時鐘信號對數(shù)字音頻質(zhì)量的影響

時鐘信號對數(shù)字音頻質(zhì)量的影響

（理想時鐘與實際時鐘）

為系統(tǒng)中的每個設(shè)備傳遞標(biāo)準(zhǔn)的時鐘信號是保證數(shù)字音頻質(zhì)量的重要步驟，因為時鐘振蕩器的不同，每個設(shè)備的時鐘信號都會有一定量的偏差，這種偏差就會導(dǎo)致數(shù)字信號不精確，從而影響到音頻的質(zhì)量。

時鐘惡化通常來源于抖動，在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，抖動被定義為數(shù)字信號的重要時刻在時間上偏離其理想位置的短暫變動，重要時刻就是在一個時間周期中對音頻流采樣的最佳時刻，理想情況下采樣每次都在設(shè)定的精確時間上進(jìn)行，但實際上會有所不同，實際信號會沿著理想信號邊沿附近做周期性移動，這種變化就被認(rèn)為是一種抖動，這也被稱為數(shù)字信號的相位噪聲。

抖動一旦過大就會出現(xiàn)誤碼，誤碼對數(shù)字音頻造成的影響是巨大的，所以抖動越大，誤碼也就越大，數(shù)字音頻損失越大。

抖動的大小跟集成電路系統(tǒng)有著密切聯(lián)系，有大量的電路設(shè)計、工藝、元器件質(zhì)量和系統(tǒng)級因素都會影響抖動，另外如果非平衡系統(tǒng)中存在地電位漂移、差分輸入之間存在電壓偏移、信號的上升和下降時間出現(xiàn)變化等，也可能造成這種抖動數(shù)字失真。

使用獨立時鐘信號設(shè)備就比把時鐘信號加載在數(shù)字信號中的傳輸方式更加專業(yè)，在復(fù)合數(shù)字信號中包含了時鐘信號和數(shù)字音頻數(shù)據(jù)，時鐘路徑之間的接線延遲差異，數(shù)據(jù)位之間的接線延遲差異，數(shù)據(jù)和時鐘路徑之間不同的負(fù)載情況，分組長度差異等等，均可能對時鐘信號精確度造成影響。

另外在數(shù)字設(shè)備鏈路上，每臺設(shè)備都被鎖定于前一個設(shè)備，鏈路最后一級上的抖動有前面幾級的貢獻(xiàn)。每臺設(shè)備都要把它們本身的固有抖動加上，以及每條連接電纜都會貢獻(xiàn)線材引入的抖動，在每一級上還會有一些抖動增益或衰減。這個過程被稱作抖動累積。累積結(jié)果會隨各個設(shè)備抖動特性和每一級上的數(shù)據(jù)模式而變化。但是在某些時候，出現(xiàn)了“病態(tài)”信號的情況下，所有抖動就會不恰當(dāng)?shù)亟Y(jié)合在一起。在長距離傳輸時，在主設(shè)備和從設(shè)備中的很多點上存在抖動累積，這樣的累加影響會更大。

隨著抖動電平的增加，從設(shè)備對信號的解碼開始出現(xiàn)錯誤，接著導(dǎo)致解碼失敗——偶爾無聲、爆音或有時失鎖。

想要解決時鐘抖動帶來的數(shù)字信號失真有兩個重要所在，一是盡量采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)傳遞時鐘信號，二是使用獨立時鐘來解決時鐘信號對音頻質(zhì)量影響。

時鐘的精度是保持最佳音頻質(zhì)量的關(guān)鍵。為了把模擬音頻進(jìn)行數(shù)字化，必須精確地在重復(fù)的時間間隔取樣。主時鐘提供時間定位信息，并允許波形被正確取樣以及重新高精度還原為模擬信號，如果時鐘不精確，音頻采樣可能導(dǎo)致失真或其他錯誤。