网络线与其他数字线有没有用?再次探讨是否为「玄学」


网络线与其他数字线有没有用?再次探讨是否为「玄学」
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无论是使用同轴、AES/EBU、USB、网络来传输 , 波形基本上都是方波 , 只是这些方波透过不同的同训协议从A点传输到B点 。 我们存在的数字讯号世界或是模拟讯号的世界 , 都是属于「电讯」 。 很多时候我们在讨论数字讯号的时候 , 都只有聊到0、1 , 而0、1是拿来表示这个电讯的逻辑表示法 。
由于高频率容易受到外界环境干扰 , 所以线材厂除了研发金属合成的技术外 , 导体的质量、粗细、接头质量还有屏蔽能力 , 以确保数字线材不会夹带不该有的噪声 。
在一个完美的世界里 , 数字讯号的方波应该是要长这个样子(蓝色线):

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实际上 , 我们通常遇的样子是这样:

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网络线与其他数字线有没有用?再次探讨是否为「玄学」】通常我们看到示波器上面看到的讯号测试结果 , 通常都是在一个蛮短的时间内的结果 , 在短时间内分析得出来的结果虽然具有一个参考价值 , 但是相对于将时间拉长来来比较的结果来说 , 示波器上面的短时间的结果就相对地没有参考价值 。
在量测数字讯号传输质量的时候 , 就会需要「眼图」(EYEPatternDiagram/EYEDiagram)分析了 。 眼图在了解高速传输系统中硬件层的数字数据是否有问题是很有帮助的 。 眼图可以帮助工程师了解讯号的幅度、造成时序失真(timedistortion)的位错误率(BitErrorRate,BER)

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眼图的横向与纵向分别为:时间与幅度 。
简单地说 , 时间拉长后分析的数字讯号就会形成一个眼图的样貌 。 一个「质量优良」的数字讯号的眼图 , 中间的开孔必须大 , 而且线条不可以是杂乱的 。 下图一是看眼图的时候会注意的事情 , 图二是理想中应该要有的样子 , 图三是状况不太好的数字传输 。
那么 , 眼图中间的「眼睛」开孔越大、线条越不杂乱的意义在哪?就代表了 , 在一个时间内 , 数字讯号的上下幅度、时间能够尽可能一致 , 并且代表讯号挟带的噪声、环境中的jitter也小到不行 。 无论是音响还是通讯产业 , jitter绝对是会讨论的讯号质量因素之一 。 尤其在高速的数字数据传输 , jitter尤其重要 。 而在眼图分析上 , 也可以清楚看到jitter与noise 。
眼图解读方式:

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完美眼图:(实务上不存在)

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质量不好的数字传输与有明显jitter的眼图:

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从几个上面几个测量的图 , 可以简单了解数字讯号真的不是只是0与1的问题 , 他其实牵涉到的问题远比我们想象中的还要多 。 设计数字讯源、数字线材真的没有那么容易 。
当我们把器材的变量拉进来后 , 你就可以想象到设计不好的数字讯源与线材他们量测出来的结果 , 很有可能惨不忍睹 。
回到线材
那么 , 设计数字线材不就符合规范 , 能用就好了吗?一个适当的数字线材设计 , 是能尽可能地将低不必要的干扰与jitter 。 我们先假设音响用的数字讯源都几乎完美 , 设计不好的线材在系统中会有什么影响呢?