USB-kabel teoretiskt varför gör det skillnad i ljud

[Guest Jorma]

Vi har en tråd där frågan är ställd om det är någon som praktiskt har testat om det finns skillnader i ljud med olika USB-kablar.

Då det också kan vara intressant att veta varför, så startar jag denna tråd om det är någon som kan förklara varför.

Om ni Googlar fram svaret så var bussiga och länka dit så att vi inte bara får en fri översättning med era egna tolkningar.

Tolkningar eller förkortningar är ok, men en länk till källan är alltid bra att ha för andra som kanske har andra tolkningar.

[JonasR]

Naturligtvis finns mer resurser på nätet än Google. Man kan tex ladda hem manualer från olika tillverkare och se vad skriver i ämnet för att få en uppfattning

M-audio har följande text i avsnittet troubleshooting:

We recommend that you avoid connecting too many devices ... ... Although it is theoretically possible to chain many multiple USB devices in series, doing so has the potential to degrade your

audio performance.

Hos E-MU finns denna rekommendation:

USB hubs can create problems with digital audio and should be avoided whenever possible.

Gemensamt för båda tillverkarna är att de pratar om att ha fler saker anslutna på samma buss. Det innebär att ett externt ljudkort inte kan förlita sig på jämn datahastighet. Att ansluta fler USB tillbehör på samma buss kommer ge mer timingvariation än vad kabeln själv kan tillföra.

Ljudmässiga variationer mellan olika kablar kan dock finnas, men svaren finns mer att söka bland jordslingor och störningar som smiter med.

[ukiro]

Jag gick in i den här diskussionen i går kväll med tron att USB-kablar inte kan göra skillnad. Under dygnet sedan dess har jag gort en helomvändning, och mitt ivriga postande i ämnet är ett försök att testa sjödugligheten hos mina nya kunskaper och att dela med mig av insikterna till andra kabelskeptiker. Jag gör hemläxan och citerar mina fynd hittills:

Min startpunkt var Wikipedia-artikeln om USB. Vi vet alla om riskerna med Wikipedias öppna natur, men jag har även dubbelkollat vissa detaljer om de officiella specifikationerna, USB Audio Device Document 1.0 (130 sidor PDF) och USB Audio Data Formats 1.0 (31 sidor PDF).

Mina slutsatser från detta är att man vid adaptiv, isokron USB-överföring använder en PLL för att dividera USB-strömmens 12 mbit/s till den samplingsfrekvens ljudmaterialet har, och därmed få ut en klocksignal som är låst till dataströmmen. Då USB 1 i full hastighet har en feltolerans i klockan (12 MHz) på 2500 ppm så kan en dålig USB-implementation ge väldigt stort jitter. Det vore intressant med tekniska/teoretiska synpunkter på hur man kommer till rätta med det, och på huruvida en kabel med lågt jitter egentligen gör någon skillnad när felet förmodligen är mycket större redan vid källan.

Ni med lite mer koll på ellära får gärna bistå med information om hur olika former av störningar kan överföras mellan datorchassi och dac när man kör USB, för om det är ett reellt problem så borde kablar inte bara kunna göra skillnad vid adaptiv USB (jitter) utan även vid asynkron överföring (där ingen klockning baseras på dataströmmen). Jorma, du har ju skapat digitalkablar förr, så jag gissar att du ruvar på ganska respektingivande kunskaper =)

[Absolute Audio]

Ställer en fråga i ett desperat försök att slippa läsa igenom 130 sidors usb manualen

Såg vid något tillfälle en trasparent USB kabel och där satt det motstånd mellan några av ledarna vid kontakten. Vad är det för motstånd och till vilket syfte??

[Conny T]

Jag har nyligen haft en musicstreamer dac hemma på prov, till denna fick jag även låna tre olika USB kablar en "noname" en variant från Monster Cable samt en "high end" kabel från Entreq. Nu ska jag villigt erkänna att min tid att testa var en helg, men samtidigt

provades prylarna här hemma på en i sammanhanget relativt enkel Harman Kardon anläggning, men även hos en god vän med bättre prylar (se annan tråd). Vi hade ingen av oss någon märkbar förnimmelse av att Entreq VS Monster gav olika ljud, då jag själv provade började jag med "noname" och fortsatte med monsters kabel och tyckte mig faktiskt anse att noname lät bättre kan inte säga heller att Enreq var bättre....Men nu till min riktiga poäng, jag mailade killarna på High Resolution Technologies som utvecklat Musicstreamer med lite frågor bland annat om uppgraderingar, och ställde då frågan (eftersom dom är lite av pionjärer på DAC direkt avsedda att spela från USB datorer) vad dom rekommenderade i kabelväg och om dom hade tillverkning på USB kablar svaret blev såhär:

The differences between the older (Music Streamer and Music Streamer +) versions and the new products (Music Streamer II and Music Streamer II+) is higher sample rate (up to 96 kHz) and bit depth (up to 24 bit) support as well as asynchronous transfer mode. In the case of the Music Streamer + it also has an improved DAC compared to the Music Streamer

As for USB cables, if the length is short, then there isn't as much difference in performance. Send no more than necessary to achieve your performance goals.

Tänkte att en tillverkares input i ämnet kan belysa hur dom ser på sin egen produkt, poster samma text i andra tråden med...

Conny T

[ukiro]

Mycket intressant Conny! Jag tolkar det som att de menar att asynkron (asynchronous) överföring gör att kablar inte ska spela någon nämnvärd roll, vilket jag var inne på.

Jag snokade runt efter info från andra tillverkare, men varken Ayre, Wavelength eller dCS verkar nämna USB-kablar. Just dCS har dock en massa annan intressant information om sin teknik och varför de valt att konstruera sina USB-implementationer som de gjort. De nämner också, under Accessories, det där med yttre störningar som jag gissar kan vara asynkron USB:s enda akilleshäl vad gäller kablar:

Note that unscreened digital cables may pick up interference that can cause the equipment to momentarily lose lock.

Om de syftar på S/PDIF eller om det också omfattar USB framgår inte.

EDIT: I ultraaudio.com:s recension av Ayre QB-9 USB-DAC beskrivs hur enheten konstruerats för att inte vara mottaglig för RFI (Radio Frequency Interference, elektromagnetiska störningar) via USB-kabeln. Då detta är en asynkron USB-implementation antyder de alltså att just högfrekvensstörningar via kabeln är det återstående problemet när väl jittret tagits om hand. Där nämns också att recenscenten upplevde skillnad mellan olika kablar, vilket han tolkar som skillnad i hur de är skyddade mot RFI.

[Bebop]

En sak jag funderar på är vad det är som överförs. Om det endast är ettor och nollor och dom kommer fram som de skickades ut så borde det ju inte påverkar ljudet. Om det nu ändå gör det, så kan man fundera på vad mer det är som skickas över i kabeln och varför. Är det något i den avsändande burken? Eller i mottagaren? I kopplingen? Något utanför?

Orsaken och källan bör ju ha inflytande på hur kabeln skall tillverkas, t ex skärm och jord. Men är det i utrustningen före eller efter är det väl snarare där bristerna finns, eller?

Om det i viss utrustning låter utmärkt med en kabel men inte i en annan är det då kabeln som är bra/dålig eller är det elektroniken? Och vilka brister i elektroniken kan repareras med en kabel?

[ukiro]

En sak jag funderar på är vad det är som överförs. Om det endast är ettor och nollor och dom kommer fram på sätt som de skickades ut så borde det ju inte påverkar ljudet. Om det nu ändå gör det, så kan man fundera på vad mer det är som skickas över i kabeln och varför. Är det något i den avsändande burken? Eller i mottagaren? I kopplingen? Något utanför?

Orsaken och källan bör ju ha inflytande på hur kabeln skall tillverkas, t ex skärm och jord. Men är det i utrustningen före eller efter är det väl snarare där bristerna finns, eller?

Om det i viss utrustning låter utmärkt med en kabel men inte i en annan är det då kabeln som är bra/dålig eller är det elektroniken? Och vilka brister i elektroniken kan repareras med en kabel?

Där har vi en väldigt bra sammanfattning över frågeställningarna jag ältat den här helgen.

Även om det finns jitter i signalen (om vi nu snackar adaptiv överföring) så är det ju onödigt att låta en dålig kabel orsaka ännu mer. Men sen undrar jag om en 12 MHz dataström verkligen drabbas av jitter på samma sätt som en 44,1 kHz fyrkantsvåg? Det är ju radikal skillnad i frekvens, och där en fyrkantsvåg kan avrundas av en dålig kabel och därmed få bristande precision i impulserna så borde man ju i USB-fallet behöva mäta på något annat sätt (jag gissade tidigare på att man räknar bits, men har inte lyckats lista ut om det stämmer), eftersom det inte är en 101010101-mönstrad signal. Men i båda fallen är det väl med en PLL på något sätt, så denna skillnad kanske blir irrelevant? I den andra tråden länkade jag till artikeln Jitter Suppression and Clocking av Daniel Weiss, där han förklarar lite om hur en listig PLL-implementation i hans Medea-DAC (som iofs inte har USB) nästan totalt kan eliminera jitter. Det borde gå via USB också.

Jag har grubblat (och googlat) på hur man kan lösa problemet med dålig klockning och elektromagnetisk strålning på datorsidan, men börjar luta åt att man faktiskt inte behöver lösa detta. Att isolera en kontakt så att den inte blir ett öppet fönster för störningar är ett problem som säkert ägnats tusentals gånger mer tid utanför hifi-världen. Det behöver dessutom bara göras på dac-sidan, så datorerna kan fortsätta läcka RF så länge den inte kan ta sig in i någon annan del av signalkejdan. Därför känns det som att man genom att anamma lärdomar från andra områden (medicinsk utrustning, mätelektronik, etc), asynkron koppling och en välkonstruerad klocka/oscillator rimligen borde vara snubblande nära att helt ta död på jitterproblemet vid serverbaserad musiklyssning via USB. Jag kan förstås ha underskattat jitterproblemet en smula, för vi har nog en bit kvar innan det sitter motsvarande en Esoteric G-0Rb i alla dacar.

En lite högre prissatt och mycket välskärmad USB-kabel finns det nog ändå en marknad för, eftersom en sådan skulle ge ägaren ro i att en potentiell felkälla är eliminerad. Däremot gissar jag den som vill sälja svindyra kablar gör klokt i att fokusera på andra delar i kedjan.

[Conny T]

Jag har funderat många gånger på just de här varianterna med både CD skivan som medium och det som sedan kom efter, det vill säga CDR skivan och möjligheten till "hembränning" och nu HDD lagring/lyssning. När det gäller själva rippningen av en CD sker denna åtminstone oftast i ganska billiga combo läsare, inbyggda eller uppgraderade i en dator. Det vill säga väldigt långt ifrån High End spelare med prislappar för många tusenlappar.

Kablaget i en dator kan knappast kosta mer än ören per löpmeter, USB utgången är även den pressad av kostnader, vill inte ens spekulera i vad kostnaderna för en USB utgång ligger på i en helt vanlig dator/laptop där inget dedikerat för audiofil lyssning, ändå finns det massor av CDR skivor i mångas samlingar och när jag frågat får jag svaret att dessa är en exakt digital kopia av originalet. Många av dessa skivor spelas upp i väldigt dyra cd spelare och här finns ingen kritik mot det brända mediet eller tillverkningen sker i en enkel hemdator. Dessutom är skiktet som "bränts" till ettor och nollor en typ av bläckpapper, närmast liknande karbonpapper i CDR skivan. (Detta har jag fått som svar av Verbatim då jag frågade om stabiliteten i en bränd skiva, tror jag minns rätt, att CDRW

skivorna hade någon typ av geleskikt därav att dessa gick att bränna över.)

Vad en dator är bra på, även en gammal sunkburk från windows 95 eran är att hantera ettor och nollor, själv tror jag på fullaste allvar att datorn gör just detta sedan via USB skickas paketet över till dac'en som där hanterar informationen och där sker den viktigaste hanteringen för det vi sedan ska lyssna på.

Så, min poäng är: En normal dator för hemma bruk är en produkt som inte är dedikerad till musik, men utrustad med en för just dator anpassad DAC (musicstreamer är en sådan som tar "över" eller "styr" datorns hantering av informationen) så kan knappast en kort

(15 - 20 cm) USB kabel ha någon större inverkan.

Däremot bör valet av kabel mellan DAC och stärkare vara av större vikt då denna signal är analog. Ettor är ettor och nollor är nollor, i andra dator situationer går dessa att komprimera, till små zipfiler skickas runt över Internet och återigen bli vad dom ska vara

i upppackat format, helt utan förvrängning och utan att betraktaren kan ana att exempelvis en textfil eller bild varit komprimerad.

Sett ur alladessa perspektiv har åtminstone jag svårt att tro att en kort kabel som överför ettor och nollor skulle ha en markant skillnad på ljudet....finns det differanser tror jag att vi får söka dessa i andra delar av kedjan. Sen kan det ju vara en annan femma om man kommer upp i längder på trefyra meter.......men fortfarande ettor och nollor som exempelvis telecom bolagen fraktar jorden runt, minns jag rätt gjorde Sinatra sitt duett album i en studio i Los Angeles och de som sjöng med honom stod runt om i världen och deras röster fördes över via telefon ledningar........(rätta mig om jag har fel, det var ju ett tag sedan den plattan gjordes)

Hoppas jag nu inte blir sågad vid knäna, men detta är min ödmjuka inställning. Jag har faktiskt helt andra frågeställningar/tveksamheter till att just föra över mina skivor till datorformatet även om jag är på G, och lite tveksamheter till den hemkörda CDR skivan. Till sist, jag rippar i wav. och tror inte på komprimerade ljudformat, trots mitt utlägg om zipfiler....

Conny T

[Martin]

USB-kabel teoretiskt varför gör det skillnad i ljud

Det gör ingen skillnad, hur kan man kunna föra över hundratals gigabyte med data utan förlust. Musik på hårddisk består av ett och nollor precis som allt annat som ligger där.

[Ekman]

Det gör ingen skillnad, hur kan man kunna föra över hundratals gigabyte med data utan förlust. Musik på hårddisk består av ett och nollor precis som allt annat som ligger där.

Haha du har verkligen struntat i allt som skrivits tidigare i tråden innan du kom med detta inlägg va?

[Martin]

Haha du har verkligen struntat i allt som skrivits tidigare i tråden innan du kom med detta inlägg va?

Ja, har massor med hårddiskar som jag dagligen både ser på film och lyssnar på musik ifrån.

Skulle inte dataöverföringen fungera skulle jag varken se eller höra något.

Om man är riktigt osäker på sig själv kan man alltid lyssna på någon fil nerkodat till dts eller annat flerkanalsformat.

Är inte dataströmmen korrekt när den kommer fram till D/A-omvandlaren kommer du höra brus.

Det enda jag kan skriva under på är att om man har väldigt mycket usb-prylar på samma port kan dom tappa kontakten efter långvarig drift.

[Absolute Audio]

Jag har grubblat (och googlat) på hur man kan lösa problemet med dålig klockning och elektromagnetisk strålning på datorsidan, men börjar luta åt att man faktiskt inte behöver lösa detta. Att isolera en kontakt så att den inte blir ett öppet fönster för störningar är ett problem som säkert ägnats tusentals gånger mer tid utanför hifi-världen. Det behöver dessutom bara göras på dac-sidan, så datorerna kan fortsätta läcka RF så länge den inte kan ta sig in i någon annan del av signalkejdan.

En lite högre prissatt och mycket välskärmad USB-kabel finns det nog ändå en marknad för, eftersom en sådan skulle ge ägaren ro i att en potentiell felkälla är eliminerad. Däremot gissar jag den som vill sälja svindyra kablar gör klokt i att fokusera på andra delar i kedjan.

För ett par år sedan i data-fi begynnelsen var mantrat att alltid köra optisk-spdif överföring så du har dator och stereo galvaniskt åtskillda. På den tiden var det ju ofta stationära tröskverk med stora switchade nätdelar som skulle integreras och då var det säkert mycket störningar som du inte ville ha in i försteget. Hur det är idag då de flesta spelar på små bärbara datorer vet jag inte, men optiskt är iaf inte längre ett officiellt "måste".

Dom gångerna jag slacktat usb-kablar har dom varit enormt bra skärmade med folie, drain och nån gång även fläta. Däremot är det alltid ett par stackars förtennade kardeler som ska skicka signalen. Om något kan göra skillnad så vore det väl att få lite mer headroom i kvadraten på ledarna. Jag lödde ihop en men jag missade 15kohm & 1.5kohm motstånden så jag fick ingen låsning. Kanske dax igen....

[ukiro]

Skulle inte dataöverföringen fungera skulle jag varken se eller höra något.

Visst är det så, men du har nog missat det här med jitter och hur strömmande digitalljud fungerar. Jag trodde som du till i fredags, men har försökt sammanfatta mina nya lärdomar här, bland annat: http://www.euphonia-audioforum.se/forums/i...mp;#entry116295

[Bebop]

Haha du har verkligen struntat i allt som skrivits tidigare i tråden innan du kom med detta inlägg va?

Jag har läst allt och det finns lika mycket stöd för Martins inlägg som för andras ... Jag tycker det ligger en del i vad Martin säger. Jag tror att skillnaderna handlar om svag elktronik eller möjligen problem med kontakter. I TAS USB-artikel kommen man bl a fram till att S/PDIF nästan alltid låter bra. Bl a använder man Audio Research och Brystons nyaste DAC:ar. Men när dom använder USB så hänger inte Bryston med medan ASR fortfarande är rätt OK. Skillnaden är alltså inte kabeln.

De provar också ett antal kablar, bl a Kimber och Synergistics mot billigare men det är typ "Elgiganten-kabel" som drar vassaste strået. Samtidigt kommer dom fram till att det är skillnade mellan kablar, men testet har blivit hårt kritiserat. Läs även kommentarerna som kommer både från Bechmark, Weiss med flera.

Det är mycket tyckande men många tycks också ha teoretiska modeller för just sitt ställningstagande.

[Martin]

Visst är det så, men du har nog missat det här med jitter och hur strömmande digitalljud fungerar. Jag trodde som du till i fredags, men har försökt sammanfatta mina nya lärdomar här, bland annat: http://www.euphonia-audioforum.se/forums/i...mp;#entry116295

Jag köper tyvärr ingenting av det där. Varför skulle det helt plötsligt dyka upp massa parametrar som aldrig varit ett problem tidigare?! Så fort det blir en ljudström så skiter sig allt och det blir jitter och störningar hit och dit.

Lagrat ljud är samma ettor och nollor som andra saker, så enkelt är det.

Sen kan man säkert köpa ett uselt ljudkort/dac med för liten buffer etc, men det är en annan sak.

[ulfsan]

Jag köper tyvärr ingenting av det där. Varför skulle det helt plötsligt dyka upp massa parametrar som aldrig varit ett problem tidigare?! Så fort det blir en ljudström så skiter sig allt och det blir jitter och störningar hit och dit.

Lagrat ljud är samma ettor och nollor som andra saker, så enkelt är det.

Sen kan man säkert köpa ett uselt ljudkort/dac med för liten buffer etc, men det är en annan sak.

Kan man inte tänka sig att det är bra att hjälpa det usla ljudkortet/dac:en genom att ge den en så lätthanterlig dataström som möjligt. Detta skulle kanske en bra kabel klara bättre än en dålig.... Om man jämför med den trådlösa överföringen i Squeezebox-lösningen - då väljer man ju att skicka dataströmmen i format WAV i stället för FLAC (som man lagrar i) för att det låter bättre i slutändan, trots att båda formaten är lossless och bara består av 1:or och 0:or. Det är lättare för Squeezebox att jobba med en dataström som inte behöver packas upp/justeras, troligen... (eller rättare sagt - så har jag uppfattat det).

Känns som att man är ute på lite hal is, men jag tror det kan ge en del att vi som funderar på dessa frågor, ventilerar dem. Rätta gärna till det som blir fel i resonemanget...

/ Ulf

Edit: Jag tror att den trådlösa överföringen (eller överföring via nätverkskabel) är överlägsen alla tänkbara lösningar med USB. USB-protokollet är ju så att säga konstruerat för datorn och inte DAC:en och har en massa prioriteringar att göra inne i datorn hela tiden. Dessa prioriteringar leder till avbrott, låsningar och konstigheter, som ju bl a calle_jr upplevt i sitt praktiska provande... Så den bästa USB-kabel är kanske den som inte finns. Men trådlös överföring måste ju vara svårt att bli lycklig över om man är kabeltillverkare...

[ukiro]

Jag köper tyvärr ingenting av det där. Varför skulle det helt plötsligt dyka upp massa parametrar som aldrig varit ett problem tidigare?! Så fort det blir en ljudström så skiter sig allt och det blir jitter och störningar hit och dit.

Lagrat ljud är samma ettor och nollor som andra saker, så enkelt är det.

Sen kan man säkert köpa ett uselt ljudkort/dac med för liten buffer etc, men det är en annan sak.

Bebop har rätt i att vi nu sitter och teoretiserar fram problem som kanske aldrig visar sig i verkligheten. Men med det sagt så är det fortfarande så att kopiering av en fil inte kan likställas med en ljudström av flera anledningar: Dels så används ett annat USB-protokoll än för filkopiering som har andra förutsättningar och problemställningar, och dels så har vi i ljudscenariot en analog komponent i D/A-omvandlingen. Den sker inte i kabeln förstås, men problem som uppstår där kommer att visa sig i D/A-omvandlingen.

Men ja, lagrat ljud är ettor och nollor som allt annat. Ingen påstår något annat heller! Problemet är inte ettorna och nollorna, då de verifieras med CRC för varje datapaket. Amplituden för varje samplingspunkt kommer fram helt intakt. Problemet, eller i alla fall det teoretiska potentiella problemet, är att strömmande USB-ljud precis som vid S/PDIF behöver klockas så exakt som möjligt för att inte senare ge fel vid A/D-konverteringen. En undermålig digitalkabel kan bevisligen orsaka ökat jitter om den transporterar en klocksignal tillsammans med data, och vid adaptiv, isokron USB-överföring av ljud så används protokollets 12 MHz som bas för klockningen. Alltså kan en dålig kabel, i teorin, påverka det slutgiltiga analoga ljudet negativt genom att introducera jitter. Huruvida detta är hörbart beror på mängden jitter, örat, rummet, alla andra komponenter i anläggningen, musikmaterialet och säkert några faktorer till. Men nu ärämnet "USB-kabel teoretiskt varför gör det skillnad i ljud".

[minesota]

Blev ganska förvånad av artikeln från TAS. Den speglar ljudmässigt inte alls mina erfarenheter och dessutom verkar det vara en hel del skumma komponenter inblandade i testet. Datorer ,operativsystem och program är en vetenskap bara det och att utmåla USB som problemet i det avseendet som görs i artikeln tycker jag är uppenbart klantigt och förvånande för att vara en så erfaren skribent. Inte godkänt för min del !

Min uppfattning är efter en hel del test att kvalitè alltid lönar sig. Bra ledare och kontakter är att föredra på alla kablar och även då USB. Men Bra räcker. Jag har haft samma upplevelser av TP kabel då jag helt enkelt fått en stabilare överföring med en kabel med högre kvalite.

Märker man ingen skildnad är det heller ingen !

/P

[eliot]

Blev ganska förvånad av artikeln från TAS. Den speglar ljudmässigt inte alls mina erfarenheter och dessutom verkar det vara en hel del skumma komponenter inblandade i testet. Datorer ,operativsystem och program är en vetenskap bara det och att utmåla USB som problemet i det avseendet som görs i artikeln tycker jag är uppenbart klantigt och förvånande för att vara en så erfaren skribent. Inte godkänt för min del !

/P

Håller helt med - mycket dåligt underbyggd artikel

[Bebop]

och dessutom verkar det vara en hel del skumma komponenter inblandade i testet. Datorer ,operativsystem och program är en vetenskap bara det och att utmåla USB som problemet i det avseendet som görs i artikeln tycker jag är uppenbart klantigt och förvånande för att vara en så erfaren skribent. Inte godkänt för min del !

Är inte detta lite av pudlens kärna ...? Vad är det som påverkar och inte? I slutändan är man ju ändå tvungen att knyta ihop ett antal komponenter för att kunna lyssna. Låt oss anta att dessa är "rätt" och där både avsändande och mottagande enheter matchar varandra både avseende klockor, överföringsformat, jittermumsare, I2S eller vad det nu kan vara för något ... hur mycket betyder då USB-kabeln.

Att bara hitta en "perfekt" kabel utan att ta hänsyn till helheten är svårt. Så vilka komponenter i sammanhanget är mer skumma än andra? Allt måste ju funka. Om jag skär mig i tummen, beror det på att kniven var vass eller felaktigt handhavande ...? Båda faktorerna påverkar.

[minesota]

Jo precis, men det är inte vad artikelförfattaren kommer fram till vilket är märkligt.

/p

Är inte detta lite av pudlens kärna ...? Vad är det som påverkar och inte? I slutändan är man ju ändå tvungen att knyta ihop ett antal komponenter för att kunna lyssna. Låt oss anta att dessa är "rätt" och där både avsändande och mottagande enheter matchar varandra både avseende klockor, överföringsformat, jittermumsare, I2S eller vad det nu kan vara för något ... hur mycket betyder då USB-kabeln.

Att bara hitta en "perfekt" kabel utan att ta hänsyn till helheten är svårt. Så vilka komponenter i sammanhanget är mer skumma än andra? Allt måste ju funka. Om jag skär mig i tummen, beror det på att kniven var vass eller felaktigt handhavande ...? Båda faktorerna påverkar.

[calle_jr]

Varför skulle det helt plötsligt dyka upp massa parametrar som aldrig varit ett problem tidigare?!

Vad jag förstår finns det korrigeringskretsar i en dac (både audio och video) för att lappa till fel i strömmen av 1:or och 0:or.

Borde man inte ta bort dessa kretsar om det nu inte uppstår fel?

[eliot]

Conan skrev ett bra inlägg som jag tycker passar bättre i den teoretiska tråden så jag flyttar det hit:

Jag vet inte om jag begriper det här riktigt, men som jag förstått det så kan jag urskilja tre metoder för USB-överföring.

I den första metoden så streamas datan rätt upp och ned till DA-omvandlaren som försöker dämpa jittret med olika typer av filter.

I den andra metoden försöker man minska datorns jitter genom att DA-omvandlaren skickar en klocksignal till datorn som får styra dataflödet.

I båda dessa fall bör en kabel kunna påverka resultatet, tycker man.

I den tredje metoden så flyttas data från datorn till en buffer i DA-omvandlaren. Detta bör vara helt jitterimmunt. Jag vet inte om det finns någon USB-DA-omvandlare som gör detta, men nätverksspelare typ Squeezebox använder denna metod.

Hej Ola

Dina funderingar stämmer bra. Jag jobbar med system för överföring av video i bilar - men det är oftast inte någon enskild metod som används, utan en kombination av alla metoder. Nu är kostnadspressen stor, utvecklingstiden begränsad och kraven höga, så det gäller att hitta en tillräckligt bra metod för att lösa "jitterproblemet".

För att återknyta lite till debatten - om jag nu valt rätt tråd - men ni som läser om jitter läser väl båda trådarna kan jag tänka mig?

2500ppm etc

Det anges ett flertal värden på noggrannheten hos timers i USB och det är viktigt för att enheter på vägen, såsom USB-hubbar, DAC:ar, tangentbord mm ska kunna designas att faslåsa på dataströmmen, dvs att överhuvudtaget kunna tolka datat som kommer. Om de inte faslåser så kommer signalen inte fram och kan tolkas rätt - man får grova fel som att enheten är helt tyst eller inte kan hittas av operativsystemet osv.

I standarden finns andra begränsande faktorer än "2500ppm", t ex variation inom en data frame, så att det faktiska jitttret inte får bli för stort i praktiken. Återigen får man grova fel om detta inte uppfylls.

I vettiga implementatiner av USB har man en klocka som kanske ligger på 100ppm - men det betyder inte att den varierar mellan +100ppm och -100ppm hela tiden utan den ligger oftast konstant på en viss avvikelse givet en temperatur och spänningsförsörjning. Det betyder att klockan i datorn kan vara mycket stabil över en "kortare tid", låt säga 1 sekund. Bidraget till ljudmässiga försämringar är därmed liten - men inte nödvändigtvis försumbar.

100ohm eller inte

En höghastighetsöverföring kräver i regel en terminering ifall signalens kortaste våglängd är mindre än 10 gånger kabelns längd. För USB 12Mbit/s pratar vi sådär en 15m beroende på utbredningshastigheten i kabeln. Man kan säga att vi behöver terminering om kabeln är längre än 1,5m. För USB 480Mbit/s blir det 4m och terminering behövs vid så korta kablar som 40cm eller längre.

Termineringen ser till att signalen fullständigt absorberas på mottagarsidan och inte reflekteras tillbaka. Risk för feltolkning av bitar osv finns med tystnad som följd.

Terminering med avseende på signalanpassning är av mindre betydelse för ljudet. Däremot kan termineringen förbättra EMC-egenskaperna vilket kan vara av godo för ljudet.

Fasmodulering

Här börjar vi närma oss kärnan ... men för att undvika för tekniska resonemang kan man förenklat säga att den digitala dataströmmen blir störd av en annan signal (jitterdataströmmen). Resultatet av modulationen blir en ny signal där man får en blandning av frekvenser från den riktiga musiksignalen och jittret. Problemet är att det är få som karaktäriserar jittret så att vi konsumenter kan köpa en dator med lågjitter-USB.

Vi ska komma ihåg att det här är hårdvara i en dator vilket operativsystemet inte rår på att förändra. Det är i regel mycket svårt att via mjukvara ändra "karaktären" på hårdvarans klockor.

Vem äger problemet

Rent principiellt ligger inte problemet i datorn och inte i kabeln. Det är istället DAC:ens uppgift att återskapa den analoga signalen utifrån det mottagna digitala datat. All information finns i DAC:en för att göra detta. Jag menar att det är i omvandligen från digitala data till analoga signaler som man ska se till att det blir rätt.

Lösning A

En bra lösning för musiklyssning är att ha en PLL som räknar mottagna musikdatabitar och omsätter beräkningen i en justering av DAC:ens klocka. Justeringen är också ett jitter men läggs lågfrekvent på t ex 0.1Hz eller lägre. Man har också en tillräckligt stor buffert i DAC:en som ser till att inga musikdatabitar går förlorade.

Lösning B

Har man nu en DAC som inte har en bra PLL eller buffert - då är man tyvärr utelämnad till att köpa ett bra USB-kort enbart för musiklyssning där klockgenereringen är stabil utan ett större jitter PLUS att man behöver en kabel som inte fasvrider för mycket.

Tyvärr gissar jag att de flesta satsar på lösning B eller en medioker lösning A vid DAC-konstruktionen vilket gör att vi som lyssnar på musiken behöver ett bra USB-kort och en bra kabel.

EMC

Sedan kommer slamkryparen in ... EMC. Även om man har tagit till storsläggan med USB-kort, bra kabel, DAC med buffert och lågjitter PLL - så kan EMC-problem ställa till det, dvs att det ligger överlagrat brus, klockrester från datorns interna CPU-klocka/minnesaccesser osv. Vad gör man åt det? Återigen, det är DAC:ens uppgift att filtrera bort det skräpet på ingången. Det kan vara så att man i kabeln gör det jobbet genom att lägga in ett bandpassfilter så att bara USB-datat kommer igenom - men man gör det jobbet mer effektivt i DAC:en.

Vem vann - kabelnissarna, datanördarna eller audiofilerna?

Ingen vinner ... men med lite insikt i problematiken kan man satsa krutet där det gör mest nytta. Själv skulle jag inte köpa en DAC utan att veta att man löst de här problemen med EMC, klockgenerering samt en buffert.

Har man en DAC redan så kan man möjligen få reda på hur den fungerar genom att kontakta tillverkaren. En seriös tillverkare ger goda råd för hur man på bästa sätt kan nyttja sin investering - men man är ganska utlämnad till kabeldiskussionernas värld ifall DAC:en inte är välkonstruerad och leverantören inte kan redogöra för lösningar på problemen man har.

Jag har full respekt för Samuel Norens fråga - men tyvärr kan frågan bara besvaras genom att analysera de ingående komponenterna i kedjan - dator, usb-kort, kabel, dac och komplettera med lyssningar på olika kablar i exakt den aktuella anläggningen.

[Björn-Ola]

Jag köper tyvärr ingenting av det där. Varför skulle det helt plötsligt dyka upp massa parametrar som aldrig varit ett problem tidigare?! Så fort det blir en ljudström så skiter sig allt och det blir jitter och störningar hit och dit.

Lagrat ljud är samma ettor och nollor som andra saker, så enkelt är det.

Sen kan man säkert köpa ett uselt ljudkort/dac med för liten buffer etc, men det är en annan sak.

Det har varit problem tidigare.

För 10 år sedan köpte jag en lös DAC, och till den kopplade jag en minidisc, en cd-växlare och en dedikerad cd-transport.

CD-växlaren lät rent ut sagt uselt, och jag var förvånad över att det kunde skilja så mycket eftersom et ändå är samma etor och nollor.

Precis som du resonerar, Martin.

Men då dök det upp en produkt på marknaden som jag bestämde mig för att testa, en jittermumsare.

Jag kopplade in den mellan cd-växlaren och DA-omvandlaren och tappade hakan.

Den gjorde underverk. Innan hade ljudet låtit grumligt och grått, nu var det kristallklart och upplöst.

Det visade på ett mycket övertygande sätt hur jitter kan förstöra ljudet.

Jag använder littermumsaren fortfarande.

[ukiro]

Jag håller med Conan om att det känns onödigt att klocka dac:en från insignalen, och gissningvis kommer asynkron USB ta över helt. Wavelength var först och sålde sin implementation (kallad Streamlength) till Ayre. dCS verkar ha tagit fram sin egen lösning och snacket från CES i år tyder på att MBL också byggt en egen variant, som de tydligen menar ska vara ännu bättre än "bara" asynkron USB.

Min egna checklista för en USB-dac ser ut såhär:

• asynkron
  
• upp till 24 bitar / 192 kHz (redan här tror jag det skiter sig, finns mig veterligen ingen produkt i dag som kombinerar denna och ovanstående punkt).
  
• stöd för extern klocka via BNC.
  
• olika filterinställningar för olika samplingsfrekvenser.
  
• olika filtertyper; Meridians "apodiserande" (apodizing) filter som inte bara hämmar för-eko i D/A utan även kan retroaktivt få bukt med för-eko från A/D vid inspelningen är nog så nära svart magi man kommer utan att lämna vetenskapen. Esoteric har nu ett liknande i sina senaste maskiner.
  
• valbar uppsampling, då jag fattat det som att filter ofta får ett lättare jobb vid 88,2 kHz än 44,1.
  
• volymkontroll, helst digital i 32 bit så man får riktigt många db utan degradering.
  

Ingen existerande produkt får full pott än, men Weiss nya DAC202 har allt förutom USB, vilket kanske inte ens är ett minus (den kör med Firewire). Om Esoteric bara kan göra en asynkron variant (såvida de inte redan funkar så? De säger inget själva) så ligger de bra till.

…Men sen ska den förstås låta bra också =)

[Björn-Ola]

Music Streamer använder sig tydligen av asynkron överföring.

Så här skriver de:

”Både MSII, MSII+ & MSPro har asynchronous överföring mellan dator och MS.

Det har kommit fram att det är många som tror att det blir mindre jitter när man kopplar D/A till

sin S/PDIF utgång på datorn men det är helt fel. Det är hundra till tusen gånger mer jitter på S/PDIF

utgången på datorn utan undantag.

Men det gäller bara men en USB dac som har asynchronous överföring d.v.s. bara de nya modellerna av MS.”

“The level of jitter on a S/PDIF interface is hundreds to thousands of times higher than an asynchronous USB interface.

The Music Streamer II as well as the Music Streamer II+ use a TI TAS1020B running our own firmware for their USB PHY/Transceiver section.

Calling it a receiver isn't technically correct as there is data coming from the host to our device as well as data from our device to the host.

In USB protocol these are IN and OUT Endpoints and the bi-directional transactions make this section of our product a transceiver (transmitter / receiver hybrid).

In the case of both products, they utilize an asynchronous transfer protocol in order to eliminate any interface jitter as our technique produces the master clock

locally within our device and the host (computer) is slaved to our clock. This is a vastly superior interface compared to any bi-phase clock recovery system such

as S/PDIF or any of the other USB protocols.”

[Matrixen]

Ett exempel från "verkligheten" angående USB mediets störkänslighet;

Jag skulle ladda ny mjukvara i mitt målsystem, en rugged embeddeddator för fordonsbruk, via USB från min arbetsstation på jobbet.

Jag har gjort detta ett flertal fillfällen och oftast funkar det, men häromveckan var det plötsligt omöjligt. Jag hade kontakt med systemet via en kommandoprompt, men det var omöjligt att få igång "strömningen" av programvaran.

Som av en händelse hade jag samma dag plockat med mig nyladdade batterier till mina hörlurars "Noice cancellnig" krets, en liten dsp som inverterar bakgrundsljud och skickar ut det i hörlurarna för att ge illusion av tystare omgivning. Själva kretsen är uppghängd under mitt bord, ganska nära USB-kabelns kontakt.

Det enda jag kunde identifiera som avvikande från den senaste gången jag laddade kod var just att "noice cancellation" kretsen var påslagen.

Jag stängde av den och helt plötsligt funkade det att ladda kod. I fordonen används kraftigt skärmade USBkablar av god kvalitet. Det är nödvändigt! I min labb-koppling, har jag förlängt med vanlig standardsladd.

USB är alltså ett extremt känsligt medie och det krävs att protokoll och sändare och mottagare har någon typ av hantering för detta. Refererar till Conans trevliga genomgång för detaljer. De som inte är ingenörer hänger ofta upp sig på att det är ettor o nollor som skickas som av någon typ av magi. Givetvis moduleras dessa ettor och nollor av en anaolgspänning och när vi kommer upp i MHz så snackar vi radiosändare....

[plundin™]

USB är alltså ett extremt känsligt medie och det krävs att protokoll och sändare och mottagare har någon typ av hantering för detta. Refererar till Conans trevliga genomgång för detaljer. De som inte är ingenörer hänger ofta upp sig på att det är ettor o nollor som skickas som av någon typ av magi. Givetvis moduleras dessa ettor och nollor av en anaolgspänning och när vi kommer upp i MHz så snackar vi radiosändare....

Det stämmer väl överens med mina erfarenheter (fast jag la mobilen uppe på datorn där usb-kontakterna sitter); det är inget fel på protokollet, utan dom standardkomponenter som används är på tok för dåligt konstruerade. Det är egentligen lika dant som med optiska kablar, fibern är på det hela taget betydelselös, medan terminering och chassikontakter är helt avgörande för kvaliteten för överföringen av data!

Så så länge datorer kommer levererade med usla standard usb-kontakter så kommer man alltid kunna ställa upp tveksamheter till ljud över USB. Vi behöver alltså lobba för en låsbar highend USB-kontaktstandard!

/ptr

Edited May 10, 2010 by plundin

[Matrixen]

Det stämmer väl överens med mina erfarenheter (fast jag la mobilen uppe på datorn där usb-kontakterna sitter); det är inget fel på protokollet, utan dom standardkomponenter som används är på tok för dåligt konstruerade. Det är egentligen lika dant som med optiska kablar, fibern är på det hela taget betydelselös, medan terminering och chassikontakter är helt avgörande för kvaliteten för överföringen av data!

Så så länge datorer kommer levererade med usla standard usb-kontakter så kommer man alltid kunna ställa upp tveksamheter till ljud över USB. Vi behöver alltså lobba för en låsbar highend USB-kontaktstandard!

/ptr

Nämnde inte det, men visst sitter det helt andra typer av kontakter på de kablar som används i fordonsmiljön. Jag hävdar dock att protokollet kan anpassas för att bättre hantera det bristfälliga mediet!