![Про … секрет «музыкальности» [на примере ЦАПа TDA1540]](https://img.stereo.ru/v3/covers/27/7595afb-405e-471b-9795-e07ce8c9c3e0.jpg)
И да, ЦАПчик TDA1540 - прибамбас реально неординарный. Очень многих радует ярким рельефным звучанием. И это при 14 битах! Но в чём фишка? Предвижу вопрос: «Зачем сие выяснять, кому это сейчас надо, на дворе 24 бита и скоро ещё выше». Отвечаю: «Чтобы понимать, откуда ноги растут! А спецам - воспроизводить в дальнейшем!»
У современных ЦАПов битность-эффективность растёт как на дрожжах, частота сэмплирования-кватования улетела в сотни килогерц. Плотностно-импульсная (Pulse Density Modulation) DSD перешагнула 5 МГц. Но … Звучание чище и чище, но всё суше и суше, преснее. Короче, не цепляет. Душа просит, шоб звучало красиво )))
Поскольку любой ЦАП стопудово точнёхонько попадает в ноты, в тональность, в ритм-размер всевозможной озвучиваемой музыки, то в чём тогда искать пресловутую музыкальность, позвольте поинтересоваться??? А ?
«Музыкальное звучание» для аудиоаппаратуры (да и для музыкальных инструментов) – понятие не формализованное, определяемое лишь на слух, отдаваемое на откуп экспертам. Продаваны и аудиофилы тут вольны фантазировать, упиваясь от самого процесса, вербально-эпистолярно обсасывая-сравнивая размеры-цены своих "аппаратов" по сотому разу. Тема аудио по холивару вторая после футбола, в котором разбираются все, но играть в который на уровне выше дворового мало кто умеет.
Единственный способ минимизировать субъективность (предвзятость) – сравнивать воспроизводимое из записи с живым-природным оригиналом, в идеале вслепую. Но это сложно. Поэтому прибегают к сопоставимому относительному сравнению.
Для начала разговора по существу предлагаю сформулировать-напомнить критерии качественного звучания применительно к ЦАП, в частности TDA1540:
- натуралистичность звучания (по слуховой памяти с реальными звуками)
- тембральный баланс (соотношение высоких и низких частот), тембральный окрас
- детальность (по сути, чёткость , она же скорость отклика на всплески звука и затухания без «затяга» во времени)
- прозрачность звучания (отсутствие так называемого замыливания)
- привнесение искажений, не режущих слух
Итого 5 критериев, в общем-то уже ставшими классическими в субъективной аудио экспертизе. Полагаю, достаточно. Шестой критерий, в данном случае дополнительный – глубина стерео сцены и локализация источников звука в пространстве, актуален для акустических систем. Далее, введя 5 бальную шакалу для оценки, будет оперировать только с вышеуказанными критериями.
Мои слуховые ощущения, помноженные на большой опыт прослушивания и чуткий слух, для TDA1540 позволили выставить следующие отметки:
- 4 (не все звуки звучат натурально)
- 5
- 5
- 5
- 4 (иногда некоторые слышимые искажения «задевают» слух)
В совокупности 23 балла из 25. Для сравнения удачная по звучанию топовая профи аудиокарта стоимостью ~1000 уе набрала почти столько же, выиграв в натуралистичности, но проиграв в прозрачности, и частично, в детальности (из-за большей прозрачности).
Но в чём всё-таки секрет особой "музыкальности" TDA1540? Следует признать, что высокую прозрачность-детальность звучания многие принимают за музыкальность. Так что секрет TDA1540 следует искать в высокой чёткости (выражаясь языком фото, «контрастности») и специфике привносимых искажений.
Слуховая система человека на искажения звука реагирует по-разному. От некоторых гармонических – прётся. От других стремается.
Измерив гармонические искажения (THD) при разных уровнях сигнала у TDA1540, был поражен, что ниже -80 дБ у оные достигают 10 %, причем во всей полосе рабочих частот, т.е. от 20 Гц до 20 кГц. А на уровне -60 дБ составляют чуть менее ~2%. Динамический диапазон 14 битного сигнала теоретически около ~84 дБ, так что всё физично!
Впрочем, вся музыка на массовых носителях давным-давно ещё в студиях на этапе мастеринга втискивается в диапазон 45 дБ, например, для винила. А до уровня -40 дБ(FS) искажения у TDA1540 намного менее 1 %. Так что версия в каком-то особом привнесении гармонических искажений не катит, не убеждает.
В Инете плодятся версии, одна другой круче-веселее:
я постоянно сравниваю звучание Philips CD304 на TDA1540, и CDPro2+Lynx20DE на AD1862. И вижу (т.е. слышу), чего не хватает TDA1540.
Кроме этого, изучив внутреннее устройство TDA1540 и TDA1541, мне кажется, я понял причину исключительной музыкальности TDA1540 и, в меньшей степени, TDA1541. У TDA1540 из 14ти разрядов 10 старших работают на так называемых динамических делителях тока, а 4 младших - на статических делителях матрицы R-2R. У TDA1541 из 16ти разрядов - соответственно 6 старших - динамические, 10 младших - статические. Поэтому она менее музыкальна, чем TDA1540, но более музыкальна, чем, к примеру, AD1862, которая вся построена на R-2R.
И понял, как можно улучшить звучание TDA1540.
А именно, построить ЦАП на 2х и более TDA1540 с разрядностью 15-18, в которых все разряды будут работать на динамических делителях тока.
[https://forum.vegalab.ru/showthread.php?page=3&t=30417]
Конспирологов тоже хватает:
демодулятор CX7933, интерполятор CX7934 и коррекция ошибок CX7935. Как показала практика, кажется, что именно такое сочетание обеспечивает источнику с SAA7030 /TDA1540D идеальный баланс прозрачности и музыкальности.
Ключевое слове здесь – «кажется». При этом креститься лучше не забывать. Коррекция ошибок по коду Рида-Соломона вряд ли на звучании сказывается, поскольку активно вмешивается, когда привод начинает косячить, отражённый луч лазера прыгать и тп. А вот связка TDA1540\41с микросхемой фильтра SAA7030 это уже гораздо теплее, поскольку мусора после 14 битного цифро-аналогового преобразования хоть отбавляй, и его надо задвинуть в область неслышимого человеком ультразвука очень аккуратненько, не выплеснув с грязной водой ребёнка. Но об этом рекламщики не расскажут.
Полезнее читнуть статейку на англицком от профи:
Собственно, чем больше разрядов в цифровом представлении сигнала, тем больше его динамический диапазон. И всё! Соотношение сигнал шум, по идее, тоже должно подтягиваться. Но на практике - не факт, так как шибко зависит от «тёмных сил электричества». Так, -118 дБ для 24 битного АЦП и ЦАП это рекорд, хотя теоретически -144 дБ.
16 бит (двойка в степени 16) означает, что амплитуда полярного акустического сигнала в цифровых отсчётах составляет от -32768 до +32767 целых значений.
24 бита (двойка в степени 24) даёт уже миллионы отсчётов (от -8388608 до +8388607). Но беда в том, что у лучших микрофонов соотношение сигнал шум 83 дБ, и в реальной жизни динамического диапазона 90 дБ хватает за глаза. Остальное – в запас, чтобы не случалось зашкала при записи.
Вернёмся-ка к микросхеме интерполяционной фильтрации, т.к. именно она из 14 битного сырца делает почти 16 битный чистовик (благодаря функции нойз-шейпинга):
Судя по наблюдаемым в спектрах мощным всполохам выше 20 кГц, работы у данной микросхемы хоть отбавляй. Особенно при высокоамплитудных сигналах. Самое главное, данный фильтр малого порядка близок к линейному по фазе !!! Врубаетесь?
Рискну предположить, что секрет звучания TDA1540 кроется в связке с фильтром SAA7030, а искомая музыкальность зиждется в привносимых послезвучиях. Но как сие основанное на логике и знаниях гипотетическое умозаключение проверить-доказать? Вылавливать микросекундные послезвучия, и ..., гм-м, долго дискутировать, что ты не осёл, или же пойти от обратного? Т.е. не искать синего журавля музыкальности, а выявить нравящиеся большинству раскрашивания звука!
Так, на чём может проколоться сей нойз-шейпинг фильтр, закрывая дырку в 2 байта успешным обманом нашего слуха? На специфических околомузыкальных сигналах, когда запихнуть весь цифровой мусор подальше за 20 кГц не удаётся!
При проверке TDA1540+SAA7030 весьма показательным оказался перепетый "Персональный Исус" (Karen Souza - Karen Souza Essentials - 2011/2013, Victor – VICJ-61696). Околоджазовый вокал неслабо выпучен динамическим компрессором, привнесённое цикание в любом исходнике на массовых носителях раздражает. Винтажный СиДи плеер PHILIPS CD304 это циканье заметно преобразил. Но прибавил ли при этом "музыкальности", то есть, благозвучности?
Перегнав файл, записанный при озвучивании через TDA1540 в цифре (24-96), в "сидюшные" 16-44 и сравнив с исходным "грабом" с CD, убедился что разница смехотворная (TDA1540+SAA7030 явно выдаёт большее, чем содержится в 16-44). Пришлось перегнать в 24-96 исходник с сиди, который, ясный пень, в 16-44. Увы, повышающий перегон не пошёл на пользу (сказалась некратность частот дискретизации и грязь искусственной детализации) - на слух разница подзатёрлась, но еще осталась:
И что скажет честной народ, прослушав сэмплы? У меня мнение уже сформировалось, но высказывать спешить не стану , дабы не подталкивать не искушённого слушателя на пути нелёгкого выбора.
Не менее интересным в плане проверки на вшивость на музыкальность оказался трек "Time" с DSOTM (MFSL UDCD 517).
Кстати, эту композицию, а именно начало, где тикают-звенят-бьют разные часы (записанное вживую в антикварном магазине), не так давно использовали при проверке звучания аудио аппаратуры постоянно. Всех достала до печёнок, в шоу-румах продавцы слёзно умоляли не ставить, так же как в музыкальных магазинах электрогитаристам - не играть вступление к Smoke on the Water.
Так вот, там, где часики резвятся, высокие частоты блещут во всей красе, аж за 20 кГц - как доказывают SACD и прочие истинные хай-резы (коих кот наплакал). "Это не музыкальные звуки!" - воскликнут бдительные читатели, не утомлённые сим повествованием, и будут по своему правы.
Возникает крамольная мысль: если сделать софт, который на лету будет в 16 битном сигнале (например, с CD, или стрима) отсекать 2 бита и подмешивать noise-shaping шумок подобно SAA7030 , то что получится на выходе???)))
[продолжение следует]