將會Diy一條獨一無二、舉世無雙的USB A/B 線

cckong

hammer 發表於 2012-5-3 12:46
師兄嘅傑作令我十分讚嘆

而且我今次還發現了USB線結構上一個鮮為人知的秘密，將會在制作2號線時揭開.....

cckong

在開始講點樣做條USB線之前，我想問大家就是USB線其實是條什麽線? 與音响有何關係?  

居士

好專業,答唔到咀,唯有靜靜觀文

palmaholic

To start the discussion, here is what I understand: USB is a carrier of digital data link.  Since there're no error checking or correction if there're any errors, it's important to USB cable "preserve" the data signal flowing thru it.

Correct me, if I'm wrong.  Thanks!

cckong

今晚會講吓, 但太長, 可能盡量簡化或分几日講

cckong

USB，通用串行總線（英語：Universal Serial Bus，簡稱「USB」）是連接計算機系統與外部設備的一個串口總線標準，也是一種輸入輸出接口技術規範，被廣泛應用於個人電腦和移動設備等信息通訊產品，並擴展至攝影器材、數字電視（機頂盒）、遊戲機等其它相關領域。

多媒體電腦剛問世時，外接式裝置的傳輸介面各不相同，如打印機只能接LPT port、調制解調器只能接RS232、滑鼠鍵盤只能接PS/2等。繁雜的介面系統，加上需安裝驅動程式並重新開機才能使用的限制，都不免造成使用者的困擾。因此，創造出一個統一且支援熱插拔的外接式傳輸介面，便成為無可避免的趨勢。
產品歷史
設計者
Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC and Nortel
設計年代
1994
製造商
Intel, Compaq, Microsoft, NEC, Digital Equipment Corporation, IBM, Nortel
規格
長度5 公尺(最大)，寬 11.5 毫米 (A型連接器)， 8.45 毫米 (B型連接器)，高4.5 毫米 (A型連接器), 7.78 毫米 (B型連接器, pre-v3.0)
熱插拔支援，外接支援，電氣特性5伏特 直流電，最大電壓5 V(±5%)，最大電流500–900 mA @ 5 V (根據不同版本)
資料訊號
Packet data, defined by specifications
位元寬度1 bit
資料頻寬1.5/12/480/4,000 Mbit/s (根據不同版本)
最大裝置數量127
協定串列
纜線，4條纜線，而USB 3.0擁有8條纜線，位數量

4個(1 supply, 2 data, 1 ground); USB 3.0擁有8個(另外4個提供給SuperSpeed技術)

以上資料節錄自維基百科，我想帶出些什么呢? 待續..........

cckong

我只係想話每種不同制式的傳輸都是為了某個用途而誕生，而且後來亦被用在該用途上，像component, xlr, s端子, hdmi等。但從USB的誕生或設計上我找不到任何是為了傳送音樂訊號和音响的用途。可能你會覺得咁又點啫，大把人揸住架越野車(off road car)來行駛公路(On road)啦，有乜所謂喎! 冇錯我確實吹你唔漲!..........待續

cckong

但確實是現今賣得好貴嘅USB線(甚至過萬元)是給人用在Hifi之上，段估你唔會用一萬幾仟買條USB線返屋企當電腦線(computer cable)來駁打印機(printer)啩? 如果真係咁, 我確實會向你寫個服字!待續

cckong

總之因為種種原因依家USB線已變成為音响用途的傳輸工具都好，但佢始終它的誕生並不是為這個用途，所以我覺得幾特別! 那麼既然趨勢發展係越來越多人用電腦來播放音樂，而且USB線亦被利用作轉輸工具之一，大家自不然會要求一條高質量嘅靚USB線，有需求自然有供應，線廠相繼推出為播放音樂而制過的USB線亦無可厚非，但無論幾咁Hi end嘅USB線，設計上和結構上係完全無改變過，即是沒有一間線廠為了遷就播放音樂而在USB線上作出研究甚至改變設計，極其量都只係換吓導体，攪吓接地和屏蔽等，然後包装得很Hiend出售。 你可能又會認為我在吹水:你點知佢地無研究呀? 因為我就是在研究制作USB線時發現到一些鮮為人知的事情，甚至連一些線廠都未必知，這個事情在我之後DIY到那處就會向大家講。好了，講到依家如果你是正在準備明天拿一萬幾千去買條Hi-end USB線，而今天看到這文章知道原來只是買一條computer cable的話，你會否稍作猶豫呢? 如果你是已經擁有這條Hi-end computer cable，你又會否在朋友之間大事炫耀呢? 可能你其中一位老實的朋友會當場指出並大肆理論一番而導至最終大家無癮收場! HAHA.....當然我仍很想擁有這些線的ching可借給我來做測試，最多我唔爆係邊個借俾我囉!

johnmo

看來發現了技術上的突破口

BTW,看成品了

cckong

好了，現在又講吓我為何對條USB線浪費咁多時間去研究呢?  答案係我有部CD player，Musical Fedility的M6CD機，它除了可播放CD光碟外亦可透過用USB線來連接電腦播放音樂檔案，不論用其中是但一種方法去播放音檔案都好，它都只是用本身的一份DAC去作解碼，而大多數時間我是用電腦播的(約九成時間)，但問題是當我用這兩種方法去播同一首歌時(電腦的檔案當然是沒有經過壓縮過的)，我覺得CD嘅聲好過電腦嘅聲!
究竟點解會這樣呢? 再詳細講一次，我播放同一首歌，用同一份DAC，但分別只是用CD光碟機播或者透過用USB連接電腦播，而結果永遠是播CD好過播電腦。好喇，我想問大家電腦硬碟拾取訊息準D還是CD光碟機的雷射头拾取光碟片上的訊息準D? 我相信大家都會話係硬碟準過光碟。既然硬碟拾取訊息準過光碟機，而且都只係經過同一份DAC作解碼，不是理應播電腦好聲過CD嗎? 但情況又剛剛相反，為何呢?

adktk

或者咁講啦，USB (通用串聯總線) 既出現，目的係要將電腦週邊既 Devices 透過一個連接阜連接埋晒一齊，目的係要減省 IRQ 使用。
可能有 c-hing 覺得我發神經，六、七個 USB ports 你會講成一個 connection？
係，係一個最終透過 PCI 匯流排同 CPU 溝通既一個 communication / connection port。

就係因為呢個原固，每個 USB Device 就要互相遷就響同一個 Bus 上其他既 USB Device ，要作出 Data 傳送上(最主要係速度上)既妥協。加上更重要既係同一條 Bus 如果有多於一個既 USB Device，就算佢唔運作，亦都會影響運作中既 USB Device，因為所有 USB device 都使用同一個 PCI bus 同粒 CPU 溝通。但最至命既係同一條 bus 如果遇著其他 USB device 有 data 傳送，那怕係 USB mouse 呢個咁簡單既 USB Device 都會阻礙 USB DAC 作出 data 既傳送，Jitter 因此加大 (根本無法消滅 Jitter，有既話，請告知小弟。)！

c-hing，你 play CD，由拾音到出聲 (Digital ---> Analog) 數碼轉化過程極短。光頭拾音成數碼資料，傳到 DAC 晶片 (例如 ES9018) 轉換成 Analog 脈衝訊號，再經過其他 Analog 線路放大到 speaker 出聲。當中關鍵在於個 Clock 比個 signal 個粒 DAC，指示以何種時脈作轉換。因此衰極都只關鍵於粒 clock 既準確程度 (在此不談餘下 Analog 放大線路既影響)。
但由電腦 CD-Rom play CD (唔好計 Rip 左碟，play file，咁更加唔公平！)
電腦 CD-Rom play CD，Data 先要經 SATA cable 去到 CPU 做播放分析，之後再經 PCI bus 去到 USB Hub 再去到相關既 USB port！其間要響 USB bus 同其他 USB Device 爭奪使用權及 CPU 資源，Jitter 大大增加，原因係連續性既 Data 會被其他響同一條 USB bus 上既USB data 所阻礙，造成 music data 去到部 CD player 上個 USB port 時會斷斷續續。而 Async 既 DAC 會幫手整理好 D music data 先至比粒 DAC 做 Digital 轉成 Analog 訊號。但電腦條 USB 如果 quality 差 D，將原本有既 data 唔傳送 (或傳少左)，甚至條 USB 線做屏蔽做得差，傳送 data 時透過條 cable 將外面既雜訊都一並傳到粒 DAC，你話唔衰聲就問我啦！如果係 Async DAC 就會好 D D ，幫下手整理好 D data 先比 DAC 做 D/A 轉換，而閣下部 CD player 我絕對相信唔會係 Async DAC，因此 D 聲衰就在所難免架喇。(記住，就算 Async DAC 亦都唔可以解決晒由 USB 所引至到既問題。)

不過以上我講既 USB 理論，其實好多人都知，讀 computer engine 一定會知到，就連我呢 D 文科出身，主修 Economics 同埋 Business Administration 既壞鬼書生都知道 (不過咁，我玩電腦已 30 年以上)，只不過係無人會去打攪條 USB 姐。

希望以上廢話啟發到 c-hing 你做到條好既 USB cable 啦！

ps. 要 USB 靚聲，唔單只要攪 USB 架！

1o1o

adktk 發表於 2012-5-7 02:37
或者咁講啦，USB (通用串聯總線) 既出現，目的係要將電腦週邊既 Devices 透過一個連接阜連接埋晒一齊，目的 ...

有許多地方說得好對。。

adktk

多謝 C-hing 加分！

昨晚寫 paper ，寫到悶悶地，睇到有 c-hing 願意花時間攪攪條 USB cable，我都希望樓主成功，造福到比我呢 D 鍾意玩電腦同聽音樂既窮鬼書生姐。

cckong

adktk兄, 首先多謝你的慷慨方享, 而你也不需太謙, 其實有很多像你這樣高知識的意見, 必可比我一個人研究像在唱獨腳戲好,  而你們的意見亦可給我再看看有否地方可改善做得更好, 多點互動, 橫掂我所訂的parts仍未到, 而我仍未開始做, 所以盡量想能解決了問題才開工!  

cckong

其實自1號線完成後，我一直都用它來聽歌，另一方面亦當係煲線，昨晚有空試吓和CD作AB比較，真的比較了3次才可說出分別，即AB, AB, AB了3次，和最初一聽就知道分別已有很大的進步了!

cckong

繼續回應之前所講，問題應該就發生在拾取訊息後和解碼之前，在這兩樣過程之中有什麼導至音質劣化呢? 歸納了後我發覺有3個十分重要的因素! 而其中一個剛好可呼應剛才所提及的東西.........

cckong

喂! 浪費了咁多口水做乜無人加分俾我? 你班CD-ROM再係咁我唔寫喇!

adktk

寫寫下 paper 又不自覺睇下 "樓主" 你既大作。

我上次提到，所有 USB device 共用一條 Bus 會影響 usb data 既傳送，如果想獨立左個接駁 USB DAC 既 device 出黎，減少比其他 USB device "干遶" <-- (唔好意思，小弟中、英水平太差)，可以插底板上 USB 3.0 port！當然，其餘板上既 USB 3.0 ports 唔好再插其他 USB devices 啦！
再唔係就買張行 pci 既 USB controller card 啦！咭上只插上該 USB DAC，我相信聲會靚 D。
當然，如果你用 Linux 黎做 system，效果更明顯。

ps. 我正是由 PC CAS 轉左 Linux CAS 系統既其中一員。

johnmo

哈,有圖有真相,耳聽辨雄雌

同一隻CD,用不同器材播放都有分別la