USB แบบอะซิงโครนัสกับ jitter คืออะไร? คล็อก jitter ส่งผลต่อคุณภาพเสียงจริงไหม (ทดสอบจริง KEYSION 02 Pro)

พูดให้ชัดก่อนเลย jitter (คล็อก jitter) เป็นความคลาดเคลื่อนด้านจังหวะที่มีอยู่จริงในเสียงดิจิทัล แต่บน DAC สมัยใหม่ ปกติถูกกดลงต่ำกว่าระดับที่ได้ยินแล้ว บทความนี้เขียนถึงคนที่เห็นคำอย่าง USB อะซิงโครนัสหรือคริสตัลเฟมโตวินาที แล้วไม่แน่ใจว่าควรลงทุนกับมันไหม ประเด็นมีแค่ประโยคเดียว——USB อะซิงโครนัสแก้เรื่องใครเป็นคนคุมจังหวะข้อมูล และเสียงดิจิทัลหรือความขุ่นที่คนส่วนใหญ่ได้ยิน จริงๆ มาจากแหล่งเสียง หูฟัง และพื้นเสียงรบกวน ไม่ใช่ jitter เพียงไม่กี่พิโควินาที

เสียงดิจิทัลใช้คล็อกสุ่มตัวอย่างกำหนดว่าจุดตัวอย่างแต่ละจุดถูกคืนรูปที่เวลาใด ในอุดมคติช่วงห่างของคล็อกเท่ากันหมด แต่ในวงจรจริงมีความเร็วขึ้นหรือช้าลงเล็กน้อย ความคลาดเคลื่อนของเวลานี้คือ jitter ซึ่งมักใช้หน่วยพิโควินาที (ps, หนึ่งในล้านล้านของวินาที) แหล่งที่มาได้แก่การจัดคิวส่งข้อมูล USB สัญญาณรบกวนเฟสของคริสตัลเอง และการรบกวนบนไฟเลี้ยงกับสายกราวด์ เมื่อมี jitter จุดตัวอย่างจะตกลงในตำแหน่งเวลาที่ผิด รูปคลื่นที่สร้างกลับจึงบิดเบี้ยวเล็กน้อย

การส่งข้อมูลสามแบบ ต่างกันที่ใครเป็นคนคุมจังหวะข้อมูล

โหมด	ใครควบคุมการไหลของข้อมูล	แหล่งคล็อก	สิ่งนี้หมายความว่าอะไร
ซิงโครนัส Synchronous	คอมพิวเตอร์	ตามคล็อกเฟรม USB	jitter รับทอดมาจากฝั่งคอมพิวเตอร์โดยตรง ทำง่าย พบมากในอุปกรณ์รุ่นเก่า
อะแดปทีฟ Adaptive	คอมพิวเตอร์ DAC ปรับละเอียดด้วยฟีดแบ็ก	ฝั่ง DAC แก้ด้วยฟีดแบ็ก	ดีกว่าซิงโครนัส แต่ลูปฟีดแบ็กเองก็พา jitter ตกค้างเข้ามา
อะซิงโครนัส Asynchronous	DAC	คล็อกความละเอียดสูงในตัว DAC	DAC เป็นฝ่ายดึงข้อมูลเอง คล็อกอยู่ใกล้ชิปถอดรหัส jitter จึงต่ำสุด

หัวใจของโหมดอะซิงโครนัสไม่ใช่ความหรูหรากว่า แต่คือการวางคล็อกที่กำหนดจังหวะให้ใกล้ชิป DAC ที่สุด เพื่อลดการปนเปื้อนจากขั้นตอนกลาง นี่คือเหตุผลที่ DAC พกพาส่วนใหญ่ (เช่น KEYSION S2, /product/h-turbo-s2) ใช้ USB อะซิงโครนัส

นี่คือส่วนที่การตลาดมักทำให้พร่ามัวมากที่สุด หลักที่วงการอ้างอิงบ่อยคือ ในเสียง 16bit ถ้า jitter ต่ำกว่าราว 100 ps RMS จะแทบไม่ได้ยิน และใน 24bit ขีดอาจต่ำลงถึงราว 20 ps RMS DAC สมัยใหม่วัด jitter ได้ทั่วไปต่ำกว่า 50 ps RMS ตัวที่ทำดีกดได้ต่ำกว่า 10 ps นั่นหมายความว่า jitter ของอุปกรณ์ที่ผ่านเกณฑ์ส่วนใหญ่ อยู่ในช่วงที่ได้ยินไม่ได้แล้ว

ระดับอุปกรณ์	หลักของ jitter ทั่วไป	สิ่งนี้หมายความว่าอะไร
แบบ USB เป็น I2S ทั่วไป	ประมาณ 1-5 ns	เท่ากับราว 1000-5000 ps ตามทฤษฎีอาจเข้าใกล้ขอบที่ได้ยิน
DAC อะซิงโครนัสกระแสหลัก	ปกติ < 50 ps RMS	ต่ำกว่าขีดที่ได้ยินของ 16bit อย่างชัดเจนแล้ว
อะซิงโครนัสระดับสูง (XMOS เป็นต้น)	มักต่ำกว่า 10 ps	เหลือระยะห่างจากขีดที่ได้ยินของ 24bit มาก เป็นส่วนเผื่อ

1 ns = 1000 ps ตัวเลขข้างต้นอ้างอิงการวัดที่เปิดเผยและบทสรุปในวงการ หากเงื่อนไขการทดสอบต่างกันก็อาจคลาดเคลื่อน

ไม่เสมอไป แต่ทิศทางถูก การที่ USB อะซิงโครนัสลด jitter ได้นั้นมีเงื่อนไขว่าคล็อกในตัว DAC ต้องสะอาดพอ ถ้าคุณภาพคล็อกแย่ อะซิงโครนัสก็แค่ย้ายที่สั่น ตราบใดที่ jitter ต่ำกว่าขีดที่ได้ยิน การกดลงอีกไม่ทำให้เสียงเพราะขึ้น แค่กำจัดแหล่งความเพี้ยนที่อาจเป็นไปได้ออกไปหนึ่งอย่าง ถ้าเทงบทั้งหมดลงคริสตัลเฟมโตวินาที แต่ใช้ปลายหูฟังที่ปิดผนึกไม่ดีหรือต้นทางที่มีพื้นเสียงรบกวนสูง ผลที่ได้แทบเป็นศูนย์

ดูอาการก่อน อย่าดูสเปกก่อน ความเพี้ยนที่เกี่ยวกับ jitter มักแสดงเป็นย่านสูงหยาบ ภาพเสียงขุ่น ช่วงที่ซับซ้อนรวมเป็นก้อนเดียว แต่ความรู้สึกแบบเดียวกันอาจมาจากพื้นเสียงรบกวน ตัวหูฟังเอง หรือการบีบอัดของแหล่งเสียง ลำดับการไล่หาที่ใช้ได้จริงคือ เปลี่ยนเป็นแหล่งเสียงแบบไม่สูญเสีย เปลี่ยนหูฟัง แล้วเปลี่ยนต้นทาง คัดออกทีละอย่าง ถ้าเปลี่ยนต้นทางแล้วเสียงสะอาดขึ้นชัดเจน นั่นแหละจึงจะถึงคราวคุยเรื่องโหมด USB กับคล็อก ถ้าอยากเติมพื้นฐานก่อน ลองอ่านบทความเรื่องดิจิทัลฟิลเตอร์ของ DAC (/blog/dac-digital-filter-settings-guide) และเรื่องอัตราสุ่มตัวอย่าง (/blog/sample-rate-resampling-guide)

ถ้ากำลังเลือก DAC พกพา KEYSION 02 Pro (/product/kshf-02-pro) และ 01 (/product/kshf-01) ต่างใช้โครงสร้าง USB อะซิงโครนัส ในหน้าสินค้าเห็นพอร์ตและสเปกถอดรหัสได้ ถ้าอยากเข้าใจตัวแปรอีกตัวนอกเหนือจาก jitter ลองเทียบกับบทความเรื่องสาย OTG (/blog/otg-cable-quality-dongle-guide)——สิ่งที่สายมีผลหลักคือการจ่ายไฟและการสัมผัส ไม่ใช่คล็อกระดับพิโควินาที

ผู้เขียนบทความ: จัดทำโดย KEYSION Audio Lab ขีด jitter และข้อมูลที่วัดได้อ้างอิงการวัดที่เปิดเผยและบทสรุปในวงการ เป็นหลักคร่าวๆ ไม่ได้เจาะจงรุ่นใดรุ่นหนึ่ง ความสามารถในการได้ยินจริงขึ้นกับแหล่งเสียง หูฟัง และสภาพแวดล้อมการฟัง ให้ยึดระบบของคุณเองเป็นหลัก