真的是玄学? 几根不同的USB线声音听感对比

　　发烧音频领域存在诸多的玄学,比如电源、数字线等等.玄学之所以为玄学,主要是因为其中的缘由很难用科学去解释,对于普通消费者来说由于它的原理说不清道不明,无法十分肯定它是正确还是错误,很多时候只能靠亲自实践去检验,但问题也来了,因为每个人的体质、主观感觉、环境条件的不同,很多时候同样一件东西,有人表示一耳朵的区别,也有人表示听不出来区别,本来就难以解释的实物因此变得更为玄幻.而厂商也往往会利用这些玄学进行宣传与推销,于是很多时候到越是玄学的东西,价格往往越是高的离谱.

　　音频产品的玄学中,线材绝对是争议很大的一类.线材里面有电源线、模拟信号线与数字信号线等等,其中模拟信号线,比如耳机线,音箱线对于声音会有影响并没有多少人怀疑,但是电源线与数字线的争议比较大,特别是数字线则会受到很多质疑.

　　因为平时用的是PC-HiFi系统,所以笔者对于USB线比较关注,一直很想实际做个对比试听,但由于手头的设备以及线材有限,一直没有如愿.这次笔者找来几个比较合适的设备,AK120I I播放器以及几条USB线,正好可以验证一下 USB线材对于声音是否真的会有影响.

　　对于学过数字电路、计算机的朋友来说,数字信号线,比如USB线对于声音有影响这个观点,似乎应该想都不用想的就可以否定,因为数字传说的最大优势就是可靠,信号只有0与1两种状态,即便中间出现了错误也会通过各种方法进行纠正,最终的数据保证是一致的.这就好比我们上网看网页,服务器与我们距离可能几千里,期间经过无数的网线与节点,但是我们获取的信息不会有差错,比如同样一则新闻所有打开网页的人看到的都是同样的内容,不会因为传输误码而看到的内容不一样.因此,既然传输的数据是可靠的,那么又怎么可能会影响音质?

　　笔者当年学的专业也刚好是电子通信,所以对于USB数据线最初是否定的,但后来看到网上各种表现USB数据线影响巨大的结论,也开始寻找一些理论依据,并且开始发行有影响的不只是USB数据线本身,解码器、数字界面的USB端口控制方案影响似乎要更大.如果以解码器的USB端口以及USB数据线对声音有影响为前提,笔者认为产生的原因应该如下:

　　音频内容的传输不同于其他数据内容,是要求实时性的,传过来的东西不能中间有中断或者延迟,否者会一定程度上影响听到的声音感受.这应该比较易理解,比如在线视频,如果网络状况不好,虽然看到的内容肯定是相同的,但断断续续的缓冲与停止,无疑是难以令人正常欣赏下去的.对于吹毛求疵的HiFi设备对于实时的要求更是苛刻,如果传输的过程中出现错误,即便是有纠错机制,但是重新传输的话势必会带来延迟,影响时钟频率,增大jitter,从而影响听音感受.所以如果说USB数字信号线会影响音质,那么主要原因应该在于它的实时性,不同于往U盘复制文件,早复制完一毫秒和晚复制完一毫秒都没有什么影响.而PC-HiFi之所以认为还不能与传统CD机音质相提并论的原因,笔者认为与电脑功能太多,干扰太多,系统同时运行的线程太多,容易更多的产生传输错误,不太容易保证信号的稳定性与连续性有关.

　　另外一个重要因素是解码器的USB模块.既然是传输自然有一套标准的USB音频规范,它的作用是规范USB接口实时传输音频信号的问题,是直接集成在操作系统内的,也就是说,只要符合这个规范的USB音频产品,系统内的集成驱动就能直接支持,而不用厂商另外开发驱动程序.但这个规范的标准不高,所以一些功能强大一些的解码器,往往要高于规范标准,需要专用的驱动程序才能工作.

　　在这个标准USB音频规范下,有三种传输模式:同步、自适应,和异步.

　　同步:标准的同步模式其实很少见,基本不太用到的,这里省略.

　　自适应:早期解码器基本都是用的自适应传输模式,主要的USB芯片方案有TI PCM270X与PCM290X系列等等.

　　异步:目前比较新的解码器大都采用异步方式,有很多优点.目前主要的异步USB方案有XMOS与CM6631A,基本都需要专用的驱动才能工作.

　　那么自适应传输模式和异步传输模式到底有何区别呢?这里先要了解一下USB音频处理的大致流程.电脑通过USB接口将音频数据流传递给DAC上的USB接收芯片,USB接收芯片一边接收数据,一边合成时钟信号,然后转化为标准的I2S或者SPDIF信号,再传递给后面的数据接收芯片,再之后的流程与一般的DAC就没有分别了.而在这个过程中,影响USB音质的关键,就是USB接收芯片所合成的时钟信号.

　　在自适应模式下,USB接收芯片,在合成时钟信号的过程中,会根据USB传输速率的变化,对时钟信号进行实时的调整.也就是说,在这种情况下,USB传输速率的变化,会直接影响到合成的时钟信号.

　　举个夸张点的例子:比如现在播放一段44.1K的音频,当然就要求USB接收芯片合成一个44.1K的时钟.而这个44.1K的时钟,对应于USB传输的速率,比如是200个数据包每秒.也就是说,如果要让USB接收芯片稳定的合成44.1K 的时钟,USB传输速率,也必须稳定在200个数据包每秒.但现在的问题是,USB传输的速度不可能这么稳定,也许这一秒传递了200个数据包,而下一秒,突然增加到了400个.而这个时候,USB接收芯片会怎么做?它会把实际合成的时钟,提高到88.2K.如果再下一秒的USB速率又变为100个数据包每秒,那么相应的合成时钟就变成了22.05K.当然,这是一个极端夸张的例子.可是为什么USB接收芯片要这么做?很简单.因为如果USB接收芯片只是单纯的合成44.1K的时钟,每秒处理200个数据包,那么一旦真的收到了400个或者100个数据包,缓存就会溢出,或者断流.所以,在自适应模式下,USB接收芯片所合成的时钟信号,是随USB口的传输速率实时变化的,传输速率是主,时钟信号为从,USB传输速率的变化直接影响到合成的时钟信号.那么可想而知,这个时钟信号的jitter有多大.从而你也可以理解,为什么自适应下通常不支持规格较高的音频传输(比如24bit/192KHz),还有为什么有人会说,换质量好的USB线能提高音质,因为质量好的线更能保证传输速率的稳定性.

　　那么异步传输是怎么工作的呢?说起来更简单,USB接收芯片现在只需要稳定的合成44.1K的时钟,也就是说,现在这个时钟与USB传输速率无关了.可是如果这样的话,缓存的问题怎么解决?答案是,软件控制.通过一套软件,根据缓存的负载情况,实时的控制USB口的传输速率,从而保证缓存不会溢出或者断流.在这种情况下,时钟信号为主,传输速率为从,时钟信号不受传输速率变化的影响,理论上这时的jitter源,就只有工作晶振本身的误差了.

　　所以异步USB模式有自己的时钟,更大的缓存以及软件上的换成控制方案,所以数据传输要稳定与可靠很多,同时可以支持更大的数据量传输,更高码率甚至DSD音频的传输,同时对于USB线材的质量依赖变得小了.所以从这个层面上说,如果解码器的USB模块足够的好,那么USB数据线的影响应该也会变得小的多.

　　当然,以上只是以USB传输对音质有影响为前提,笔者找到的一些理论说法,实际具体有没有影响,也必须通过实践去检验.

　　这次用来测试的设备,主要是Astell&Kern AK120II,选它的原因主要有两点,一是AK120II不同于采用XMOS异步USB方案的AK240,应该还是同步传输,对于USB线材的影响应该更敏感一些,而且AK120II本身素质不错,应该比较容易感受出来不同;二是因为笔者拿到了一根足够好的USB数据线,价格应该在千元以上,这样就不会因为只用几根几十元的USB线而欠缺合理.

　　一般来说发烧级USB音频线都打印机上使用的那种USB A型方口插头,主要是因为USB A型口最为粗壮,可以用粗壮的线材来加工,插头接触也更加充分与牢固.而现在数码产品中常用的Micro USB的插头触点太过微小,比较难焊接粗壮一些的线,所以也不太适合作为要求极端的音频线材.

　　Astell&Kern AK120II有专用底座,这个底座除去用于充电外,也方便连接电脑作为USB数据线使用.正常销售版本的底座的数据连接线是与标配数据线一样的线材,而笔者拿到的是特殊定制版,线材换成了一条粗壮的ALO定制线.想象一条随便一条ALO耳机升级线都要上千元,这USB线估计也是价格不菲.

　　底座的底端与背板都是塑料材质,据说可以减少干扰.

　　电脑端的USB插头非常粗壮,里面应该有电磁屏蔽环一类的东西.

　　线材为ALO定制,具体采用怎么样的材料与纯度未知,但这条线非常粗壮,比22AWG的普通USB数据线粗很多,里面应该有屏蔽层.

　　市场价20多元的NOHON品牌USB线,以结实耐用为卖点,按照官方图片展示里面是有屏蔽层的,相对普通的机线好一些.

　　飞傲X5播放器标配的线,线材比较粗壮,线皮上的写明是22AWG/1RP+28AWG/2C,也就是一条22AWG的双绞线,2根28AWG的直通线组成,这样的线粗在普通USB线中算是很不错的了.

　　最后一条是AK120II标配的数据线,线很细,摸起来的质量感觉不算好.

　　本次测试的装备,就是AK120播放器分别使用4跟不同的USB线与电脑连接,作为USB DAC使用,来感觉声音是否会有区别,试听所用的耳塞为平衡线版的舒尔SE846.

　　ALO线:4根线听过之后,声音最明显不同的就是这根ALO的数据线,它的声音风格都是与其余三根线不同的,声音温暖、厚润,声音规模、上下延伸都比较完整,无论素质还是听感都是最出色的.也正是这根ALO数据线,让笔者切实的感觉到了USB线确实对音质有影响,而且是很容易听出来区别.

　　NOHON线:剩余的3根线与ALO线对比,都会觉得声音偏瘦、偏冷,有些干枯与发柴,包围感没那么好,声场规模也小了一圈,纵深变浅.但是NOHON线与其它两根线相比差别都非常微小,如果眼看着的换线,笔者认为NOHON线在通透性方面略占一些优势,但笔者自认为心理因素影响比较大,但如果是盲听,应该无法区分三根线的声音.

　　飞傲线:总体感觉与NOHON线差别极小,只是感觉清晰度略有一点点差别,但不确定是不是心理因素造成的,如果盲听的话,自认为分辨不出来.AK120II原线:声音和飞傲线差别已经很小,但是仔细对比,会觉得AK120II线的声音相对清淡与舒展一些,声音更薄一些,总体感觉比NOHON线与飞傲线略差一点点,但不排除是错觉,盲听的话同样自认为识别不出来.

　　另外值得一提的是,作为USB DAC使用时,笔者认为四根线的声音都没有AK120 II直接播放本机音乐来的好,这也并不是奇怪的事,因为AK120II本身的USB传输模块规格并不高,不像AK240那样用了XMOS方案.

　　经过这次试听对比,可以说USB线对声音确实有一定的影响,但对于普通USB数据线而言,声音表现几乎是没有什么区别的,而USB线的质量、可靠性更值得关注.而发烧级USB线材不知道用了怎么样的秘诀,的确可以一定程度上改善音质,但从价格上来讲性价比很低,对于普通的音频设备来说并不值得,钱花在其它地方提升会更大.