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新音响New Audiophile    2024-05-04 23:43
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独立的时钟有没有用?


直接公布答案:字时钟(Word Clock)或主时钟(Master Clock)当然有用!不过如果你的数字转盘、CD机、解码器没有连接字时钟的BNC接口,那就忘了这回事吧,还能节省一笔费用呢,因为好的字时钟都不便宜!


先来段科普,字时钟是干什么用的?


模拟时代我们是通过时间码进行同步,从相同的时间码开始进行录制或者回放,在整个过程中,所有设备和轨道上显示的时间码是一致的,也都以这个时间码为标准进行控制,没有同步的问题。


Aurender家族设计元素延续,厚重的铝面板与精致加工的全铝机箱提供良好屏蔽



数字系统的时间码被称为字时钟(Word Clock) ,它被看做一种脉冲信号,用于将不同采样频率的数字音频信号协调后在同一系统中进行交流。字时钟信号具有精确而稳定的采样频率,可以确保在数字系统的各个环节中,信号发送端和接收端都以相同采样频率进行工作,并且让信号中的比特同时开始。在字时钟信号的作用下,系统中的每个设备既达到频率同步,又达到相位的同步。如果系统的字时钟同步出现问题,会导致信号质量严重降低、产生极大噪声或爆裂声。实际上我们使用的CD机、解码器、蓝牙接收、数字播放器等所有数字设备,甚至路由器、投影机、计算机、硬盘盒……内部都有自己的时钟信号,高级的器材还会用温补晶振(TCXO)或恒温晶振(OCXO)来提高时钟的稳定度。在音响系统中,会有一个主要数字设备负责为整个系统提供字时钟信号,其他设备都按照主设备的时钟所决定的采样频率进行工作。


MC10虽说是MC20参考级时钟的简化版,仍用了三组线性电源,机箱内部设有较厚的金属层板与隔板,既加固机身亦能够隔离干扰


字时钟信号可以通过两种方式进行传输。一是使用BNC接头的同轴电缆,将主设备中的字时钟信号传输到从设备;二是从主设备中传输的数字音频信号(比如AES信号或者录音室用的MADI信号)中读取字时钟信号。一般默认采用第二种方式进行时钟信号同步。举个例子,主设备为Aurender N30,解码器为dCS Rossini,我们使用USB或AES数字线连接两个设备,工作时dCS会自动从接收端口读取到Aurender的主时钟信号并进行同步,这时Aurender就是系统里面的主设备,dCS就是系统里面的从设备。CD时代很多人用同轴数码线连接CD转盘与解码器,时钟信号是无法同步的,因此换一条线声音改变很明显,原因之一是时钟信号不精确导致jitter失真影响声音质量。


MC10的核心是一个铷原子钟模块,可产生10MHz主时脉信号,铷时钟的精准度和稳定性都十分出色


第一种传输方式除了设备众多的录音室,现在少部分高端音响也开始使用。这时需要一部非常精准的参考主时钟,由主时钟的WC Out接口输出时钟信号,通过75欧BNC同轴线接入从设备的输入接口WC In,每个数字设备均为从设备,均可独立接收来自主机的字时钟信号,互不干涉。但几乎所有高端音响都强调自己用了飞秒时钟(Jitter在1皮秒ps以内,1ps=千万亿分之一秒),这已经是非常精确的数值,还需要外接字时钟吗?


描述时钟或频率源稳定性的最重要的指标有两个,一个是频域的相位噪声,另一个是时域的频率稳定度。频率稳定度是描述频率源的频率时域稳定性,一般是用来评价原子钟的,比如氢(Hydrogen)、铯(Cesium)、铷(Rubidium)等,原子钟的精度可以达到每2000万年才误差1秒,我们的北斗卫星上正是使用铷原子钟。音响上的时钟更值得关注的是相位噪声,飞秒是描述jitter的指标,而jitter是指定频率范围内的相位噪声的积分。形象的说就是将相位噪声曲线中的某一段提取出来进行积分,得到其时域内的相位抖动。因为jitter相噪是在一定频率范围内的积分,如果要用jitter去描述时钟相位抖动,就必须指定频率范围,否则就是耍流氓!此外,只用时间单位来衡量Jitter是不够准确的,因为相同的时钟精度反映在不同采样率上,所造成的误差并不相同。厂家利用消费者的知识盲区,只宣传飞秒却不说频率稳定度或相位噪讯,所以飞秒时钟从几十元一个,到几千元一个都有,效果是天壤之别。


MC10参考时钟搭配Aurender N20串流播放器,就能组成一套价格比较合适的极致数字音源


jitter抖动一旦过大就会出现误码,误码对数字音频造成的影响是巨大的,抖动越大,误码也就越大,声音细节损失越多。抖动也被称为数字信号的相位噪声,产生的原因很多,电路设计、元器件质量、电源噪声等都会影响抖动。另外如果非平衡系统中存在地电位漂移、差分输入之间存在电压偏移、信号的上升和下降时间出现变化等,也可能造成抖动失真。在光纤、同轴等复合数字信号中包含了时钟信号和数字音频数据,各种接线延迟,数据和时钟路径不同的负载,分组长度差异等等,均可能对时钟信号精确度造成影响。因此在高端音响上加入独立时钟信号设备,尽量排除所有jitter失真,有时甚至比换一台更高级的解码器还管用。


目前Hi-End音响品牌推出的参考时钟都太昂贵了,我实在负担不起,于是弄了一部专业用的NVision NV5500时钟,雨果唱片录音师老易也使用同款时钟,它是直接提供44.1与48kHz信号,设备通过这些信号对准时间。我为EMT 986R广播级CD机加入独立时钟后,所带来的音场深度和中高频清晰度明显改善是无需置疑的,除了有更细致的质感与更高的密度感,我最喜欢的是增加了空间信息,音乐会变得更立体更有维度,更接近原来录音的原貌。改变声音的原因很简单,如果发生抖动就会使波形失真。在较低的频率,因为每个周期可以有许多次采样点,个别采样出错尚无大影响;而在高频区,一个波形周期只有少量采样点,错误就会很明显。尤其高频信号包含结像像定位、空间反响等信息,出错会使结像模糊、音场混乱或平面化,3D感也受影响。


Aurender的旗舰MC20参考时钟,拥有更多功能,更多输出


在使用字时钟的过程中我也发现几个有趣现象。虽然时钟设备不走声音信号,但换不同电源线依然能听到声音变化,推荐用木十八的Echohno青鸾电源线,负责设计的戴戈自己做录音与唱片后期处理,他的经验值得信赖。另外,不能用普通发烧线来替代时钟线,会使性能大大下降,BNC接口时钟线建议使用长度不超6米的75欧阻抗同轴线,诺基亚的通信用同轴线或HP惠普的仪器用同轴线便宜又好声音,有需要的人自己去某鱼寻找。Aurender原配日本Mogami的时钟线,这是很多主流录音室都在用的产品,应该也不错。


Aurender推出的第一部字时钟MC20上,比其他竞争对手有更加高端的做法,也就是双重时钟校准,首先是铷(Rubidium)原子钟生成10MHz信号,另外还使用了两个离散式OCXO恒温晶振模块,用于产生44.1kHz、48kHz以及它们的倍数时脉信号。MC20能独立同步输出4组10MHz的主频率信号及4个Word Clock输出(2个44.1kHz、2个48kHz),不仅能提供给Aurender的器材使用,也能搭配其他品牌的器材。使用时将播放器或DAC的数码输出用75Ω BNC接上MC20的SPDIF Sync Input,这部机器还能自动分辨此时的讯源正在播放的格式文件而自动切换频率。与所有高端的参考时钟一样,铷时钟模块与恒温晶振都需要一定时间运行来达到温度稳定(同理,所有数字音源都需要热机),MC20在热机时面板会有指示灯闪烁,,因此建议干脆电源都不要关闭,长时间运行才能有最佳效果。


MC10背面时钟信号输出有10MHz 75Ω/2组,50Ω/2组


另一个问题来了,是使用10MHz主时钟(master clock)输出,还是44.1kHz、48kHz的字时钟(word clock)输出比较好?以Aurender N30SA旗舰音乐服务器为例,它可以接受10MHz或12.8MHz (支持采样频率从44.1kHz到5.6448MHz)的频率输入,连接MC20的10MH输出时,N30A屏幕会显示出目前输入的频率信号为10MHz。但同时MC20也可以透过Word Clock输出给N30SA,此时从N30SA的一个SPDIF输出给MC20,MC20就能自动侦测目前播放音乐的采样频率。这二者还是有一些区别的。如果使用10MHz主时钟讯号,N30SA必须经过锁相环路(PLL)来同步产品内部时钟信号,主时钟并不取代N30SA内部的时钟,它只是充当N30SA的稳定参考物,N30SA的内部时钟会随时调整来匹配MC20的频率。换用字时钟输出,仍须经过锁相环路,但MC20的时钟可以直接替代N30SA内部时钟,其他数字音源产品内部的时钟如果无法达到MC20般的稳定精度,这种方式会比较理想。


7-N30


Aurender的MC20功能太强大,性能太强悍,所以价格也高高在上,为了让更多发烧友能体验外接参考时钟的好处,MC10应运而生。MC10延续了MC20的主要性能优势,但价格更实惠,省钱的关键在于取消了双OCXO恒温晶振,Aurender说字时钟接口只在极少数解码器与专业器材上使用,因此它们保留铷模块的10MHz主时钟、电源结构和振动抑制设计,让MC10能搭配绝大多数产品。MC10带有4组10 MHz主时钟输出,包括75Ω和50Ω负载各2组,除了能搭配Aurender自家的N20、N30SA、W20/SE和AP20等型号,也能完美兼容Esoteric、CH Precision、dCS等其他产品。


W20SE


虽然不同厂家设计的字时钟各有特色,但Aurender使用的铷时钟模块,无疑要比OCXO恒温晶振更高出一个级别。可产生10MHz主时脉信号的铷时钟模块,被安置在一个独立的防震外壳当中,藉此隔离机体和周围环境的振动。为确保铷时钟模块安全地运输,模块会另外装入一个泡沫避振箱中,开箱后再将铷时钟模块从MC10后方装入。铷原子钟由一个铷原子炉、一个微波振荡器、一个比较器和一个反馈电路组成。原子炉中的铷原子在高温下被蒸发成气态,然后进入微波振荡器。微波振荡器产生一个微波信号,当该信号的频率等于铷原子的超精细结构频率时,铷原子吸收能量并跃迁到激发态。接下来,铷原子在激发态中逗留一段时间,然后自发地辐射出一个微波信号,这个信号的频率也等于铷原子的超精细结构频率。该信号被送入比较器,与微波振荡器产生的10MHz信号进行比较。当两个信号的频率不一致时,反馈电路会自动调节微波振荡器的频率,以使其与铷原子的超精细结构频率相等。根据Aurender公布的参数,MC10的频率稳定性极高,24小时内时间误差约为1至10纳秒;而频率准确性同样惊人,一年内时间误差只有几微秒,在音响产品上,应该都是世界纪录了。


目前Aurender家族中可以外接时钟的产品还有W20SE、N30、AP20数播/功放一体机等


是不是加上外置的字时钟,声音走向都一致?也不一定,根据不同搭配可能会产生不同结果。我试用过性价比很高的仙籁的Genesis GX时钟,连接仙籁的Z1 Plus播放器,除了前述有更好的音场层次与结像聚焦,乐器的轮廓刻画更清晰立体,更沉稳结实等特点外,我发现声音不但没有硬朗尖锐,反而还“柔化”了。对很多发烧友来说,这意味着声音更宽松、更有模拟韵味,更悦耳耐听,也就是“数码味”减少了。Aurender的MC10比起一些品牌使用的温补晶振,精确度与稳定度提升了不只一个等级,我只能说,它一定有效,而且非常有效!


总代理:麦斯数码科技有限公司(0754)89927132

定 价:¥158000元



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