Перейти в главное меню N-Audio
Проблемы высококачественного звуковоспроизведения
Аудио ЦАП (audio DAC)
Пять причин,
по которым целесообразно иметь DAC
в виде отдельного блока
Аудио ДАК-1
 
Вы – аудиофил и у Вас есть качественный CD-плеер, купленный 5-6 лет назад за 500$. Вы к нему привязались, но понимаете, что время и научно-технический прогресс "роют ему яму" или просто хочется чего-то новенького. Порывшись по каталогам в поисках «доступного и с хорошими тестами», Вы не на чем не остановились. Во-первых, непонятно куда деть имеющийся – вернуть потраченные деньги нереально, во-вторых, Вы послушали и обратили внимание, что желаемое приобретение, даже не смотря на хорошую прессу, не очень отличается по звуку, а то и хуже. Не расстраивайтесь. Есть решение, которое может быть оптимальным в этой ситуации
 
 
1.
Быстрее всего морально устаревает «цифровая» начинка плеера. Протяжка 5 летней давности и современная, мало чем отличаются. Все новшества, в основном, сосредоточены в мультиформатном направлении. Поэтому Philips до сих пор использует механизм CDM12, которому в обед – 100 лет. А если учесть, что в 2-х из 3-х плееров крутится именно он, то получается не только Philips. Поэтому будем использовать имеющийся в Вашем плеере механизм в качестве транспорта.
 
  2. Если Вы не часто заглядывали на заднюю панель плеера, то вполне могли забыть, что там расположен разъем цифрового выхода. Но он там обязан быть и даже не исключено, что 2-х видов: оптический и коаксиальный. А вот за это разработчикам отдельное спасибо. Именно он позволит нам обойти морально устаревший фрагмент. Какой разъем лучше? С точки зрения шумов лучше оптический – поскольку осуществляется гальваническая развязка от внутренних цифровых шумов плеера.. Но принципиальной разницы нет, тем более, что в некоторых плеерах на коаксиальном разъеме применены цифровые (импульсные) трансформаторы. Поэтому какой кабель есть под руками -тем и пользуемся: оптическим за 8$ или коаксиальным (75 Ом) за 5$.  
Схема включения  ЦАПа
  3. Как вы догадались, теперь нужно подключить устройство, которое имеет более современные, чем у внутренней схемы характеристики. А вот теперь необходимо маленькое лирическое отступление. Предлагаю рассуждать на уровне схемотехники – поверьте, это достаточно надежный способ. Например, если в моделях от разных производителей применен одинаковый набор чипов, включенных по «дежурной» схеме, и утверждается, что один звучит лучше, чем другой, то позвольте, за счет чего? И вообще, внутренняя начинка плееров напоминает скорее сюжет из известного телефильма с «третьей улицей строителей». Поэтому давайте сформулируем критерии, по которым подберем DAC для своей системы.  
 
Есть две основополагающие формулы, которые смогут прояснить ситуацию:
 
 
Нелинейные искажения и динамический диапазон ДАКа
  здесь:
THD – коэффициент нелинейных искажений,
Dynamic Range – динамический диапазон,
N(n) – число бит в кадре (часто можно встретить термин «длина слова»),
которые затем обрабатываются фильтром и собственно чипом DA конвертера.
 
 
На основании этих нехитрых формул можно составить таблицу, которая прояснит зависимость качественных параметров от числа бит, задействованных в преобразовании.
 
Зависимость качества звука от количества бит в ЦАПе
Зависимость коэффициента нелинейных искажений THD
и динамического диапазона DR от количества бит в аудио ЦАПе
 
 
А теперь, ответьте как на духу,
не хотелось бы сменить имеющуюся в распоряжении 16 битовую «цифру» на 24 битовую?
Думаю, попробовать стоит.
 
  Предвижу вопрос знатоков, что параметры одно, а звук – другое. Не соглашусь, с Вашего позволения. Когда дело касается ламповой или транзисторной усилительной техники – да, «слепое» сравнение на уровне простейших параметров некорректно, поскольку «силовое» преобразование и совместимость с акустикой достаточно сложный процесс, о котором мы поговорим отдельно. В случае с цифрой совсем другое дело – здесь царствует математика.  
 
В подтверждение наличия зависимости точности преобразования с ростом числа бит,
приведем еще пару графиков:
 
 
Зависимость точности преобразований от количества бит
График ошибки смещения «нуля» преобразования от идеального – показывает ошибку на выходе буфера DAC’а или другими словами, характеризует некорректную работу преобразователя «ток-напряжение»
 

 

Зависимость точности преобразований от количества бит
График зависимости монотонности передаточной характеристики от величины бита наименьшего значения (LSB). Характеризует дифференциальную ошибку

 
 
Зависимость точности преобразований от количества бит
График интегральной передаточной характеристики
  Как видите, точность преобразования также зависит от числа бит (от бита наименьшего значения).
 
  Теперь, когда с битами немного разобрались, осталось остановиться на выборе архитектуры DAC’а, потому что их существует несколько типов и разница очень существенная.
Из наиболее распространенных – это:
-Преобразователь с динамической подстройкой элементов (направление Philips);
-На основе Дельта – Сигма преобразования (направление Syrrus (Sirrus) Logic “Crystal”)
-Модифицированная резистивная матрица или R-2R (Burr-Brown).
Первые два способа представляют собой коммерческое направление и основаны на максимальном упрощении процесса преобразования при возможном сохранении качественных параметров.
Третий способ достаточно дорогостоящий, поскольку требует полноценной цифровой фильтрации, но обеспечивающий максимальную скорость и точность преобразования.
Естественно, как всякий уважающий себя максималист, предлагаю остановиться на нем. Кстати, именно этим способом пользуются хай-файские «брэнды», за исключением английских – последние предпочитают Дельта – Сигма DAC и не будем им мешать.
 
  4. Еще одним немаловажным фактором является применение корректного буфера на выходе DAC’а, ибо небрежность в этом вопросе приводит к тому, что влияние межкомпонентного кабеля становится просто катастрофически неприличным. Чем не забывают пользоваться кабелепроизводители. Вероятнее всего Вы сталкивались с этой проблемой ранее, но объясняется это всегда чем-то мистическим.  
  5. Теперь когда определились – пора подводить итоги.
Итак, наш гипотетический DAC – 24-х битовый, с цифровым фильтром 8-кратной передискретизации (oversampling), максимальной частоты синхронизации системы (кратной стандартной- 44,1 кГц) – 256 Fs (32х8х44,1=11,289 МГц). Входной ресивер может обеспечивать джиттер (эффект дрожания фазы входного сигнала) на уровне 75 пс. У «рядовых» плееров этот параметр вообще не нормируется!
 
 
Можно почувствовать разницу посмотрев следующие картинки:
 
 
Коэффициент нелинейных искажений
  Спектр сигнала
 
 
Сигнал на выходе ЦАП при 24 и 20 бит (-110 дБ)
Сигналы на выходе ЦАП при 24 и 20 бит (-110 дБ)
 
 
Сигнал на выходе ЦАП при 24 и 20 бит (-120 дБ)
Сигналы на выходе ЦАП при 24 и 20 бит (-120 дБ)
 
 

В качестве послесловия могу сказать, что технические рассуждения подтверждаются прослушиванием.
Звук сверхдетальный, комфортный с отличной стереобазой.
Резко возрастают требования к записанной фонограмме – становятся слышны «огрехи» звукооператора и недостатки тракта записывающего оборудования.

Юрий Нечунаев, г. Киев

 
в начало
Профессиональная акустика от N-AUDIO. Высококачественная звукотехника класса HI-FI. 20-летний опыт разработок, изготовления и внедрения
Примеры реализации аудио даков N-Audio
для высококачественного звуковоспроизведения:
 
АУДИО ДАКИ АКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ПОИСК ПО САЙТУ КОНТАКТЫ
УСИЛИТЕЛИ ДИНАМИЧЕСКИЕ ГОЛОВКИ СПРАВОЧНИК СОТРУДНИЧЕСТВО
N-AUDIO PRODUCTS АВТОАКУСТИКА СТАТЬИ ГЛАВНОЕ МЕНЮ
Профессиональная акустика от N-AUDIO. Высококачественная звукотехника класса HI-FI. 20-летний опыт разработок, изготовления и внедрения
Copyright © n-audio.com 2004-06
Designed by BEStudio © 2006