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[外设] 科普一下,数字信号也会收到噪声干扰

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发表于 2025-10-19 13:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 海口天空 于 2025-10-19 14:17 编辑

在我上一个帖子中,我说我换了条环线HDMI线感觉更清晰了,虽然我没有量化证据,但很多人以数字信号不会被干扰来说我不去搞HIFI可惜了,作为一个曾经搞过Serdes的ICer,我要说,普通人眼中的数字信号是图1,但实际的数字信号是图2。数字信号也会受到噪声和电磁干扰。数字信号有个重要指标是BER(误码率),我查了下,3m铜线HDMI丢失数据包是万级/秒,数据线越长越容易受到干扰。

所以光纤线能改善显示质量是有可能的,当然我没实测过

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我查了下,HDMI2.1像内存一样,也有个ECC功能,但一般消费级都不会用,只会像内存一样,错就错了。只不过内存的BER极低,1e-16次方,而HDMI的BER高得多,在1e-9,这应该还是1.2m的线下的BER,3m估计剩下1e-7都不稀奇

图1

图1

眼图

眼图

发表于 2025-10-19 13:52 | 显示全部楼层
没人 说过数字信号不会被干扰
发表于 2025-10-19 14:02 | 显示全部楼层
其实你没明白最核心的东西,就是数字信号处理编码和解码跟模拟信号的区别,虽然都有噪声,可影响是完全不同的
发表于 2025-10-19 14:04 | 显示全部楼层
你从实际出发应该测 tmds error count
从理论出发应该给大伙分析一下 tmds 编码过程

拿个眼图出来装比闹麻了
 楼主| 发表于 2025-10-19 14:13 | 显示全部楼层
本帖最后由 海口天空 于 2025-10-19 14:15 编辑
xy. 发表于 2025-10-19 14:04
你从实际出发应该测 tmds error count
从理论出发应该给大伙分析一下 tmds 编码过程


我查了下,HDMI2.1像内存一样,也有个ECC功能,但一般消费级都不会用,只会像内存一样,错就错了。只不过内存的BER极低,1e-16次方,而HDMI的BER高得多,在1e-9,这应该还是1.2m的线下的BER,3m估计剩下1e-7都不稀奇
发表于 2025-10-19 14:19 | 显示全部楼层
关键的问题你可能没遇到过,就是如果HDMI信号被干扰(哪怕只影响1个比特),是微妙的画质变化,还是更严重的后果呢?

如果你遇到过相关的情况你就知道,HDMI这种数字信号被干扰,就跟你一个zip文件被破坏了1个比特一样,很大程度上就是无法解码了。画面/声音的表现不是微妙的差别,而是雪花/爆音/色块/啸叫/黑屏……

所以和模拟信号不同,模拟信号受到干扰考验的是观者的HiFi经验……数字信号受到的干扰如果影响到了应用层,反正HDMI是无力回天,是个人都会发现这系统故障了。
 楼主| 发表于 2025-10-19 14:24 | 显示全部楼层
rvsc 发表于 2025-10-19 14:19
关键的问题你可能没遇到过,就是如果HDMI信号被干扰(哪怕只影响1个比特),是微妙的画质变化,还是更严重 ...

不会无法解码的,编码的时候就考虑进去了。
比如DDR,也是有误码率,消费级没有ECC,错了就错了,消费级DDR的误码率是1e-16方
HDMI的误码率是1e-9方,这还是最严格的标准下的HDMI,我们平时用的3m HMDI线估计误码率能飙升到1e-7方。
这么高的误码率,HDMI在设计编码时必定已经考虑到了,这个编码一定是连续的而不是你想象中错一个码造成黑点什么的,HDMI的码应该是错了以后造成色偏
发表于 2025-10-19 14:27 | 显示全部楼层
xy. 发表于 2025-10-19 14:04
你从实际出发应该测 tmds error count
从理论出发应该给大伙分析一下 tmds 编码过程

+1
LZ都搞过serdes了,这贴发的那叫一个令人惊悚
发表于 2025-10-19 14:30 | 显示全部楼层
海口天空 发表于 2025-10-19 14:24
不会无法解码的,编码的时候就考虑进去了。
比如DDR,也是有误码率,消费级没有ECC,错了就错了,消费级D ...

你完全在用一个错误的理解方式去理解数字信号

所以你们这帮搞HIFI的能不能别用模拟信号那套理论去理解数字信号理论。
 楼主| 发表于 2025-10-19 14:32 | 显示全部楼层
foxsheep 发表于 2025-10-19 14:27
+1
LZ都搞过serdes了,这贴发的那叫一个令人惊悚

我是搞模拟的,没有考虑过编码。
另外,如果没有ECC,那么误码就是误了,没法纠正
 楼主| 发表于 2025-10-19 14:32 | 显示全部楼层
海口天空 发表于 2025-10-19 14:32
我是搞模拟的,没有考虑过编码。
另外,如果没有ECC,那么误码就是误了,没法纠正 ...

我是搞模拟的,没有考虑过编码。
另外,如果没有ECC,那么误码就是误了,没法纠正
 楼主| 发表于 2025-10-19 14:34 | 显示全部楼层
hsmms 发表于 2025-10-19 14:30
你完全在用一个错误的理解方式去理解数字信号

所以你们这帮搞HIFI的能不能别用模拟信号那套理论去理解数 ...

我没有错误
你理解的数字信号是有ECC矫正的数字信号,但我要告诉你,HDMI他没有
 楼主| 发表于 2025-10-19 14:35 | 显示全部楼层
rvsc 发表于 2025-10-19 14:19
关键的问题你可能没遇到过,就是如果HDMI信号被干扰(哪怕只影响1个比特),是微妙的画质变化,还是更严重 ...

ZIP文件破坏了1bit无法解码,是因为解码软件本身有类似ECC矫正的东西。但是HDMI没有
发表于 2025-10-19 14:37 | 显示全部楼层
海口天空 发表于 2025-10-19 14:34
我没有错误
你理解的数字信号是有ECC矫正的数字信号,但我要告诉你,HDMI他没有 ...

数字信号出现误码或者信号不完整只会有无法解码播放,花屏,黑屏或者这段内容被跳过,不会出现你说的画面清晰度改变,亮度有改变这些现象 。
发表于 2025-10-19 14:39 | 显示全部楼层
本帖最后由 hsmms 于 2025-10-19 14:43 编辑
海口天空 发表于 2025-10-19 14:35
ZIP文件破坏了1bit无法解码,是因为解码软件本身有类似ECC矫正的东西。但是HDMI没有 ...


编码解码过程是由机器设备完成的,这个时候信号都没传输到HDMI里,你老是扯HDMI干什么?

你不会觉得数字信号的编码解码过程是通过HDMI完成的吧?
 楼主| 发表于 2025-10-19 14:45 | 显示全部楼层
hsmms 发表于 2025-10-19 14:37
数字信号出现误码或者信号不完整只会有无法解码播放,花屏,黑屏或者这段内容被跳过,不会出现你说的画面 ...

想多了,不可能
1e-9,这是HDMI的标准。这么高的误码率,如果按照你这样做,那显示画面根本没法看。
你说的所谓黑屏,花屏,都是解码时ECC校验错误(最简单的比如奇偶校验)错误后给0000或1111,但消费级HDMI没有ECC校验,解码出的是连续的而不是校验错误(实际没有校验)置零或1。
 楼主| 发表于 2025-10-19 14:48 | 显示全部楼层
hsmms 发表于 2025-10-19 14:30
你完全在用一个错误的理解方式去理解数字信号

所以你们这帮搞HIFI的能不能别用模拟信号那套理论去理解数 ...


你对数字信号的理解完全是错误的
在通信中,接收方会根据算法进行校验,比如ECC,并根据具体通信协议采取丢弃数据、请求重发或忽略错误等操作,不会直接修正错误。
在DDR中,消费级不会去校验错误,而工业级会有ECC校验,然后执行上述通信过程。
在HDMI中,消费级也没有ECC校验,错了就是错了。错了是可以解码的,只不过无法通过ECC校验,没有校验就无法知道解码的是不是对的,错了也直接拿来用,不会出现0000或1111,也不会出现你所谓的黑屏,花屏之类想象中的东西
发表于 2025-10-19 14:49 | 显示全部楼层
海口天空 发表于 2025-10-19 14:45
想多了,不可能
1e-9,这是HDMI的标准。这么高的误码率,如果按照你这样做,那显示画面根本没法看。
你说 ...

1e-9  十亿分之一的误码率很高?

这算高的化那模拟信号线材比这还高。

 楼主| 发表于 2025-10-19 14:51 | 显示全部楼层
hsmms 发表于 2025-10-19 14:39
编码解码过程是由机器设备完成的,这个时候信号都没传输到HDMI里,你老是扯HDMI干什么?

你不会觉得数字 ...

所以你没搞过芯片,都在臆想。
HDMI是一整套PHY协议,PHY芯片,编解码没有CPU参与,像内存一样,都是PHY内部直接完成。没有ECC就是没有ECC,你什么都不懂,却一副居高临下的样子。
发表于 2025-10-19 14:52 | 显示全部楼层
海口天空 发表于 2025-10-19 14:48
你对数字信号的理解完全是错误的
在通信中,接收方会根据算法进行校验,比如ECC,并根据具体通信协议采取 ...

还消费级也没有ECC校验都来了
发表于 2025-10-19 14:53 | 显示全部楼层
本帖最后由 hsmms 于 2025-10-19 14:55 编辑
海口天空 发表于 2025-10-19 14:51
所以你没搞过芯片,都在臆想。
HDMI是一整套PHY协议,PHY芯片,编解码没有CPU参与,像内存一样,都是PHY ...


因为很简单道理因为编码解码过程跟HDMI线 没有半毛关系。

你们这群搞HIFI的总是这样喜欢抓住一个点不放 ,却不去思考说的东西跟你抓住的点是否有关系。
 楼主| 发表于 2025-10-19 15:02 | 显示全部楼层
hsmms 发表于 2025-10-19 14:49
1e-9  十亿分之一的误码率很高?

这算高的化那模拟信号线材比这还高。

1e-9是最高标准,3m的就会降到1e-7,是每个bit出现误码的概率是1e-7
每个data section有12个bit构成,那么一个data section有错误的概率就会降到1e-5,这个错误率一点不低
发表于 2025-10-19 15:13 | 显示全部楼层
有干扰那也是黑屏 闪屏 偏色这种肉眼可见的问题,线材正常不可能因为介质不同画面变清晰的。还是那句话,这脑子不搞HiFi浪费了。
 楼主| 发表于 2025-10-19 15:14 | 显示全部楼层
mangomango 发表于 2025-10-19 15:13
有干扰那也是黑屏 闪屏 偏色这种肉眼可见的问题,线材正常不可能因为介质不同画面变清晰的。还是那句话,这 ...

你不懂数字信号
发表于 2025-10-19 15:23 | 显示全部楼层
瞧瞧,我说什么来着,耳机吧才是你真正的家。
发表于 2025-10-19 15:42 | 显示全部楼层
HDMI 跟 zip 压缩包还不太一样,non-DSC 下 HDMI 并不会做熵编码,如果有 bit toggle 并且无法纠正,并且 toggle 没有出现在同步信号部分,那一般来讲会很类似模拟信号受到干扰,错就错了,表现为单个像素显示错误,而且不会影响到其他像素;高频信息越多的地方,越容易因为信号完整性问题出现 toggle,典型的高频信息就是文字或者锐利的窗口边缘。
如果打开了 DSC,因为 DSC 有 intra prediction,那 bit toggle 造成的画面损失会更大
发表于 2025-10-19 15:49 | 显示全部楼层
本帖最后由 foxsheep 于 2025-10-19 15:51 编辑

我来给LZ翻译一下:

如果你的HDMI线长3m,那么误码率将达到1e-7水平
而考虑到HDMI协议本身不做校验,可以认为显示的像素出问题的概率也是1e-7水平
考虑到4K显示器的像素数量也是1e-7水准,那么平均每帧画面将随机出现一个像素的显示错误

这种破烂玩意能弄出来简直是人类科技之耻,建议LZ把HDMI协会的人全突突了
发表于 2025-10-19 15:58 | 显示全部楼层
foxsheep 发表于 2025-10-19 15:49
我来给LZ翻译一下:

如果你的HDMI线长3m,那么误码率将达到1e-7水平

举个例子,假如一段视频使用 vvc 压缩,qp 设置成 1,那很有可能整帧 99% 的像素都和原始图像不一样,但是你看不出来;HDMI 这个协议本身是 error resilient 的,它连重发数据包的机制都没有,整个链路上很多设计都考虑到假如真的错了,那就尽可能让用户看不出来
发表于 2025-10-19 16:12 | 显示全部楼层
首先你不知道数字信号有校验这个东西么?
其次你真的有自信,你作为人类你的感知的分辨率大于数字信号的误码率?
发表于 2025-10-19 16:20 | 显示全部楼层
本帖最后由 foxsheep 于 2025-10-19 16:25 编辑
wjc911 发表于 2025-10-19 15:58
举个例子,假如一段视频使用 vvc 压缩,qp 设置成 1,那很有可能整帧 99% 的像素都和原始图像不一样,但 ...


你说得对,然而人家HDMI协会明明是要求任何传输介质都要保证BER<1e-9,到LZ这里3m线就能1e-7了,在用户侧,2个数量级差意味着像素错误频率从10s级变成每帧都有

任何视频编码算法,在静止、纯色场景下都是接近真无损的,动态场景下也大多是削高频保低频,也就是把原视频里的噪点变少,纹理变糊,用户难以感知是自然而然的
而LZ这个论调,是你打开word,背景纯白,啥也不干,然后屏幕上每帧随机出现错点,而且因为这个错误像素中的错bit也随机,冒出来的也有概率是青色紫色黄色,显然比视频编码出现的不一致离谱得多
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