Выбираем лучший ЦАП: однобитники и мультибитники (часть 1)

Выбираем лучший ЦАП: однобитники и мультибитники (часть 1)

Винил, конечно, сейчас — модная штука, друзья, но побороть цифровую дистрибуцию музыки ему не придется никогда. Цифровые источники звука вот уже более полутора десятка лет прочно удерживают доминирующее положение как в профессиональном, так и в бытовом секторах электроники. Поговорим о том, как выжать максимум Hi-Fi-соков из ассортимента плодов — от интернет-радиостанций до 24-битового аудио.

Когда-то проигрыватель компакт-дисков был единственным решением, и вообще поначалу считался крутым High End, но сегодня эту тему, похоже, можно считать морально исчерпанной. Да, по старинке еще многие держат CD в коллекциях, но как физический носитель он проигрывает винилу, который банально красивее выглядит, а технически уступает по параметрам HD-аудио, которым уже вовсю торгуют в интернете не только аудиофильские, но и мейджор-лейблы. Таким образом, вместо CD-плеера нам нужно более универсальное устройство с внешними входами, которое могло бы преобразовать двоичный код из нулей и единиц в аналоговый сигнал, который далее подавался бы на усилитель и колонки в итоге.

ЦАПы есть везде

Блоком с цифроаналоговым преобразователем (ЦАПом, конвертером, DAC) оснащен и AV-ресивер, и CD-, и в принципе любой медиаплеер. Как самостоятельное устройство ЦАПы появились в качестве High-End-апгрейда существующему CD-проигрывателю. Конструкторы полагали, что плеер разумнее разнести в отдельные блоки с собственным электропитанием.

Один из первых внешних ЦАПов Sony DAS-R1, выпущен в конце 1987 года

В первом устанавливалась собственно механическая часть со считывающей оптической системой и цифровым выходом. Это называлось CD-транспорт. Во втором блоке движущихся узлов уже не было — лишь плата ЦАПа, значение которого в настоящее время выросло до звания цифрового хаба. Кстати, очень часто бывает и так, что в современном CD-проигрывателе найдется пара цифровых входов для подключения внешних источников.

Жизненный цикл звука от источника, последующей записи и оцифровки, обработки, и обратного цикла — цифроаналогового преобразования

Современный конвертер взаимодействует с целым рядом источников сигнала — главное, чтобы для всех нашлась соответствующая коммутация. Источником может быть и старенький DVD-плеер – обычно они подключаются через оптический TosLink или коаксиальный кабель. Последний выглядит как обычный «тюльпан» из стереопары. Дорогие модели могут еще используют соединение разъемами типа XLR. С помощью USB входа к ЦАПу можно подключить компьютер или портативный источник звука.

Помимо этого, портативные ЦАПы делают совместимыми с источниками на основе iOS- или Android-телефонами, айподами, планшетами и другими гаджетами. Фактически во всех этих случаях конвертер становится внешним звуковым модулем с отдельным питанием и хорошей начинкой, которые не снились в штатной мультимедийной технике. А еще современные ЦАПы нередко оснащают усилителем для наушников.

Мультибитные и однобитные ЦАПы

До 21 века цифроаналоговые преобразователи оперировали только с 16-битным аудио, согласно формату Red Book для компакт-диска. Другого просто не было. Частота дискретизации у CD была 44 кГц, у профессиональных DAT-рекордеров капельку выше — 48 кГц. Сначала все ЦАПы работали по «параллельному» принципу — все 16-разрядов «взвешивались» на R-2R матрице (резисторной схеме лестничного типа).

Пример схемы R/2R ЦАПа

Знатоки знают наизусть и ценят такие марки чипов, как Burr-Brown PCM63 или Philips TDA1541. Однако R-2R матрицы оказались дороговатым и не слишком технологичным удовольствием. Требовалась точная лазерная подгонка всех номиналов сопротивлений. В противном случае при работе неточный замер битов приводил к нарушению линейности сигнала.

Поэтому на смену R-2R пришли ЦАПы с 1-битовым преобразованием, получившим название "дельта-сигма". Если мультибитники выдавали напряжение сигнала напрямую, исходя из всех поступивших на матрицу 16-битовых данных, то в дельта-сигме напряжение колебалось в зависимости от того «ноль» пришел на приемник или «единичка». 1 — означала увеличение напряжения аналогового сигнала, а 0 — уменьшение.

Микросхема мультибитного ЦАПа Burr-Brown PCM63

Старые аудиофилы нет да и вспомнят музыкальность R-2R чипов, но и деваться некуда. Дельта-сигма оказались и практичнее в настройке, и дешевле в производстве. Да и качество SACD-формата доказало, что 1-битовое преобразование отлично умеет справляться с High-End задачами. Частота дискретизации SACD измеряется уже не кило-, а мегагерцами, поэтому в схеме можно обойтись совсем простыми аналоговыми фильтрами.

В классических схемах на базе PCM до сих пор приходится фильтровать помехи квантования цифровым способом — их существует несколько и некоторые модели ЦАПов предоставляют возможность выбрать один из них.

Сами же дельта-сигмы прогрессировали в сторону гибридных схем, где поток обрабатывался каскадами, как по 1-битной, так и параллельной схеме. Но самое главное, величина цифрового слова выросла в них сначала до 24, а потом и до 32 бит. Кроме того, перспективным направлением являются ЦАПы на программируемых вентильных матрицах (FPGA), где и вовсе нет традиционных конвертеров.

Современный ЦАП Mytek Manhattan работает с потокоми РСМ 32 бит / 384 кГц, DXD, DSD-DS-DSD256 (11.2 MHz)

Для чего такая расширенная разрядность? Для достоверности. В профессиональной индустрии сегодня используются 24-битная запись, обеспечивающая более точное описание оригинального сигнала. Как уже упоминалось, ряд музыкальных изданий уже доступен в формате высокого разрешения. Так что можно, конечно, послушать урезанную версию на компакт-диске или МР3, но согласитесь, интереснее встать на одну ступеньку ближе к звукорежиссерам, которые возились с вашим любимым альбомом. И поэтому ваш ЦАП должен быть полностью готовым для приема контента высокого разрешения — как по USB, так и по остальным протоколам передачи данных.

Продолжение:

Выбираем лучший ЦАП: сердце ангела (часть 2)

Выбираем лучший ЦАП: старики, нахалы и нахальные старики (часть 3)

Выбираем лучший ЦАП: FPGA-модули на гиперскорости (часть 4)

63.01 дБ +

Комментарии

#

Сначала думал написать коммент, что все это пурга, но потом передумал.

Кто понимает, о чем тут речь идет, скорее всего это и читать не будет. А те, кто этому верит - пускай бегут в магазин и тратят килобаксы на новые погремушки, раз мозгов нет.

- 36.2 дБ +
#

Есть такое распространенное явление, мало встречающееся, к примеру, на европейских или американских ресурсах, но очень частое на ресурсах постсоветского пространства. Облить помоями все, что не вписывается в свой собственный бюджет. Да еще начать убеждать тех, у кого с бюджетом иная ситуация.

Уже неоднократно предупреждали "спасателей" - или аргументировано пробуете доказать свою точку зрения, без хамства и перехода на личности, или идете в бан.

- 63.42 дБ +
#

Может поиграем от обратного? Аргументируйте преимущества 24 битного звука для персонального прослушивания?

Для работы в студии все понятно - больше битность исходного материала, меньше шансов получить клиппинг при сведении, там есть запас. А вот зачем мне 24/32 бита для готовой/сведенной фонограммы дома?

- 50 дБ +
#

Послушайте cd и sacd одного и того же автора и лейбла и почувствуйте разницу... Еще модно с native dsd из того же источника сравнить...

- 53.01 дБ +
#

очень странная статья, совершенно не раскрывающая смысл заголовка

- 53.01 дБ +
#

потому что это не полный материал, а часть 1

- 50 дБ +
#

Выбираем лучший ЦАП? Выбрал уже. На "нетехнологичном", устаревшем, не принимающем хайрез чипе ТДА1541. Беда в том, что когда отправлял его в своё время на профилактику, остался временно с современным, высокотехнологичным, принимающем 24/192 ЦАПом. Из музыки как будто воздух выпустили. Да,да, знаю, не чипом единым звук добывается и т.д. и т.п. Важна реализация, бла бла бла...Посыплю голову пеплом и буду слушать музыку.

- 53.01 дБ +
#

некоторые еще ценят 1540 - там еще ниже разрешение 14 бит, говорят еще более гладко и музыкально получается

- 50 дБ +
#

1540, 1541 - мутномылкий псевдоаналог, вот на что это похоже. Только как хороший аналоговый источник это никогда звучать не будет, и как хорошая цифра тоже.

То, как свой "современный высокотехнологичный" ЦАП охарактеризовал автор сообщения выше очень походит на описание посредственно реализованной дельтасигмы.

- 50 дБ +
#

Ежели бы всё было так гладко, как тут огрызнулись, то давно бы уже люди перестали вспоминать старые мультибитники. Технологичность производства и цена - ещё не все достоинства ЦАПов.

- 50 дБ +
#

Были и мультибитники хорошие и даже отличные, есть и сейчас выпускающиеся ЦАПы прекрасного качества и со всем современным функционалом. Так однозначно делить на тогда и сейчас смысла не вижу.

- 50 дБ +
#

А можно во второй части сделать список таких хороших ЦАП с USB разных ценовых диапазонов?

- 50 дБ +
#

лучше не зависеть от USB-реализации на конкретном ЦАПе и изначально иметь в запасе заведомо адекватное решение USB-SPDIF конвертера типа Sotm

- 50 дБ +
#

Ярослав, а чем Sotm лучше ?

- 50 дБ +
#

не только он. существуют и другие конвертеры - беркли например

такой модуль заточен под свою задачу, плюс к нему можно потом делать внешнее питание.

в самых новых ЦАПах в usb-контроллер сейчас ставят адекватные потроха, но в более старых моделях usb-развязка частенько уступала традиционному подключению

в любом случае это будет референсная точка, которую можно сравнить с штатным usb-входом и без проблем продать если разницы не будет особой

- 53.01 дБ +
#

А как Вам в этом плане M2 Tech Young DSD?

- 50 дБ +
#

dsd версию нечетал, базовый янг не впечатлил ничем кроме дизайна

- 50 дБ +
Чтобы оставить комментарий, войдите, пожалуйста.