USB线真的能影响音质么？

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。

这种叫数据线

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。

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？

这种叫HiFi线（AudioQuest）

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。然后笔者找来了几个不同品牌的数据线，包括第三方厂牌的数据线以及随身听自带的线，还有一条Hi-Fi发烧级USB线，经过试听后做出对比。经过试听对比，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。

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