音頻和水晶之間的關(guān)系 - 聲音質(zhì)量和時(shí)鐘相位噪聲 -

聲音本質(zhì)上是一種模擬信號(hào).處理模擬信號(hào)時(shí),存在”衰減,噪聲和劣化”的缺點(diǎn).數(shù)字化解決了這個(gè)缺點(diǎn).原始模擬信號(hào)由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)數(shù)字化,并通過CD或網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)字聲源分發(fā).該數(shù)字聲源由用戶的數(shù)字音頻設(shè)備的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)處理,最后輸出到模擬.

為了數(shù)字化模擬信號(hào),以特定頻率執(zhí)行采樣(*1).為了盡可能忠實(shí)地再現(xiàn)原始聲音,有必要增加采樣頻率(*2)和比特率(*3).與CD聲源相比,當(dāng)前的高分辨率聲源改善了采樣頻率和比特率,使得可以將聲音數(shù)字化為更接近原始聲音的聲音.

[數(shù)字聲源采樣頻率和比特率]

為了精確地再現(xiàn)高分辨率聲源,必須抑制數(shù)字音頻設(shè)備中的聲源的劣化,將其準(zhǔn)確地從數(shù)字轉(zhuǎn)換為模擬(DAC),并將其輸出.該DAC的轉(zhuǎn)換精度取決于音頻設(shè)備石英晶振晶體頻率的噪聲特性(除所需頻率之外的額外頻率分量).

如果電路完全沒有噪聲,則頻譜將是一條線(右邊的(1)),但實(shí)際上它由噪聲調(diào)制,如右圖所示(2),并且頻譜附近有一個(gè)額外的頻率分量.它將具有這些特征.該額外頻率分量稱為”相位噪聲”.

此時(shí)鐘晶振頻率的相位噪聲會(huì)影響DAC的轉(zhuǎn)換精度,從而導(dǎo)致不規(guī)則的時(shí)間間隔.
這被稱為”抖動(dòng)”.(見下圖)

在數(shù)字音頻中,時(shí)鐘頻率的相位噪聲會(huì)影響DAC的抖動(dòng)功能,并導(dǎo)致聲源的惡化,從而妨礙忠實(shí)的聲音再現(xiàn).因此,需要具有優(yōu)異相位噪聲特性(低抖動(dòng))的主時(shí)鐘晶體振蕩器以改善聲音再現(xiàn)性.

相位噪聲由遠(yuǎn)離石英晶體振蕩器的原始頻率測(cè)量的頻率分量的電平表示.與參考頻率的距離稱為偏移頻率,主要在1Hz至1MHz的范圍內(nèi)測(cè)量.

此外,頻率穩(wěn)定性通常被認(rèn)為對(duì)晶體振蕩器很重要,但頻率穩(wěn)定性意味著一種不會(huì)長時(shí)間波動(dòng)的措施.音頻設(shè)備在短期內(nèi)需要的波動(dòng)小于長期的穩(wěn)定性.因此,頻率穩(wěn)定度約為±30ppm至±100ppm的SPXO晶振(*4)通常用作主時(shí)鐘.對(duì)于高端數(shù)字音頻,OCXO晶振(*5)可用于更高質(zhì)量的聲音.

我們生產(chǎn)大量生產(chǎn)的具有低相位噪聲的晶體振蕩器,用于忠實(shí)再現(xiàn)原始聲音所需的主時(shí)鐘.與小型表面貼裝兼容的低相位噪聲SPXO[NZ2520SD晶振]被許多音頻風(fēng)扇(包括音頻制造商)使用.
此外,在2015年聲音晶振世界上最好的OCXO[DuCULoN與(我們的研究2015年6月)的超低相位噪聲特性®(*6)(Deyukaron®開發(fā)了).

以下是相位噪聲特性的一些示例.

<術(shù)語解釋>