Silent Angel Zero 平台第一步: 外接 USB 介面卡

寫在前面

Silent Angel Zero 這個平台提供了最基礎的無機械噪音。在 Silent Angel Zero 這個數位流訊源的系統中,許多訊號是需要降低雜訊的。因此接下來的下一步,就是要讓系統中的信號降低雜訊。

降低雜訊是音響與通訊的共同課題

在通訊系統裡,降低雜訊也是十分基礎而且重要的課題。在通訊系統裡,若是有太多雜訊,超越通訊系統裡面對抗雜訊的演算法的處理能力時,會造成傳輸資料受損而需要傳輸更多資料或是重新傳輸,因而導致傳輸能力降低。這樣導致的現象,就是資料傳輸的效率低落,白話一點說,就像是使用手機上網時,信號太弱或是旁邊有變電所的雜訊干擾導致頻寬降低。

在通訊系統的設計裡,為了要讓兩個模組的信號能夠連接卻又能夠避免雜訊的互相干擾,有許多信號隔離的概念以及做法。常見的做法便是使用適當的隔離元件來將兩個系統的信號分離開來,比較基本的做法則是讓系統之間接軌處單純化,避免雜訊源互相擴散甚至造成雜訊迴授而讓雜訊被增強。同樣的,Silent Angel Zero 接到 USB DAC 的接軌處便是 USB 信號。今天要提到的就是最基本的做法: 將 USB 改成外接式。一方面可以讓接軌處單純化,減少 USB 模組以及 USB DAC 受到 Silent Angel Zero 裡面電腦系統的雜訊干擾的程度;另一方面則是可以在之後獨立進行優化 USB 模組的電源以及時序信號的工程。

外接式 USB

要將 USB 改成外接式,第一步就是讓 Silent Angel 的 PCI-e 介面插槽這一個接軌處單純化,然後便可以使用 PCI-E 的 USB 介面卡變成外接式 USB。因此首先上場的是 PCI-E 的外接模組。(PS:同場加映 Silent Angel 的銘板)

將他接到 Silent Angel Zero 的 PCI-E 插槽上,便可以將 PCI-E 插槽外接出來。

接著便可以將 PCI-E 的 USB 介面卡接上,USB 介面卡後面就是接著 USB DAC 了。

在這裡,之所以選擇這種外接模組是因為他使用了 USB3.0 Cable 當作 PCI-E 的傳輸線。由於 USB3.0 Cable 屬於隔離線,隔離線做為傳輸線的好處是可以大幅度減少受到周遭信號的干擾,會比一些使用軟排線的做法更能減少雜訊干擾。即使軟排線再包覆銅箔進行雜訊的隔離,與隔離線相比,隔離線所使用的隔離網對於高頻雜訊的隔離效果仍然會比較好。PCI-E 屬於高速訊號,若是 PCI-E 的信號受干擾的程度太大,會造成 PCI-E 內傳輸資料的錯誤而導致資料需要重傳,徒增系統問題。

其實我們也有準備軟排線的 PCI-E 外接模組,軟排線信號的排列以及軟排線的線路間距如果沒有好好設計,是很容易受干擾的。這裡牽涉到的理論,與線路的阻抗匹配特性以及差分信號信號的線路設計方式有關。

仔細看下面照片軟排線接頭處的信號規劃,差分信號 (differential signal)兩兩一對,然後旁邊會跟著兩條接地信號,是有遵循相關理論的(不然應該無法正常運作)。

明顯而全面的改善

做完改裝,迫不及待的進行試聽與測試,確保改裝完畢可以帶來正向的作用。在這裡先賣個關子,下集再跟各位詳細的報告試聽的過程吧。