由Si570石英震盪子談起

音樂再生之硬體、軟體、技術、感想、心得...

Re: 由Si570石英震盪子談起

文章chen3058 » 2013-05-30, 20:59

flying fish 寫:請教chen3058
頻率較精準的crystal,是否代表fase noise也較低?有沒有可能頻率很準,但phase noise特性不理想?clock的穩定度與精確度哪個比較重要?
溫度變化會導致頻率的漂移,溫度快速變化使clock不穩定,加大phase noise,但機箱內的溫度通常是連續緩慢變化,還需溫度補償嗎?以上僅是我的想像與推論,請您指教。

以下是我在diyaudio上看到的一段論述,最後一段提到溫度補償在音樂播放上並不需要。
well another consideration is the actual published double blind thresholds for audibly detecting jitter/clock phase noise - basically no quartz crystal oscillator made will have 100 ns jitter
so just about any quartz oscillator of the right frequency, output levels will be fine for audio

jitter does affect the output noise specs - DSD, single bit DACs are the most sensitive, full bit depth ladder DACs the least sensitive

the Temp Comp of the frequency really doesn't do anything needed in audio playback either - pitch perception is also much worse than common xtal osc full temp range dF - without added compensation circuitry


頻率較精準的crystal,phase noise一定會比較好,以過去在實驗室工程師幫測的數據,是比較好的,至於穩定度和精確度,這要看產品的特性,例如:手機、硬碟、……只要crystal就夠,他並非需要固定一個頻率,但GPS就一定要TCXO,不然你會發現你的車明明跑在高速公路上,但GPS可能跑在平行的農田上,而且還會從右邊的農田跑到對左邊的反像車道

至於音響,那則看設計的需求,我是沒有機器可以比較,如果有同一機器使用crystal和TCXO當實驗組和對照組,我想不用機器測應該可以比較的出來
純就crystal的寬規格和緊規格,為何要挑緊的規格,其主因為調整頻率是渡金屬的,這兩種使用的金屬不同,黃金、白銀、銅、……等等,對電的表現不同,我想這應該不難理解我們需要選用哪些類型金屬對電性相對有利

純就溫度來說,如果DAC可以在44.1+70PPM或-70PPM是可以接受的,那純就固定一個點的頻率是可以用的,但這類寬規格的產品,其渡的金屬的某些電性不一定有幫助,例如對電壓很敏感,電壓稍微有抖動,那可能一秒內頻率會±20PPM內的跳動,但緊規格的可以因為金屬特性,在這方面相對表現的比較好

以我自己的邏輯推理,DAC最多用到TCXO夠用了,OCXO絕對沒有比TCXO好,不然GPS一定採用,至於crystal是否夠用,可能還是得實際比較才會知道,但可以確定規格緊的crystal肯定phase noise比規格鬆的crystal好

這邊大概說明一下,規格最鬆的就是石英直接加工使用,這是機械加工的,放大看一定是很多破壞面的,規格再來的是渡成本比較低的金屬,起碼會補破壞面,緊的當然是成本高的金屬,電性表現當然會相對比較好

希望這樣有回答你的問題
設計產品是挑適合的,而不是挑最好的,不然用VCTCXO不是更好
chen3058
 
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Re: 台北flying fish -- 喇叭、擴大機、DAC無不深入的DIY聖手

文章drunkenlife » 2013-06-01, 00:09

flying fish 寫:以下是我在diyaudio上看到的一段論述,最後一段提到溫度補償在音樂播放上並不需要。
...
the Temp Comp of the frequency really doesn't do anything needed in audio playback either - pitch perception is also much worse than common xtal osc full temp range dF - without added compensation circuitry

我贊同頻率多準這點並不重要,隨便買都有50ppm,人耳不可能聽出這種差異,
重點在phase noise/jitter
chen3058 寫:
flying fish 寫:頻率較精準的crystal,是否代表fase noise也較低?有沒有可能頻率很準,但phase noise特性不理想?clock的穩定度與精確度哪個比較重要?
溫度變化會導致頻率的漂移,溫度快速變化使clock不穩定,加大phase noise,但機箱內的溫度通常是連續緩慢變化,還需溫度補償嗎?以上僅是我的想像與推論,請您指教。

頻率較精準的crystal,phase noise一定會比較好,以過去在實驗室工程師幫測的數據,是比較好的,

上回也提過
chen3058 寫:設計時是以25度設計的
有看過TC圖形可以瞭解,離25度越遠,差異越大,20度和30度可能在±5PPM,但10度和40度可能已經±30ppm了,且這種元件high angle(高溫處失控飆高)是常見

但沒有直接數據啊...
有機會問問你熟識的工程師吧,看看是否有直接證據顯現頻率偏移與phase noise/jitter有絕對相關性

xx ppm是種驗收規格,表示這批貨的誤差都落在這範圍內,但音樂再生無需準到那種程度,因此不必在意這點
例如生產一批10K pcs,總誤差落在50ppm範圍內,但顧客要求20ppm,那就挑出20ppm誤差以內的交貨,
這20ppm只是表示頻率比較準,但不表示每發出一個clock的時間差都很準,只是一段時間,例如一秒內發出的clock總數與要求差20ppm而已
flying fish 寫:well another consideration is the actual published double blind thresholds for audibly detecting jitter/clock phase noise - basically no quartz crystal oscillator made will have 100 ns jitter
so just about any quartz oscillator of the right frequency, output levels will be fine for audio

這個fine,該是指,有聲音吧...聽得出來是音樂吧...
flying fish 寫:jitter does affect the output noise specs - DSD, single bit DACs are the most sensitive, full bit depth ladder DACs the least sensitive

這點比較有趣,single bit DAC採用delta-sigma方式,得要over sampling,jitter的頻譜就會在這過程中展開成一堆inter-modulation
ladder若毫無over sampling則jitter頻譜只會一倍頻造成inter-modulation吧,影響小得多,
但ladder型DAC應該對電源與雜訊敏感很多吧?而且24階又如何做到線性?而且還要二個聲道都相同?

若是如此,那麼問題會變成,那一個比較好搞定?
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Re: 由Si570石英震盪子談起

文章chen3058 » 2013-06-01, 03:14

但沒有直接數據啊...
有機會問問你熟識的工程師吧,看看是否有直接證據顯現頻率偏移與phase noise/jitter有絕對相關性

xx ppm是種驗收規格,表示這批貨的誤差都落在這範圍內,但音樂再生無需準到那種程度,因此不必在意這點
例如生產一批10K pcs,總誤差落在50ppm範圍內,但顧客要求20ppm,那就挑出20ppm誤差以內的交貨,
這20ppm只是表示頻率比較準,但不表示每發出一個clock的時間差都很準,只是一段時間,例如一秒內發出的clock總數與要求差20ppm而已

以之前跟來訪的CITIZEN工程師交談,頻率是由''形狀''來決定的(我們當時的觀念是厚薄),這部分在設計時就要考慮在內,phase noise/jitter一定會比較好的原因跟形狀有關,緊規格的在形狀上會比較好(有金屬特性因素)

50ppm和20ppm不是挑出來的,也沒辦法挑出來,那是設計來的,製程是不同的,如果20ppm的1lot中在30度的群體最大差異是1ppm的話,50ppm1lot中在30度的群體最大差異d可能會到3ppm,溫度往上走,20ppm的在80度可能在3ppm的話,50ppm的恐怕破20ppm了

我知道音響是想這一秒和下一秒頻率一樣就好,不必這一秒和下個小時的第一秒比,但因為製程不同會有不同特性,50ppm的東西在這一秒的抖動會比較嚴重,波比較不漂亮,圖形上會有小次波

音響沒有用所謂三倍頻或五倍頻這種東西,否則50ppm的抓錯頻率發生率遠大於20ppm

我會覺得音響用的元件差是絕大多數是使用198x年代設計的東西,後面技術有進步(不是成本考量),表現會比較好

我比較有疑問的是怎不同樣的兩台用20ppm和50ppm比較看看,真聽不出來嗎?(機器測一定可以看差異,但不知耳朵的精密到那邊,其他論壇蠻多神耳的,動不動就說很大差異,我功力不夠,這種我都保留)
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Re: 由Si570石英震盪子談起

文章drunkenlife » 2013-06-01, 23:46

chen3058 寫:50ppm和20ppm不是挑出來的,也沒辦法挑出來,那是設計來的,製程是不同的,如果20ppm的1lot中在30度的群體最大差異是1ppm的話,50ppm1lot中在30度的群體最大差異d可能會到3ppm,溫度往上走,20ppm的在80度可能在3ppm的話,50ppm的恐怕破20ppm了

我知道音響是想這一秒和下一秒頻率一樣就好,不必這一秒和下個小時的第一秒比,但因為製程不同會有不同特性,50ppm的東西在這一秒的抖動會比較嚴重,波比較不漂亮,圖形上會有小次波

這資訊重要喔~
chen3058 寫:音響沒有用所謂三倍頻或五倍頻這種東西,否則50ppm的抓錯頻率發生率遠大於20ppm

抓錯頻率是啥啊?
chen3058 寫:我會覺得音響用的元件差是絕大多數是使用198x年代設計的東西,後面技術有進步(不是成本考量),表現會比較好

技術要擴展到普及,也是往往要花二十年啊...
chen3058 寫:我比較有疑問的是怎不同樣的兩台用20ppm和50ppm比較看看,真聽不出來嗎?

以後有自己做,當然一定會比囉~
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Re: 由Si570石英震盪子談起

文章chen3058 » 2013-06-02, 16:28

三倍頻之類的抓錯頻率

我們一般用的頻率是基頻,但對於高的頻率,除了晶片要加工到更薄外(但是加工有極限),另一個方法是倍頻
假設今天要做54MHz,用基頻的話,晶片要薄到存放在液體裡,不然會破,後面的製造也因為如此非常困難
那另一個方式會採用三倍頻,也就是拿18MHz來設計
但這是兩種波的,也就是會有18MHz和54MHz,如果54MHz的波不明顯或不漂亮,那系統會抓18MHz當成頻率,所謂抓錯,音響的頻率不高,沒用這樣的技術,可以不用擔心啦

我一直認為有些技術沒用,是因為懶得去瞭解了,反正有舊設計,抄來小改就好,反正一年賣沒幾台,何必花精神
我也相當懷疑那種可以賣幾倍價錢的,就是弄個可以聽出差異的,雖然兩者元件單價都很便宜,但成品可以廣告,讓人試聽也有改善,價格自然好,我聽得不夠多,聽力沒很強,所以這是猜測,沒有證據
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Re: 由Si570石英震盪子談起

文章drunkenlife » 2013-06-04, 11:07

chen3058 寫:我一直認為有些技術沒用,是因為懶得去瞭解了,反正有舊設計,抄來小改就好,反正一年賣沒幾台,何必花精神

不見得是無心,可能是無力啊...
HiFi廠絕大多數都只有幾隻貓,能力與時間相當有限
chen3058 寫:我也相當懷疑那種可以賣幾倍價錢的,就是弄個可以聽出差異的,雖然兩者元件單價都很便宜,但成品可以廣告,讓人試聽也有改善,價格自然好

HiFi賣的其實不是音響,而是音樂,
藝術豈有價?
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Re: 由Si570石英震盪子談起

文章chen3058 » 2013-06-04, 11:26

drunkenlife 寫:
chen3058 寫:我一直認為有些技術沒用,是因為懶得去瞭解了,反正有舊設計,抄來小改就好,反正一年賣沒幾台,何必花精神

不見得是無心,可能是無力啊...
HiFi廠絕大多數都只有幾隻貓,能力與時間相當有限
chen3058 寫:我也相當懷疑那種可以賣幾倍價錢的,就是弄個可以聽出差異的,雖然兩者元件單價都很便宜,但成品可以廣告,讓人試聽也有改善,價格自然好

HiFi賣的其實不是音響,而是音樂,
藝術豈有價?


看重要性吧,真覺得重要,還是會去瞭解的

現代人的休閒娛樂是比以前多元很多,聽音樂的人口有下降,但以經濟學來說,過高的價格只會讓需求量更下降而已,尤其入門的設備,花那個錢買那些比MP3好沒多少,那何必浪費,錢難賺阿
設備成本不高,造成高單價幾乎都花在廣告上,還是那種商業目的的廣告
反正市場現狀就是這樣,市場不夠就是讓廠商競爭力不夠的退出市場
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Re: 由Si570石英震盪子談起

文章drunkenlife » 2013-06-05, 11:00

chen3058 寫:現代人的休閒娛樂是比以前多元很多,聽音樂的人口有下降,但以經濟學來說,過高的價格只會讓需求量更下降而已,

典型每況愈下...
chen3058 寫:尤其入門的設備,花那個錢買那些比MP3好沒多少,那何必浪費,錢難賺阿

最近跑一些樂手那邊,發現他們往往聽的只是mp3啊...
等到搞定音樂再生系統後,才會說mp3實在聽不下去...
chen3058 寫:設備成本不高,造成高單價幾乎都花在廣告上,還是那種商業目的的廣告
反正市場現狀就是這樣,市場不夠就是讓廠商競爭力不夠的退出市場

這大概就差在口袋夠不夠深,有無能力搞全球行銷
大資金當然要高利潤,結果就是價格急劇抬高...
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