Co je to jitter?
Je docela možné, že jste se s tímto termínem již setkali. Nebudu popisovat moc co to je, ale popíši hlavně jeho účinky...
Jitter je zjednodušeně fázový šum převedený do časové domény.
Způsobuje to, že vzestupné a sestupné hrany digitálního obdélníkového signálu se náhodně pohybují na časové ose.
Takto vypadá znázorněný graficky. Černý signál je ideální, modrá je pak zatížený jitterem.
Naprosto jednoduše se to dá taktéž vysvětlit tak, že si tam jedničky a nuly skáčou kdy chtějí (do určité míry, to udává velikost jitteru) a není to předvídatelné.
Proč vadí?
Jitter nevadí, pokud se data zpracovávají digitálně - například pokud vytáhnete z CD přehrávače do zvukovky opticky S/PDIF, tak nahrajete přesně to, co je na CD, na jitteru tu nezáleží.
Avšak, pokud už data jdou do nějakého DAC nebo receiveru, tak zde nastává problém.
S/PDIF signál totiž kromě dat přenáší taktéž hodiny/clock, kterými jsou synchronizovány veškeré procesy v DAC. A pokud si tyto hodiny skáčou jak chtějí, tak také dochází k převodu digitálního signálu na analogový pokaždé v jiné době a to krom nelinearity způsobuje horší odstup signál/šum, zkreslení a velice nepříjemné /pisklavé, uječené/ výšky.
Přehled digitálních rozhraní
Většina z vás určitě zná S/PDIF, ať už v koaxiální formě, nebo optické (TOSLINK). Nicméně je také dobré vědět, že existují dva USB protokoly, které dovolují přenášet zvuková data, že je lze tahat taktéž přes FireWire a že všechna tato rozhraní můžou pracovat ve dvou VELICE odlišných módech, takže není SPDIF jako SPDIF a USB jako USB.
Synchronní přenosy:
Všechny synchronní přenosy se vyznačují tím, že hodiny ve vysílacím zařízení (například PC), řídí i veškeré procesy v přijímací zařízení jako je DAC, tj. tyto dvě zařízení pracují naprosto synchronně.
Koaxiální S/PDIF - jitter do 150 ps, dobré přijímací obvody dosahují i 50 ps, nejlepší synchronní přenos, jaký se pro komerční sféru dělá (existuje ještě AES/EBU, který je však to samé, jen jej lze přenášet na mnohem větší vzdálenosti a používá se převážně u profitechniky).
Optický S/PDIF (TOSLINK) - Je naprosto stejný jako koaxiální, ale používá k přenosu levného plastového rádoby optického kabelu a velice nekvalitních přijímačů a vysílačů. To má za následek, že jeho jitter s pohybuje od 1000 do 15000 ps! To je ohromné číslo, zvážíme-li, že jedna perioda při 192kHz vzorkovací frekvenci trvá 44,3 ns.
Isynchronní USB - jedná se vždy třídu UAC1, kterou poznáte nejjednodušeji tak, že funguje na Windows bez ovladačů (on totiž UAC2, na rozdíl od snad naprosto všech ostatních operačních systémů, nepodporuje, jak taky jinak) a nepodporuje vzorkovací frekvence vyšší než 96 kHz a 24 bitů. Typickým příkladem je jakékoli USB Fiio (E10 například), nebo jiný kapesní USB DAC.
Jitter tohoto USB přenosu se pohybuje okolo 3000-3500 ps
Asynchronní přenosy:
Všechny asynchronní přenosy, ať už USB, FireWire nebo S/PDIF jsou na prakticky stejné úrovni a je to to nejlepší, co si můžete pořídit pro přenos digitálního zvuku. Jejich jitter totiž záleží jen na jediné věci - vnitřních oscilátorech, které slouží jako zdroj hodin a jejich jitter se snad nikdy nepřehoupne přes 10 ps (v mém případě u mých zvukových karet a DAC co stavím je to cca 0,1ps). Jelikož má tedy DAC vlastní přesný zdroj hodin, tak na ně potřebuje synchronizovat data a to se dělá u každého přenosu jinak:
S/PDIF (optika i koax) - vede se další vodič zpátky do zvukovky, který obsahuje hodiny vnitřních oscilátorů připojeného DAC a zvuková karta na něj jednoduše synchronizuje všechna data...problém solved. To umí například ESI Juli@.
USB: Využívá se třídy UAC1 nebo UAC2 (ta podporuje až 384 kHz 32 bitů a desítky obousměrných kanálů zároveň a je podporována všemi operačnímy systémy, na windows potřebuje ovladače třetí strany). Synchronizace probíhá tak, že procesor který obstarává USB komunikaci má vnitřní buffer, který se plní příchozími daty a pokud data dochází, nebo je jich moc, tak pošle přes HID feedback endpoint zpátky PC, že má přidat/ubrat...nic co by uživatele mělo zajímat.
FireWire: to samé co USB
Záleží při S/PDIF na kvalitně zvukové karty?
Značně! Integrovaná zvuková karta má hromadu jitteru ještě před tím, než se vůbec začnou data kódovat do S/PDIF podoby. Nejlepší na digitální přenos je z běžných karet asi ESI Juli@, ale ani žádná Asus Xonar neurazí.
Nejlepší možné připojení DAC/zvukové karty?
Galvanicky oddělené asynchronní USB.
Nejlepší možné připojení receiveru?
Koaxiální SPDIF z dobré zvukové karty jako ESI Juli@, nebo externího Asynchronního USB -> S/PDIF převodníku (M2tech Hiface).
Tímto vším jsem chtěl mimo jiné dokázat, že záleží na kvalitě zvukové karty i v případě, že data jsou tahána mimo PC digitálně s přes S/PDIF. Drtivá většina desek má jen optiku a i když se analogová část integrovaných kodeků zlepšuje, tak digitální výstup se spíše zhoršuje.
