發信人: "Franz Wu" <[email protected]>, 看板: Audiophile
標 題: Re: 關於光纖傳輸線...(光傳輸理論說明)
發信站: DCI HiNet (Thu Oct 28 02:05:55 1999)
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關於數位傳輸，長久以來一直在這個版上引起討論，
小弟不才碰巧所學是電機工程中的通訊領域，
對電路設計略知皮毛，希望能拋磚引玉，
釐清一下數位通訊的一些基本觀念。

首先，不管是數位或類比通訊，所依賴的傳輸媒介或技術，
大抵上都是利用自然界的某種物理量在時間軸上做連續的
改變來傳輸訊號，就目前科技所及，這些物理量本質上是
“類比”的，回到音響中所使用的 S/PDIF 來看，同軸數位線
傳的是電壓訊號，光纖傳的是“光的強度”。

在這裡必須先談一下光原件的工作方式，說到光傳輸大部
分的人會想到數位傳輸，光傳輸是可以做類比傳輸的，而
且“光類比傳輸”還被大量使用在有線電視系統中。光發
送原件的輸入是電壓，輸出是光，而光的強度通常都和
輸入電壓有相當程度的正相關，為了容易讓非電機背景
的人了解，可以想像是輸出光的強度和輸入電壓成正比。
而接收原件則反之，所以你可以把一個正弦波輸入發送原件
，把產生的光饋入接收原件，那麼接收原件的輸出端就可
得到原先的正弦波。

我們現在就可以澄清一個需要特別強調的觀念是，
決定訊號是所謂的數位或是類比者，並非是訊號本身，
或是傳輸的媒介，而是人！

所以我們可以說一個方波是類比訊號，同樣的也可以說
一個正弦波是數位訊號，甚至我隨手畫個亂七八糟的曲線
也可以說是數位訊號。舉個例子，各位如果有機會用示波器
看看你們面前的PC裡面的主機板的訊號的話（應該沒人會
懷疑這是數位訊號吧！？ :O）第一次看到的人的反應大概
都是這是什麼爛主機板？你有可能會完全認不出一般觀念
中數位訊號（長得像方波的那種）的樣子。老實說我覺得
PC主機板上的訊號還比較像正弦波。

重點來了！數位電路的工作是把類比訊號作數位的判別，
比方說電壓3V以上是1，以下是0。（其實大部分真正的電路
也不是如此，而是3.xV以上算1，1.xV以下算0）

所以即便是數位訊號，也是有訊號的好壞的差別，理想中的
數位訊號是同方波一樣的方整（這仍然是一個為了便於理解
的說法，真實的情形要視所採用的技術而定，不過在音響
用的 S/PDIF 中，不管是電氣訊號或光訊號傳輸，這樣說
應該沒錯）。
一個數位訊號如果不佳，會對電路有許多方面的影響，
就音響系統而言，常被討論的就屬兩方面：資料錯誤＆ jitter
當訊號不佳時，尤其是有雜訊時的誤判是很容易理解的。
但 jitter 就需要一些專業的電機背景知識，簡單來說，以一個
方波來說明，


﹍∣﹉﹉﹉∣﹍﹍﹍∣﹉﹉﹉∣﹍﹍﹍∣﹉﹉﹉∣﹍﹍﹍∣﹉﹉﹉∣﹍

當訊號不佳的時候，可能變成

﹍∣﹉﹉﹉╲﹍﹍﹍／﹉﹉﹉＼﹍﹍﹍／﹉﹉﹉╲﹍﹍﹍／﹉﹉﹉∣﹍

那麼電路會認為這個訊號是

﹍∣﹉﹉∣﹍﹍﹍﹍∣﹉﹉﹉∣﹍﹍﹍﹍∣﹉∣﹍﹍﹍﹍﹍∣﹉﹉∣﹍


雖然沒有錯誤的位元，但有 jitter （有人翻成時基誤差），
jitter 可以強烈影響數位類比轉換電路的工作，會直接影響
類比輸出的頻譜，當然就影響音色。
所以回過頭來看，CD轉盤的數位輸出、光輸出的原件、
光纖的材質與品質、接收原件的優劣、接收電路的效能，
甚至光纖如何使用（影響衰減）都會影響音質＆音色。

當然，光纖的影響個人也認為不是最大的，最大的仍是
CD轉盤的數位輸出＆接收電路的效能，及數位類比轉換
電路的設計，尤其是抗 jitter 能力。所以CD轉盤和DA的
優劣仍然是有差別。相信這和大部分音響迷的經驗相符。

也許有人會問，理論上兩家不同公司的CD＋DA聲音
應該是一樣的，但實際上每家公司的數位＆數類轉化部分
可以做到輸出一模一樣（如果用同樣的DA晶片），但轉
盤的抗震結構、DA的類比部分等許多方面仍然可以有很大
差距。這些都會對音色有很大影響。

至於阿達兄用的 toslink 是不是貴的一定比較好，那就
不一定 了。

另外提到一個也是曾引發爭議的話題，不同種類的CDR
是否音色不同，個人的經驗是確實不同，連我老婆都可以
輕易聽出來，我認為主因是反射率對光學讀取的影響。
讀取出的電氣波形因材質反射率不同而改變，造成後續
處理的影響。就像是抗震處理對音色的影響是類似的道理。

另外的一個個人經驗是光纖不論貴賤，音色差不了很多，
但同軸就可以差非常多，我認為是光傳輸幾乎沒有阻抗
匹配問題，不像電氣傳輸阻抗 ＆ 阻抗匹配影響甚巨。

以上為個人的一點想法，望各位同好與先進指正