前文我們提到，數(shù)字信號(hào)通過(guò)二進(jìn)制的0和1來(lái)表示和傳遞信息，即通過(guò)“打點(diǎn)”記錄聲音波形。在錄音或回放時(shí)，音頻信號(hào)會(huì)經(jīng)歷模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換(A/D轉(zhuǎn)換)或數(shù)字信號(hào)到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換(D/A轉(zhuǎn)換)。這個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程非常迅速且需要在非常規(guī)律的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行采樣，而負(fù)責(zé)確保這些時(shí)間間隔一致的，就是數(shù)字音頻系統(tǒng)中的“時(shí)鐘”。
引自Sweetwater
在專業(yè)制作環(huán)境中，我們往往會(huì)連接多臺(tái)數(shù)字音頻設(shè)備，此時(shí)就有必要通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)鐘來(lái)實(shí)現(xiàn)同步。比較常見的方法是使用字時(shí)鐘(Word Clock)。字時(shí)鐘是一種專門的基準(zhǔn)脈沖信號(hào)，僅包含時(shí)間信息而不包含音頻。除此之外，也可以通過(guò)AES、ADAT等數(shù)字音頻接口附帶的時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)。
那如何設(shè)置和同步數(shù)字音頻設(shè)備時(shí)鐘呢？
在數(shù)字音頻系統(tǒng)中，我們通常會(huì)指定一臺(tái)設(shè)備作為主時(shí)鐘(Master Clock)，其他設(shè)備作為從時(shí)鐘(Slave Clock)，并通過(guò)時(shí)鐘信號(hào)實(shí)現(xiàn)同步。
常見的做法是：主設(shè)備的時(shí)鐘輸出(例如Word Clock OUT、AES、ADAT等)連接到從設(shè)備的時(shí)鐘輸入，并在設(shè)置中將主設(shè)備設(shè)為“內(nèi)部(Internal)”，從設(shè)備設(shè)為“外部(External)”。這樣，所有設(shè)備就能按照同一基準(zhǔn)進(jìn)行采樣，避免因時(shí)序不一致而帶來(lái)的雜音或失真。
在連接方式上，常見的有兩種：
1.星型配置(Star Configuration)
使用BNC電纜將外部主時(shí)鐘的輸出端同時(shí)連接到各設(shè)備的時(shí)鐘輸入端。此時(shí)，外部時(shí)鐘作為系統(tǒng)的主時(shí)鐘，所有其他設(shè)備需設(shè)置為“外部(External)”，從而跟隨統(tǒng)一的基準(zhǔn)。
引自Sweetwater
2.菊花鏈?zhǔn)竭B接(Chain Configuration)
用一根BNC線纜，將外部主時(shí)鐘的OUTPUT接口連接到一個(gè)BNC T型轉(zhuǎn)接頭的一端。將這個(gè)T型轉(zhuǎn)接頭插入下一臺(tái)設(shè)備的Word Clock IN接口。再用一根BNC線纜，把該轉(zhuǎn)接頭的另一端與下一個(gè)設(shè)備上的T型轉(zhuǎn)接頭相連，依次將設(shè)備串聯(lián)起來(lái)。當(dāng)所有設(shè)備都連接完成后，在最后一個(gè)T型轉(zhuǎn)接頭上接上75Ω BNC終端電阻(Terminator)，以保證信號(hào)穩(wěn)定。因?yàn)槿绻盘?hào)在末端沒(méi)有被吸收，則會(huì)發(fā)生反射，導(dǎo)致時(shí)鐘不穩(wěn)定。
引自Sweetwater
延伸閱讀
系統(tǒng)時(shí)鐘的作用
系統(tǒng)時(shí)鐘是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中至關(guān)重要的組成部分，它通過(guò)振蕩器、定時(shí)喚醒器和分頻器等電路來(lái)生成時(shí)鐘信號(hào)。這些時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)處理器內(nèi)核和外設(shè)部件的工作，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
系統(tǒng)時(shí)鐘的基本功能
系統(tǒng)時(shí)鐘的主要功能是為處理器和外設(shè)提供同步信號(hào)。處理器在時(shí)鐘信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下執(zhí)行指令、進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換等操作。外設(shè)部件如串口數(shù)據(jù)傳輸、A/D轉(zhuǎn)換和定時(shí)器計(jì)數(shù)等也依賴于時(shí)鐘信號(hào)。因此，時(shí)鐘系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能和可靠性至關(guān)重要。
時(shí)鐘信號(hào)的生成
時(shí)鐘信號(hào)通常由晶體振蕩器或RC振蕩器生成。這些振蕩器通過(guò)周期性的電壓或電流變化產(chǎn)生脈沖信號(hào)，這些脈沖信號(hào)被稱為時(shí)鐘脈沖。時(shí)鐘脈沖的頻率決定了處理器和外設(shè)的工作速度。
鎖相環(huán)（PLL）的作用
在高性能處理器時(shí)鐘系統(tǒng)中，鎖相環(huán)（PLL）被廣泛應(yīng)用于時(shí)鐘信號(hào)的生成和調(diào)節(jié)。PLL可以將輸入的參考時(shí)鐘信號(hào)轉(zhuǎn)換為不同頻率的內(nèi)核時(shí)鐘信號(hào)，從而滿足不同部件的需求。此外，PLL還可以消除時(shí)鐘信號(hào)的相位差，確保系統(tǒng)的同步和穩(wěn)定。
系統(tǒng)時(shí)鐘的重要性
系統(tǒng)時(shí)鐘對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要性不言而喻。時(shí)鐘系統(tǒng)的任何故障，如振蕩器不起振、振蕩不穩(wěn)或停振，都會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常工作。因此，設(shè)計(jì)和維護(hù)一個(gè)穩(wěn)定、準(zhǔn)確的時(shí)鐘系統(tǒng)是確保計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。
綜上所述，系統(tǒng)時(shí)鐘在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色。它不僅為處理器和外設(shè)提供同步信號(hào)，還通過(guò)鎖相環(huán)等技術(shù)確保時(shí)鐘信號(hào)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，從而保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行和高效性能。
