前文我們提到，數(shù)字信號通過二進(jìn)制的0和1來表示和傳遞信息，即通過“打點(diǎn)”記錄聲音波形。在錄音或回放時，音頻信號會經(jīng)歷模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換(A/D轉(zhuǎn)換)或數(shù)字信號到模擬信號的轉(zhuǎn)換(D/A轉(zhuǎn)換)。這個轉(zhuǎn)換過程非常迅速且需要在非常規(guī)律的時間間隔內(nèi)進(jìn)行采樣，而負(fù)責(zé)確保這些時間間隔一致的，就是數(shù)字音頻系統(tǒng)中的“時鐘”。
引自Sweetwater
在專業(yè)制作環(huán)境中，我們往往會連接多臺數(shù)字音頻設(shè)備，此時就有必要通過一個統(tǒng)一的時鐘來實(shí)現(xiàn)同步。比較常見的方法是使用字時鐘(Word Clock)。字時鐘是一種專門的基準(zhǔn)脈沖信號，僅包含時間信息而不包含音頻。除此之外，也可以通過AES、ADAT等數(shù)字音頻接口附帶的時鐘實(shí)現(xiàn)。
那如何設(shè)置和同步數(shù)字音頻設(shè)備時鐘呢？
在數(shù)字音頻系統(tǒng)中，我們通常會指定一臺設(shè)備作為主時鐘(Master Clock)，其他設(shè)備作為從時鐘(Slave Clock)，并通過時鐘信號實(shí)現(xiàn)同步。
常見的做法是：主設(shè)備的時鐘輸出(例如Word Clock OUT、AES、ADAT等)連接到從設(shè)備的時鐘輸入，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，避免因時序不一致而帶來的雜音或失真。
在連接方式上，常見的有兩種：
1.星型配置(Star Configuration)
使用BNC電纜將外部主時鐘的輸出端同時連接到各設(shè)備的時鐘輸入端。此時，外部時鐘作為系統(tǒng)的主時鐘，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，將外部主時鐘的OUTPUT接口連接到一個BNC T型轉(zhuǎn)接頭的一端。將這個T型轉(zhuǎn)接頭插入下一臺設(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設(shè)備上的T型轉(zhuǎn)接頭相連，依次將設(shè)備串聯(lián)起來。當(dāng)所有設(shè)備都連接完成后，在最后一個T型轉(zhuǎn)接頭上接上75Ω BNC終端電阻(Terminator)，以保證信號穩(wěn)定。因?yàn)槿绻盘栐谀┒藳]有被吸收，則會發(fā)生反射，導(dǎo)致時鐘不穩(wěn)定。
引自Sweetwater
延伸閱讀
系統(tǒng)時鐘的作用
系統(tǒng)時鐘是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中至關(guān)重要的組成部分，它通過振蕩器、定時喚醒器和分頻器等電路來生成時鐘信號。這些時鐘信號驅(qū)動處理器內(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)時鐘的基本功能
系統(tǒng)時鐘的主要功能是為處理器和外設(shè)提供同步信號。處理器在時鐘信號的驅(qū)動下執(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)換和定時器計(jì)數(shù)等也依賴于時鐘信號。因此，時鐘系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能和可靠性至關(guān)重要。
時鐘信號的生成
時鐘信號通常由晶體振蕩器或RC振蕩器生成。這些振蕩器通過周期性的電壓或電流變化產(chǎn)生脈沖信號，這些脈沖信號被稱為時鐘脈沖。時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
在高性能處理器時鐘系統(tǒng)中，鎖相環(huán)（PLL）被廣泛應(yīng)用于時鐘信號的生成和調(diào)節(jié)。PLL可以將輸入的參考時鐘信號轉(zhuǎn)換為不同頻率的內(nèi)核時鐘信號，從而滿足不同部件的需求。此外，PLL還可以消除時鐘信號的相位差，確保系統(tǒng)的同步和穩(wěn)定。
系統(tǒng)時鐘的重要性
系統(tǒng)時鐘對于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要性不言而喻。時鐘系統(tǒng)的任何故障，如振蕩器不起振、振蕩不穩(wěn)或停振，都會導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作。因此，設(shè)計(jì)和維護(hù)一個穩(wěn)定、準(zhǔn)確的時鐘系統(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，還通過鎖相環(huán)等技術(shù)確保時鐘信號的穩(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。
