影音科普:一篇文章带你了解独立USB界面的优势和劣势。

2021-03-12 17:08发布

经常碰到有人问这样一个问题,或类似效果的问题:某解码器内置的USB界面,能比多少价格的USB界面?还有,某解码器,内置USB界面据说很好,能相当于多少价位的外置独立USB界面?

这样的问题其实有一个“问题”,就是它潜意识里认为一个给定的USB界面线路,放在解码器里面“内置”,或放在外面“外置”,是一样的。

但发烧的经验和理论分析告诉我,并不一样。而且这个问题是值得讨论一下的,这个帖子想说说这个问题。

我们假设有一个解码器,具有“内置”的USB界面,那么播放时,信号经过USB口进去之后,经过转换,在内部是以IIS方式给后面解码线路的。假如是独立的USB界面,那么我们知道,一般是以SPDIF或者AES方式输出的。以最常见的同轴输出为例,信号在USB进去、经过转换后,会调制为同轴数字信号输出。

独立的USB界面,对比“内置的USB界面”,其最大的优势是什么?首先是干净和专享的供电。其次是无干扰的工作环境。从很多烧友的分享可以得出这样的经验:USB界面对供电质量是很敏感的。那么想象一下,同样一个“线路”,装在解码器里面,靠主电源(要给整机的多个部分同时供电)分来的一点电工作,和装在独立机壳里,有专享的独立供电,哪个工作状态更好?其次,它装在解码器里面,必然受到解码器整机其他电路部分的干扰(板子一般隔得很近),而装在独立的机壳里,周围干干净净。哪个工作环境更好?

乱打一个比方:集成在解码器内部的“内置界面”,等于一个四世同堂的屋檐下的一个幼子(肯定不是长子次子),吃家里的大锅饭,没有独立的卧室和兄弟们挤在一间屋里彼此干扰。独立的外置USB界面,则是独享资源的一套公寓主人。房子未必很大但全属于他。

独立的USB界面,对比“内置的USB界面”,其劣势是什么?主要的劣势在于USB转为同轴输出的过程牵涉到同轴信号的调制和解码器接收端的解调。和IIS传输相比,同轴传输在发射端和接收端都多了一个步骤。OK,另外,当然传输距离也长了一些。内部传输距离极短,外部传输则多数情况是一米长度的同轴线。这几乎是唯一的劣势了。


以上是理论上的分析。实际听感呢?我相信很多烧友听过和用过独立的USB界面。我也听过不少。大体的经验是,独立的USB界面,声音会更干净和结实(对比直接USB接到解码器)。特别值得注意的是,我在这里要说下,哪怕是很高级的解码器,内置USB部分做得蛮用心的产品,加一个外置独立USB界面,往往声音也会更干净和结实!不少发烧友对高级解码器的USB就有一种迷信心理,认为几万块的解码器档次很高了,其内置的USB肯定很棒了。然而,再强大的解码器,内置的USB部分,那块可怜的小电路板,其地位还是我前面描述的“四世同堂的大家族屋檐下的一个靠大锅饭生活没有独立卧室的幼子”。因此解码器再强也罢,如果通过独立的USB界面去听,往往仍有提升。


有一点是很重要的:在独立外置USB界面的方案里,比音源直接USB到解码,多出了一根数字线(常见的是同轴线)。这根数字线非常重要。如果没有好的数字线,那么独立USB界面带来的优势会打折扣、甚至大打折扣。

因此,假如是不信数字线会影响声音的人,手头只有垃圾数字线的人,是否要搞独立USB界面,是要打个问号的。另外还有一点,和播放音乐的码率有关。我们知道传统的SPDIF数字传输,其带宽是不如USB的。USB能轻易传输目前最高的音频格式,32/384、DSD512,都无压力,而SPDIF只能稳定地传输24/192和DSD64。它传不了32/384和DSD128。甚至在传输24/192及DSD64的时候,性能已经开始下降了,因为传输的数据量已逼近其极限。

在传输能力逼近极限的时候,数字线的影响力就更大了。所以假如使用独立USB界面,播放高码率的音乐,要获得显著优于内置界面的效果,对数字线提出了更高的要求。回到前面那句老话,假如没有很好的数字线,还是USB直入DAC吧。

然而播放44.1k那种一般码率,对SPDIF数字线来说是很轻松的。因此在播放44.1k的时候,独立USB界面的优势非常明显,即便使用了不是太高级的数字线。

记得声韵的Hotpoint王总经常说起这么一个观点:Aries数播用USB连解码器声音最好。理由就是USB是带宽最好的。纯看Bandwidth这么一个孤立指标的话,USB最佳。当然Aries的用家很多,我也收到过很多听感的反馈,不少人认为USB传输的频宽最好,但声音容易偏薄。用同轴传输则声音容易厚实一些。Aries上的同轴输出其实就是一个内置的USB界面(USB转同轴输出)。假如用独立的外置USB界面,可以做到声音比内置界面更好。

这也是很正常的。USB拥有最好的带宽,但是播放很多音乐(比如44.1k)根本用不了那么多的带宽,带宽好反而更容易引入噪声和干扰,带宽很宽也容易造成声音不易饱满。同轴线的带宽相对窄,反而声音容易饱满,而且同轴发烧线最多,风格变化也大,因此最容易利用同轴线来“调声”。

如果问我个人的感受和偏好,我觉得是:播放44.1k音乐可以用同轴输出(利用内置界面),或者USB转独立界面,播放高码率的话,假如没有非常好的数字线,还是USB直入DAC省事。

相对于内置与独立界面,界面方案的不同,区别更大。

市面上大多数的界面方案都是用XMOS,由于XMOS的I2S端口不是硬件端口,相比于其他方案弱势很多,这个是很多行外人所不理解的,所以好的XMOS界面都是要外挂一个FPGA做数据重整,但也不是说你挂了一个FPGA就达到了顶级水平,这还得跟I2S的时钟方式扯上很大关系,涉及到主模式和从模式的I2S,市面上90%以上的界面都是XMOS主模式方案,毫无疑问业内做的最好的XMOS方案界面是INT204,可以肯定的讲,即便你用跟他完全一样的硬件,也不可能达到INT204的水平,这就是FPGA算法的金字塔顶端优势了。

USB界面的另一大牛是意大利的COMBO384方案,这家公司现在已经得到越来越多的认同,T+A的DAC8上面就集成了384的USB接收器。COMBO384使用ARM+CPLD的方案,I2S由ARM产生,CPLD仅作为时钟选择,输出端口控制,WS信号分频,这个架构跟普通的XMOS+FPGA相比,很难讲孰高孰低,但是从用家的反映来看确实是COMBO384更好听。但是在我看来,原设计的COMBO384电源太弱了,如果优化设计,更合理的电源布局,使用从模式时钟方案,将OSC靠近DAC放置不经过CPLD输出,会得到极大提升。作为一项机内集成应用,这点我跟COMBO384的作者有过交流,遗憾的是至今在市面上未见到类似的设计,仅仅是将模块作为一个元件应用,没有更进一步的融合。

最后我说一下本帖并非鼓吹大家都去用独立USB界面,只是想说一下我自己的使用经验是,独立外置USB界面确实声音上表现出“天然的优势”。44.1k等不高的码率上优势更明显。高码率要表现出明显优势则依赖于很好的数字线。

其实性能和方便性一直是一对矛盾,大家各取所需罢了。音源USB直入DAC总是最简单易用的方案,加个独立数字界面总是多了个东西。Over。








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