机和DAC怎么确定CD的时钟?

不用征求CD碟片的意见,按照红皮书和PCM的规则确定。
所有CD和DAC的生产厂家都按照44.1khz和16bit、以及spdif的编码规则生产设备就行了。然后DAC负责和CD转盘同步,CD转盘的
spdif输出模块还得和转盘光头和电机同步,保证读出的CD信号不会太快、也不会断粮。大家可以观察CD碟片的转速,越靠近圆心转的越快,就是CD机为
了保证读取的线速度稳定,调整电机的转速。为什么有的CD这么贵。蛭氖敝幼叩米家恍,包括光头和电机走的更稳,防电磁干扰什么的做得更
好,spdif的输出更有节奏更整齐。为什么我的烂CD机读刻录碟我的贵价DAC不能同步。挡欢ɡ肅D机是用刻录碟的坑坑洼洼同步spdif输出的,
贵价DAC不认了。但烂CD机读刻录碟模拟输出还是有音乐的,因为烂CD机里面有一个烂监工,起码保证内置DAC能和刻录碟的坑坑洼洼同步。

抓轨和光纤转录数据一样吗?

当然。只要没有误码情况,都是CD里面原版的PCM数字信号。误码的情况转录比抓轨发生的概率更高,因为转录只用转盘读一次,错了就错了,抓轨还重复读几次对比数据、或者上网进行md5之类的校验,所以抓轨比光纤转录要保险一点。

原版和刻录数据一样吗?

当然。只要质量符合要求的,数据是一样的。不过刻录也是只刻一次,错了就错了,所以要小心谨慎操作。

为什么原版CD声音比刻录CD好?

首先大家要认可spdif越整齐声音越好,否则下面没法说了。原版是压盘的,我们可以默认压盘的设备一定比我们家里200块的CDROM刻录机要精度高,CD里面坑和坑的位置、间距精度更高。原版CD可以理解成印刷的时钟面,刻录的CD是自己手画的时钟面,不同的人水平还不一样。CD
机读原版CD的时候,因为精度高,电机可以转得比较平顺,出来的spdif信号也整齐。读刻录碟可能有的地方间距长了,有的地方间距短了,有的坑浅了(大
概没有深了的),转盘为了读对和保持节奏,电机转速和光头功率都是变来变去的,输出的spdif信号也是不整齐的。所以才说刻录碟伤CD机,主要就是伤光
头(要调整功率,通常是调大),其次电机之类伺服机构也比较累。

jitter抖动是怎么来的?

问题比较复杂,建议有兴趣的看专业论文和书籍。嫌烦的,就当转盘的时钟和DAC的时钟精度不高、走起来不一样造成的就行了。
然大家都规定44.1khz的时钟,但转盘精度可能是44.11khz,DAC可能是44.09khz,这个时候已经有时差了,但还不是jitter抖
动,DAC还是可以与CD机同步也按44.11khz走。但如果转盘的时钟一会儿是44.11khz,一会儿是44.09khz,抖动jitter就来
了,或者DAC虽然按照44.11khz和转盘同步了,但自己加工的节奏没把握好(内部时钟精度差,或者走着走着时差越来越大),spdif信号就不整齐
了,声音就变差了。举个例子,整齐的spdif信号(0 1字符间有一个空格)是这个样子:1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0
1 0 1 0 1,抖动大的spdif信号(空格都乱套了)是:1 1 01 0 11 0 0 10 1 01 0 1 01
01。实际抖动的来源还有很多,想深究的自己翻书去吧。贵的设备花了很多办法去处理这个麻烦事儿,包括锁相、缓存之类,目前比较靠谱的还是高精度外部时
钟。还是LP好。古叹褪悄D獾。

同样数据的两个WAV文件播放起来音质不一样是为什么?

首先大家要达成一个共识,两个wav文件播放条件一样,就是都用同样的电脑环境播放,和刻录什么其他播放环节没有一毛钱关系,才能讨论,要不引入的因素就太
多了。其次理论上两个WAV文件用asio还是DS、存放的硬盘碎片、电脑多任务操作系统分神之类内部因素都可能影响wav的播放音质,甚至播放第二个文
件的时候闪了一下电都可能造成两个文件音质不同。但这些音质不同都不是wav文件本身造成的,也不是我们可控的。所以我认为两个数据一样的wav文件,一
个是A,一个是B,没有一致可重复性的音质差异。所谓一致是指听多少次音质都是A>B,可重复是指只要电脑环境一样(可能换了另一台同样品牌、同样
配置的电脑),都是A>B。其实我们说原版CD比引进版CD音质好,也是有一个一致可重复的前提的。



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