請教樹莓派DAC的看法

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請教樹莓派DAC的看法

文章kennychennetman » 2018-04-24, 19:53

貓神您好!

小弟常在網路上拜讀您的文章,收穫良多,非常感謝您的無私分享。

這裡冒昧請教您一個問題:不知道您對於這幾年流行的樹莓派DAC有甚麼看法?似乎沒有從您的文章看到相關的評論,想聽一下大師的意見。

抱歉,若問題過於唐突,懇請原諒。

​Kenny​
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Re: 請教樹莓派DAC的看法

文章Wu61 » 2018-04-24, 20:57

生意人不方便比較,如可行性的做A&B測試,
耳聽為憑才不致研究所有訊息無所適從。
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Re: 請教樹莓派DAC的看法

文章kennychennetman » 2018-04-24, 23:01

或許不針對特定產品評論。
從技術上分析其特性,例如:電路(精簡), 界面(I2S/HDMI), 電源(5v直流), 檔案來源(USB, NAS, Stream),等方面來評估,尤其跟電腦+Async USB DAC來作個比較,應該會給大家更多的啓發。
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Re: 請教樹莓派DAC的看法

文章drunkenlife » 2018-04-25, 03:01

Raspberry Pi這東西我其實完全沒關注過...只知道就是個現成的電腦,電腦就是電腦,此電腦與彼電腦大同小異;
對音響這件事而言,我們用電腦當然是著眼於其操作方便,音響用來唱音樂,音樂來自於各種儲存媒介,如今數位化後,當然就是各種形式的檔案,CD、硬碟都是檔案,大同小異;
不管是用啥電腦(CD player也有個超級小的微電腦),都是自儲存媒介中取得檔案的資料,往後丟到DAC去;
而我們知道數位資料幾乎不出錯(除了Windows K mixer這種亂轉sampling rate的...),因此,用哪種電腦根本就不是癥結點,沒錯吧?
需要在意的是,DAC。

當然啦,實務上,DAC的介面會有些影響,被影響的當然不是數位資料,而是clock,以及真正的重點,其jitter;
首先問的是,clock由何處來?
是DAC自己產生?還是由前端來?那個比較好?
1394、Ethernet、async USB是由DAC自己產生,S/PDIF、adaptive USB、HDMI是由前端產生或導出;
DAC自己產生,可以砸很大成本,也可以用爛貨;而由前端來,你想砸成本也無從砸起,其實你也砸不起,電腦chip set、OS、driver、application軟體的開發成本可不是小小的HiFi市場規模能承受的...
就算前面搞的再好,試問,clock經過幾手傳播會?
先看這篇 http://miaofoundry.url.tw/phpbb/viewtop ... 363#p21310
clock其實是類比訊號,任何類比傳播、複製都會失真,過越多手越爛,沒錯吧?

再回頭,搞Raspberry Pi與音響何干?不過就是台電腦,而且還算狹義的電腦中的一種,與Mac、Windows有多大差異?就是小一點而已,還有啥不同嗎?
Raspberry Pi有啥特別好的DAC介面可以遠勝Mac、Windows是嗎?
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Re: 請教樹莓派DAC的看法

文章kennychennetman » 2018-04-25, 13:14

非常感謝貓大的說明!不過,小弟仍然有些疑惑未解,希望能更進一步請教...

首先針對電腦部分,樹莓派或其他任何電腦都一樣,將音數位樂資料餵給DAC就完成任務了,但樹莓派跟傳統電腦的差異在於其電路經過大幅度精簡,而且直接吃直流5v電源,這大幅度縮減了於來自電源及電路的干擾。

其次,我們很難找到哪款電腦可以直接透過I2S界面將PCM碼傳遞至DAC晶片,其過程省略了太多干擾流程,參考如下文章: https://volumio.org/raspberry-pi-i2s-da ... s-so-good/
若走傳統的路線:Raspberry Pi -> USB Bus -> USB Cable -> Zillion Dollar USB receiver -> I2S -> Zillion Dollar DAC -> Interstellar Amplifier,其中 USB 那段是最爲致命的質量瓶頸,這也就是貓大爲什麼要使用 async usb dac + reclock 的主要原因。
透過I2S傳遞的路線則爲:Raspberry Pi -> I2S -> DAC -> Full-of-common-sense-amplifier,所省略掉路徑可謂非常顯著,直接避掉 USB 的致命殺傷!

再來,關於 clock,貓大一直強調 re-clock的效果,也就是clock 離 dac 越近越好同時jitter越低越好,樹莓派大部分的DAC擴充板都自帶clock,如x4000就是使用ultralow phase noise 100MHz HiFi TCXO, 並未使用樹莓派的MCLK(BCLK), 理論上能達到更佳的clock運算效果:Sampling Rate 高達 32bit / 384KHz

只是,小弟對於jitter的影響因素及測量還沒有較爲具體的概念,或許,有勞貓大指點迷津,提供一些參考資料給我。

感謝再感謝!
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Re: 請教樹莓派DAC的看法

文章drunkenlife » 2018-04-25, 15:31

kennychennetman 寫:首先針對電腦部分,樹莓派或其他任何電腦都一樣,將音數位樂資料餵給DAC就完成任務了,但樹莓派跟傳統電腦的差異在於其電路經過大幅度精簡,而且直接吃直流5v電源,這大幅度縮減了於來自電源及電路的干擾。

這對DAC的影響是?不會是數位資料,只有clock,而且是間接的,對吧?
說實話,這部分Raspberry Pi與主流PC不過是五十步與百步之差,而且這是關乎實作,不關乎架構。
kennychennetman 寫:其次,我們很難找到哪款電腦可以直接透過I2S界面將PCM碼傳遞至DAC晶片,其過程省略了太多干擾流程,參考如下文章: https://volumio.org/raspberry-pi-i2s-da ... s-so-good/
若走傳統的路線:Raspberry Pi -> USB Bus -> USB Cable -> Zillion Dollar USB receiver -> I2S -> Zillion Dollar DAC -> Interstellar Amplifier,其中 USB 那段是最爲致命的質量瓶頸,這也就是貓大爲什麼要使用 async usb dac + reclock 的主要原因。
透過I2S傳遞的路線則爲:Raspberry Pi -> I2S -> DAC -> Full-of-common-sense-amplifier,所省略掉路徑可謂非常顯著,直接避掉 USB 的致命殺傷!

嗯...USB的致命傷是啥啊...?很好奇...

為何要電腦透過I2S給DAC?別忘了,電腦最耗電、最忙、最髒,最敏感的DAC IC不是應該拉的遠遠遠?幹嘛還直接串上去?
kennychennetman 寫:再來,關於 clock,貓大一直強調 re-clock的效果,也就是clock 離 dac 越近越好同時jitter越低越好,樹莓派大部分的DAC擴充板都自帶clock,如x4000就是使用ultralow phase noise 100MHz HiFi TCXO, 並未使用樹莓派的MCLK(BCLK), 理論上能達到更佳的clock運算效果:Sampling Rate 高達 32bit / 384KHz

怎麼會提到100MHz TCXO勒...嗯...拿這個再來轉44.1K?根本就不成倍數啊...又搞PLL?
運算...嗯...clock怎麼會和運算牽扯在一起...
搞384KHz幹嘛?九成九九的音樂都是44.1KHz...這個都搞不定了...

先搞懂I2S與MCLK這四條線到底在做啥的吧...
誰發?誰收?
對DAC IC而言,那個最重要?

bit clock, word clock, data,其中word clock等同於sampling rate,44.1KHz!也就是真正的我們所談的那個clock!(其實這還得看DAC IC而定,哈~)
這個clock由哪裡來?USB?完全不是啊~請先搞懂這點啊...async USB audio只有資料packet,沒有clock啊...先看這篇吧... viewtopic.php?f=4&t=7363#p21310
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Re: 請教樹莓派DAC的看法

文章kennychennetman » 2018-04-25, 23:55

貓大的文章自然是讀了不少遍了,只可惜資質愚鈍理解不透,甚至誤解了貓大的原意,真是罪過...

個人拜讀貓大文章後的首要感覺,就是,影響數位音樂的關鍵還是clock jitter,不知道對否?
但造成 jitter 的因素小弟至今尚未參透,貓大有提到過電源電壓抖會造成 jetter,所以乾淨的電源很重要,那小弟就斗膽認爲樹莓派吃直流電(可以從行動電源提供),應該是個不錯的點子。

小弟正在閱讀下列文章:
http://www.tnt-audio.com/clinica/diginterf1_e.html
http://www.tnt-audio.com/clinica/diginterf2_e.html
http://www.tnt-audio.com/clinica/jitter1_e.html
http://www.tnt-audio.com/clinica/jitter2_e.html
http://www.tnt-audio.com/clinica/jitter3_e.html

待有心得再來向貓大請教。感恩!
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Re: 請教樹莓派DAC的看法

文章drunkenlife » 2018-04-26, 02:47

kennychennetman 寫:個人拜讀貓大文章後的首要感覺,就是,影響數位音樂的關鍵還是clock jitter,不知道對否?
但造成 jitter 的因素小弟至今尚未參透,貓大有提到過電源電壓抖會造成 jetter,所以乾淨的電源很重要,那小弟就斗膽認爲樹莓派吃直流電(可以從行動電源提供),應該是個不錯的點子。

再丟個炸彈,所謂的行動電源就是個電池,電池 vs 交流電源之優劣何在?
電池一定比較好嗎?其實,會軟腳,哈~電池的內阻很大啊...

Raspberry Pi的I2S vs 某USB介面processor的I2S,甚至某1394、某Ethernet、某WiFi的,有啥差別?
Raspberry Pi耗電0.5W,我用的頂多0.3W,
那,0.3W就一定比0.5W好那麼一點是嗎?其實,根本沒有絕對關係,只會有大略走向而已;
真的在乎這部份,幹嘛不去找耗電量超級之低的介面processor?由這點看來,根本看不出Raspberry Pi的優點何在...
再問,這低耗電,有真的解決jitter嗎?
耗電0.5W用上超級之好的穩壓電源供應 vs 耗電0.3W的隨便用個爛電源,經過其手的I2S哪個會比較好?
試問,Raspberry Pi板上的濾波電容夠多嗎?

說真的,我還是搞不懂,所以還是要問一句:到底Raspberry Pi用在DAC是有啥好處?
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Re: 請教樹莓派DAC的看法

文章kennychennetman » 2018-04-26, 15:24

抱歉,弟無意冒犯貓大提供的 solution,我認爲樹莓派DAC無論怎麼樣都無法與隔離式非同步USB DAC作比較。
弟所探討的應該是樹莓派跟其他電腦方案的比較。礙於小弟對音響這一領域很陌生,理解上不完整,非常感謝貓大不吝指教!

弟僅就前述文章的爬文心得茲請貓大能繼續惠賜寶貴意見,感恩先!

首先,作者本人認爲數位音響的傳輸領域(尤其導線)非常深奧,非常人能輕鬆解釋清楚。
Now the big question: how much a digital interconnect can influence the sound of transport + dac couple? IMHO I can just say that the influence of digital cables on sound is far, far heavier than anyone could expect!

然後作者指出造成問題的時間發生於兩個時間點:錄製時與重建時,但一般只能從後者進行抑制。
It is clear that the problem is two-folds: part of the error is generated at recording time, while another part added at reproduction time.
...
All we can do is to try to minimize the amount of error added at reproduction time.

然後指出對於數位音響的主要干擾是 sampling jitter:
All these timing errors, taking place both at recording and reproduction (D/A and A/D conversion) time, are called sampling jitter.
Sample clock jitter is the only kind of jitter that really directly affects digital audio, or better, digital audio listening. In audio systems can be recognized many other different types of jitter, and we will discuss about them in the following, but only because they can finally induce sample clock jitter.

其中 interface jitter 會是 sampling jitter 的首要要來源:
A rather technical classification of jitter in digital audio ([1]) draws before all a distinction between interface jitter and sampling jitter.
圖檔

作者再進一步歸納出 interface jitter 的類別主要有三類型:
Typical components of interface jitter are transmitter jitter, line induced jitter and interfering-noise induced jitter.

無論哪種界面方式,transmitter jitter 都難以避免,但是後兩者則會在導線傳輸過程中很容易遇到:
圖檔

因此,小弟會認爲經過的導線越少、經過的路徑越少、那 jitter 相對也會越少。故此得出 I2S 界面比 USB 界面在 jitter 上會爲改善。
或許在貓大看來這樣的認知非常粗淺,這小弟亦有自知就是了。只是,對於不熟悉的領域,除了多爬文之外也很希望前輩能提點一二,從錯誤中學習。

接下來小弟會花時間學習 clock 相關的知識,還是希望能得到貓大的指引。感謝!
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Re: 請教樹莓派DAC的看法

文章drunkenlife » 2018-04-26, 19:18

我說啊,先搞清楚I2S是啥東西吧,
DAC的表現由jitter、電源、雜訊決定(DAC IC都是大廠產品,品質絕對夠好),
你這幾篇在討論的每項,影響的是那些部分,是否有搞清楚?
這只是很基本的電路學與計算機軟硬體。

別管他人怎麼說,單就jitter部分,
DAC前面是I2S,這其中有clock,另外還有個MCLK,
I2S前面是啥?推到最前面,這I2S的clock的最原始來源是啥?
先知道這些,才能討論中間的那幾手是否有啥影響。

就問個簡單問題,我也提過好幾次了,async USB audio這protocol有在USB bus上傳送clock嗎?

電路圖畫出來,軟硬體block diagram畫出來,答案就出來了;
否則就是在外面繞啊繞,一直接收人家嘗試解釋給外行人看的說法,徒增困擾而已。
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