1, HDMI是DVI接口演变而来,纯数字图像传输,这里有一个视频时钟,用来在接收端重建画面。
2,后来,HDMI要求承载音频信号,一个做法,就是在每帧视频消隐之间间隔,插入音频数据包,这时候可以复用视频时钟来重建音频。
3,这种做法,让HDMI有个很大的不同,就是HDMI传输的音频,是自带时钟(复用视频时钟)的,比如1080p 60 Hz视频信号的时钟是148.5 MHz,接收端可以把这个频率用某种公式转化为音频的时钟频率,比如44.1KHz。
4,一般的蓝光播放器视频时钟的148.5 MHz有一定的误差(CEA和VESA标准允许视频时钟频率具有+/- 0.5%的公差),并且视频时钟可能具有较高的抖动(HDMI 1.4规格允许0.25 Tbit [25%时钟周期时间(在发送端的时钟抖动)),重构音频时钟的质量肯定会受到视频时钟质量的影响。
5,OPPO UDP-205高保真UHD 4K蓝光光盘播放器中,OPPO工程师使用独特的HDMI音频抖动减少电路解决了上述两个问题。该电路的目的是提供非常稳定的视频时钟和恒定的整数CTS值。这样,当接收方重建音频时钟时,它的时钟源首先具有极低的抖动,并且不会因CTS值变化而产生额外的抖动。
6, 获得非常稳定的视频时钟的主要挑战是必须支持许多视频格式。不同的视频格式需要不同的视频时钟频率。无法直接从许多时钟振荡器生成所有这些频率,因此,将使用主时钟和多个PLL(锁相环)来生成所需的视频时钟频率。但是,与原始主时钟相比,使用多个PLL会降低视频时钟的质量。幸运的是,UDP-205具有两个HDMI端口:一个支持所有视频格式(包括超高清)的HDMI 2.0端口和一个仅音频的HDMI端口。由于实际的视频可以通过HDMI 2.0主端口传输,因此OPPO工程师可以完全丢弃纯音频HDMI端口上的原始视频时钟。
7,这个新的主时钟的最佳频率是多少?OPPO工程师深入研究了HDMI规格,并决定采用148.5 MHz频率。这个148.5 MHz是一个神奇的数字。它是1080p 50 Hz和1080p 60 Hz视频格式的视频时钟频率,这是HDMI 1.4支持的两种最高格式。由于HDMI上的音频带宽直接取决于视频带宽,因此具有最高的视频带宽可确保UDP-205可以处理所有高分辨率音频格式。
8,OPPO工程师着手为此设计寻找最佳的148.5 MHz时钟源,最终精工爱普生公司为UDP-205定制了一个表面声波(SAW)振荡器。与晶体振荡器(XO)或带PLL的晶体振荡器(PLL-XO)相比,SAW振荡器具有明显的优势。SAW只能在具有基本模式振荡的情况下产生高频,从而产生干净的时钟源,没有杂散,也不会出现跳频。它不需要PLL即可达到148.5 MHz的输出。SAW具有超低的抖动和出色的相位噪声性能。在相同的148.5 MHz频率下,SAW的长期稳定性和可靠性远优于晶体振荡器。
9,为了进一步消除音频信号对视频的依赖性,UDP-205使用特殊的视频模式生成器芯片来创建具有全黑内容的视频流,并将具有高质量时钟的黑视频发送到下游音频处理器或接收器。
10,一旦信号到达接收端,对于PCM和DSD音频,通常将重建的音频时钟直接用于驱动音频数据。结果,HDMI音频抖动减少电路可以直接改善PCM和DSD音频的声音质量。
11,对于Dolby Atmos,Dolby TrueHD,DTS:X或DTS-HD Master等压缩格式的比特流音频,降低抖动的优势取决于音频处理器/接收器中的解码器设计是使用同步还是异步时钟。一般高档点的AV解码器都是异步的,因此对源端的时钟依赖并不大。 如果AV解码器很差,没有异步重建时钟,而是用复用源端基本的同步时钟,这时候源端的时钟抖动对画质,音质影响就会非常大。
结论: 蓝光播放器的HDMI输出时钟质量,对视频和音频质量确实有影响,具体的影响根据你的AV解码器档次有所不同,下面分视频影响和音频影响进行分析。
1, 视频流:
A,HDMI的视频数据流自带时钟,AV解码器如果有时钟再生或时钟隔离电路,其解码质量会由这个AV解码器决定,对蓝光机播放器源端的时钟要求不高。 如果AV解码器档次不高,用同步时钟复用蓝光播放器源端HDMI的时钟,那么播放器的输出时钟质量将很大决定画面质量。
B, 蓝光播放器直接hdmi进投影仪,我猜测也是和投影仪自身有没有时钟异步重建点哪里决定的。 如果有时钟重建,那么对蓝光输出质量依赖低,如果没有,对蓝光机依赖会更高。
2, 音频流: 分两种,第一种是HIFI,HDMI传输懈怠的PCM和DSD纯音频信号。 第二种是多声道环绕音频,压缩的Dolby Atmos,Dolby TrueHD,DTS:X或DTS-HD Master的比特流音频。
A,音频流第一种HIFI: PCM和DSD纯音频信号, 由于HIFI所有的jitter,在播放源,传输,接收,解码全链路都会叠加影响,所以播放器的时钟质量对音质影响很大。 不过我理解这只是必要条件,并不充分,除了播放源时钟,还是需要传输,接收,解码器的jitter整体足够低,才能有真正hifi模拟信号给到后级和音箱(根据底下关于jitter环节的分析,hifi DAC,PLL,ASRC,要出好声对后面的DAC系统要求更复杂更高)。
B,音频流第二种多声道环绕音频, 由于这个压缩音频,都是要在AV解码器解压缩才能解码,通常有一个buffer重建时钟的机会,这时候音质取决于AV解码器是否异步重建时钟。 如果你的AV解码器是没有异步重建时钟的中低端AV解码器,那么蓝光播放器的HDMI源输出时钟质量,会很大决定最终的解码音质。
HDMI输出的质量,除了上面分析的时钟外,如果8581芯片一样,那么就和蓝光机的供电,电路板设计,元器件,电磁屏蔽整体设计相关性很大,最终的质量,还是用hdmi口的眼图才能看到每台机器实际的数字输出质量。
具体内容来自下面的文档:
http://www.oppodigital.co.uk/Understanding-the-HDMI-Audio-Jitter-Reduction-Circuit-OPPO-UDP-205.html
https://www.stereophile.com/features/368/#8Gf77hsG2UtYFS5R.97
https://zhuanlan.zhihu.com/p/232306511
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