Что такое гибридный цап
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.
Вопросы о ЦАПах: чипы и фильтры, мультибит, музыкальность и апскейлинг
На прошедшей онлайн-встрече было задано множество интересных и полезных вопросов о ЦАПах и цифровом сигнале. По итогам я сделал конспект-расшифровку наиболее важных из них, и по некоторым моментам дал расширенное объяснение. Будем считать, что получился своего рода FAQ по актуальному состоянию цифровых технологий в аудиокультуре.
На какие технические характеристики нужно обращать внимание при выборе ЦАПов — в порядке важности (силе влияния на звук), если можно так структурировать?
Ответ зависит от того, в какой вы точке вы находитесь. У вас уже что-то есть и нужен апгрейд — или вообще ничего нет? По ЦАПам можно посмотреть иерархию производителя. Если в линейке он такой один и стоит при этом не три копейки, то очевидно, что у производителя вся надежда только на него и это его предел возможностей. Т.е. производитель вложился в эту единственную модель.
Если же таких ЦАПов в линейке несколько, очевидно, что в младших моделях кое-что будет слабеньким — возможно, даже умышленно. Хотя по железной себестоимости разброс у пяти аппаратов может быть не таким и значительным.
Бывает, что производитель полагает, что он крепко упахался по теме и хочет разложить свои яички по всем корзинам. Поэтому он выстраивает свою линейку таким образом, чтобы сначала зацепить покупателей младших моделей чувством причастности к хорошему авторитетному бренду. Затем после обсуждения на форумах, где все щеголяют более дорогими аппаратами, человек настраивается в будущем занять более высокую ступеньку в этой иерархии.
Мне больше импонирует первый подход с минимальным количеством вариантов. ЦАП — это не колонка, которая может быть большого или маленького литража. Или усилитель, который должен выдавать много тока как сварочный аппарат. Здесь идет тихая тонкая работа — все это может работать хоть от батареек. Вот и сделайте одну модель на совесть!
Изучите все возможности чипа-конвертера, все его ключи, которые регулируют его работу и фильтрацию, поставьте лучший клок с минимальным джиттером, нормальные операционные усилители, исключите грязь питания. Хотя, повторюсь, для аудиолюбителей и в том числе журналистов второй вариант кажется более увлекательным — больше фактуры, можно посмаковать и поболтать о разнице начинок.
Приводимые технические параметры битности и дискретности принципиального значения не имеют. Если речь не идет о каком-то старье, сейчас даже дешевые чипы обеспечивают полную поддержку Hi-Res-аудио. Если на нем написано 32 бит или 24 бит — все это неважно. Официальной 32-битной музыки не бывает. Важно, какой у вас дальше обвес и была ли конструкция спроектирована адекватным человеком.
В чем разница выбора ЦАПа для CD и для FLAC и т.п., или они универсальны, кроме очевидного, типа необходимости порта USB в случае с FLAC с компьютера?
В CD-проигрывателях передача сигнала на ЦАП осуществляется в рамках одной платы, поэтому там используется протокол i2s. В нем синхронизация подается по отдельной линии. Его поддерживают все аудиочипы. Многие аудиофилы верят, что это самый лучший цифровой протокол на планете, но убедительных технических доказательств этому феномену пока не представлено. Случаи i2s-входов на внешних ЦАПах весьма редки. Причина банальна — стандартом не предусмотрено кабельное соединение для i2s. Поэтому некоторые Hi-Fi производители в частном порядке пытаются городить какие-то свои схемы на базе BNC, DIN, HDMI и др. С понятными итогами совместимости для этих агрегатов.
Поэтому если вы захотите вытащить из CD-транспорта PCM-код на внешний конвертер — понадобится кабель и SPDIF-протокол. Кабели — оптика или коаксиал, либо (реже) AES на разъеме XLR или BNC. Протокол SPDIF не использует отдельную шину, он содержит в себе тактовый сигнал синхронизации и ограничен параметрами 24 бит/192 кГц. SPDIF-ресивер на ЦАПе будет настраиваться строго по тактовой частоте транспорта, каков бы он ни был — хорош или плох.
USB-передача аудио — как это ни странно, находится ближе к старинному i2s, потому что фактически транслируется сигнал на i2s-шину в чипе ЦАПа. Здесь также существует возможность передачи до 32 бит и выделенный канал синхронизации. Первые USB-приемники имели синхронизацию с началом первого фрейма, но современные USB-ЦАП теперь владеют собственным клоком, и поэтому передача аудио по USB называется асинхронной. Подробнее можно почитать здесь.
Всегда интересовало выражение «музыкальный» ЦАП. Можно ли так характеризовать ЦАПы — и если да, то какие есть критерии «музыкальности»?
Не могу поручиться за каждого, кто злоупотребляет подобными терминами. В одних случаях подразумевается, что устройство принадлежит к аудиобренду High End, чей имидж обусловлен такой выраженной эмоциональной составляющей ее идеолога. Например, Питер Квортруп из Audio Note.
В других случаях этот термин могут приписывать мультибитным чипам — особенно, если они еще и работают в NOS-режиме, сглаживая высокочастотный диапазон. Окраска, ламповая или высокочастотная — все это может давать повод назвать такой ЦАП меломанским.
Предлагаю заодно рассмотреть и обратный вариант — почему некоторые слушатели обвиняют чипы ESS Sabre в антимузыкальности, хотя измерения у них такие, что не снились никаким «филипсам».
Какой чип ЦАПа лучше: AKM или ESS? Какие у них достоинства и недостатки?
В дешевых реализациях я бы избегал ESS. Если мы решим что-то выяснить с настройками чипов ESS, то обнаружим, что сделать это весьма непросто. В отличие от других производителей — Texas Instruments, Analog Devices или Asahi Kasei, — чипы ESS не имеют открытых кодов спецификаций.
Поэтому сразу предупреждаю самодельщиков не связываться наобум с «сейбрами». Это прибор с потенциально хорошими показателями, но сложный — и не все производители понимают, с чем имеют дело. Иногда некоторые не догадываются ставить сумматор из-за балансных выходов на чипе.
Внутренняя архитектура модулятора Sabre мультибитная и работает с блоками по 5 бит, усредняя значения. Математика Hyperstream на деле оказалась более чувствительной к смещению постоянного тока и вызывает рост интермодуляционных искажений в определенной области.
И это будет происходить, если вы используете цифровой аттенюатор перед ЦАПом. Интермодуляционные искажения более выражены для слуха, чем THD, но реже попадают в спецификации. А в западных пабликах это явление теперь так и зовут — ESS Hump.
Части производителей (таким, как Benchmark) удалось победить этот «горб», но у большинства проблема сохранилась. Так что сами видите — необходимо понимание работы ЦАПа в разных режимах.
Часто говорят о частоте дискретизации, но редко о битности. Насколько в реальности повышение глубины до 24 или 32 бит — это хорошо? Например, если частота остается 44,1 — улучшится ли звук, став 24-битным вместо 16 бит?
Чтобы понимать битовую глубину (или разрядность), сперва определимся, что они описывают и как работают. В бинарном коде бит будет либо 1, либо 0. Дальше с увеличением битности варианты кодирования растут по экспоненте. Напомню апокриф с изобретателем шахмат, которого правитель спросил о награде.
Шахматист смиренно попросил начать с одного зернышка на первой клетке и удваивать их количество на следующей. В общем, через несколько дней подсчетов правитель и казначеи поняли, что над ними издеваются. Потому что такого количества зерна не собрать, даже если осушить океаны и засеять всю землю. 64 клетки в шахматах — посмотрите на инженерном калькуляторе, сколько будет 2 в 64 степени. Это и есть 64 бит пшеницы.
При оцифровке (т.е. квантовании) истинные уровни всегда будут где-то между двумя соседними значениями кода. 16-битный звук описывается в пределах 65 536 значений. 24-битный звук, то есть 2 в 24 степени — уже описывается 17 миллионами вариантов уровня. Ну и как полагаете, какая сетка более точно опишет оттенки аналогового сигнала?
Еще один важный момент — редактирование цифрового сигнала. При изменении уровней, эквализации и другой обработке все процедуры для уменьшения ошибок квантования желательно вести в более высокой битности, чем оригинал. Поэтому на железном оборудовании в самом конце 80-х сначала появились шины 20 бит разрядности, затем и 24. В современных DAW-комплексах, да и просто компьютерных аудиоредакторах или даже регулировки громкости в плеерах типа Foobar внутренний пересчет потока ведется в 32 бит с плавающей точкой. DSP-процессоры могут использовать еще более высокие показатели — 64 бит, как на той шахматной доске.
Для тиража финальный микс опрокидывают обратно в 24 бит — либо по старинке в 16. В 32-битном формате музыку не издают. Нет смысла: огромный объем, ни SPDIF, ни FLAC 32 бит не поддерживает. Некоторые аудиофилы утверждают, что нет смысла и в 24-битной музыке. Мне так не кажется.
Дело в том, что для конвертации 32-битного проекта в 16-битную форму нужна инъекция сглаживающего шума. Так снимаются ошибки квантования при отбросе младших битов. Работает функция дизеринга (dither). И при переводе из 32 в 24 бит его величина настолько незначительна, что им даже можно пренебречь. Так что вмешательство в оригинальный сигнал при такой конвертации куда более щадящее, и имеет смысл предпочитать более близкие к оригиналу 24-битные миксы — даже если у них «обычная» частота дискретизации 44,1 кГц.
Если при воспроизведении 16-битный контент попадает на 24- или 32-битный ЦАП — ничего страшного. Просто младшие разряды останутся с нулями. А вот когда наоборот приходят 24 бит на старый 16-битный ЦАП, младшие 8 бит будут отброшены. Из-за транкейта ошибок квантования искажений в итоге станет больше.
Мультибитные ЦАПы — зачем они вообще нужны?
Мультибитные аппараты появились не нарочно, чтобы порадовать аудиофилов. Такая уж получилась технология — другой тогда еще не было. Хотя некоторые любители винтажа сейчас задним числом говорят, что такой ее сделали нарочно, чтобы отвадить потребителей от пластинок. Они же утверждают про «аналоговость» звучания мультибитных ЦАПов, с чем я не вполне согласен и на незнакомой системе вряд ли угадаю — вот это точно играет ЦАП на лестничной R-2R матрице. Если же намеренно ввести себя в аудиофильский транс и долго и изнурительно сравнивать, то я бы назвал мультибитный почерк иначе — жанровой «выразительностью».
Такой конвертер при грамотной реализации демонстрирует пластичность НЧ-диапазона, подчеркнет контур вокала или инструмента на акустических записях. Можно допустить, что у дельта-сигм при более уверенной и насыщенной «высоте» сцены, акустический тембр выглядит более постным и диффузным. Но, повторюсь, эта разница не в стиле «небо и земля».
В 80-90-х было выпущено множество CD-плееров с мультибитными чипами и грязноватым, утомительным звуком. Обвязка ведь тоже играет роль. К тому же не забывайте, что, например, DSD — это чистейшая дельта-сигма, однобитная. И у этой концепции вполне себе мягкий аналоговый (или псевдоаналоговый, как вам будет угодно) почерк.
Какие есть разновидности FIR-фильтров?
Информация по ним общеизвестна. Самый старый называется фазолинейным. После такого фильтра в волне будут паразитные колебания до и после импульса. В основном, сейчас применяют минимально фазовые — у него все колебания отложены на потом, после импульса. И эти флуктуации более выражены, чем у фазолинейного.
Если вы, как инженер, желаете уменьшить колебания, то ослабляете фильтр, делаете крутизну его спада мягче. Подобные фильтры называют уже не Sharp, а Slow. Они имеют спад на ВЧ. Если ваша система достаточно звонкая и прозрачная, Slow-фильтры ничего не испортят — мне они нравятся больше, чем Sharp.
1,2 – фазлинейные фильтры Sharp и Slow; 3, 4 – минимально-фазовые Sharp и Slow фильтры; 5 – без фильтрации non-oversampling (NOS); 6 – относительно новый вариант минимально-фазового фильтра Low Dispersion
Периодически поднимается тема апскейлинга частоты и битности цифрового сигнала. Насколько он нужен?
Если мы говорим не о записи, а о предварительном ресемплировании на более высокую частоту, то его цель — конвертировать и отфильтровать сигнал вне пределов человеческого слуха, сместить эту спорную область повыше. Но при пересчете такого сигнала на более высокий порядок тоже нарушается фаза. Так что оценивать успех этой процедуры придется вам на слух на конкретном устройстве. Лично мне это кажется лишней нагрузкой на процессор.
Самые современные и крутые ЦАПы поддерживают DSD1024 и апскейлинг PCM до 32 бит/768 кГц. Не убивает ли звук апскейлинг входящего сигнала до максимальных значений? Есть ли смысл (реальный прирост в качестве звука) в хранении и прослушивании DSD выше, чем DSD256?
Эта поддержка абстрактна и просто показывает вычислительные возможности. В идеале эти характеристики более приближены к аналоговому звуку с бесконечно затухающим спектром и бесконечной битностью. Но на практике никто не собирается записывать звук в таких форматах.
Вся кино- и музыкальная техника, а также персонал, который ее обслуживает, вполне удовлетворены частотами дискретизации 44,1 и 48 кГц. На эти частоты настроены и плагины обработки. Редко, когда используется 96 кГц на финальной стадии микширования, но сам мультритрек зачастую опять в 44,1. Нам может не нравиться такое положение дел в звукозаписи, но это данность. Что выросло, то выросло.
Есть ли разница в том, как техника воспроизводит разные представления одного и того же цифрового сигнала. Например, контейнеры без сжатия или со сжатием (без потерь)? Меняется ли что-то в разных версиях аудиоформатов? Например, FLAC был впервые представлен в 2001 году и пересматривался с тех пор десятки раз.
Сравнивал — ничего принципиального не заметил. Я знаю, что некоторые аудиофилы предпочитают не паковать в lossless-форматы, так как якобы без сжатия техника играет более «непринужденно». Те измерения, которые я провожу, не указывают на разницу при скармливании оригинального PCM или сжатого без потерь (архивированного) файла.
И я еще не дошел до той стадии паранойи, чтобы сравнивать версии FLAC. Это просто архиватор — какая-то версия жмет эффективнее, какая-то хуже. Он не трогает целостность потока, и у аудио в принципе не такая уж плотность данных, чтобы как-то переживать о нагрузке на современные чипы. Если не ошибаюсь, с какой-то поры все изменения версий FLAC затрагивали в основном кодировку тэгов. Но, опять же, находятся отдельные слушатели, которые скажут, что без тэгов файл звучит лучше.
Какое место у формата DSD в современной индустрии и есть ли у него будущее?
Будущего в современной индустрии звукозаписи у такого формата нет, поскольку в нем невозможно редактировать материал. Остается нишевое потребление. И если кому-то нравится звук DSD, то в него можно архивировать мастер-ленты с финальным миксом, что иногда и делается. И не забывайте, что в основе многих SACD, звучание которых вам нравится, использовались обычные записи PCM-рекордеров 16 бит/44,1 кГц.
На какую характеристику стоит обратить внимание в ЦАПах при построении настольной системы?
На коммутацию между ЦАПом и вашими активными колонками. Балансное подключение приветствуется. Также приветствуется USB-драйвер от XMOS или Amanero. Он должен обеспечивать нормальное ASIO-подключение.
Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео
ЗВУКОМАНИЯ
Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео
Какой ЦАП лучше?
Какой ЦАП лучше?
В электронике, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП, D/A, D2A или DAC) является прибором, который преобразует цифровые данные (обычно двоичного) в аналоговый сигнал (ток, напряжение, или электрический заряд ). А вот аналого-цифровой преобразователь (АЦП) выполняет обратную функцию. В отличие от аналоговых сигналов, цифровые данные могут быть переданы, перенесены и вы можете хранить их без повреждений, хотя должны будут потом эти данные воспроизводиться в более высококачественном оборудовании.
Какой ЦАП лучше?
ЦАП необходим для преобразования цифрового сигнала в аналоговый для получения точного высококачественного звука на наушниках или через усилитель на динамиках.
ЦАП и АЦП
ЦАП и АЦП, являются весьма удобной технологией, и данные приборы значительно способствовали цифровой революции. Для примера, рассмотрим обычный междугородный телефонный звонок. Голос вызывающего абонента, преобразуется в аналоговый электрический сигнал от микрофона, а аналоговый сигнал преобразуется в цифровой поток с помощью АЦП. Цифровой поток затем разделяется на пакеты, где они могут быть смешаны с другими цифровыми данными, не обязательно аудио. Цифровые пакеты отправляются к месту назначения, но каждый пакет может принять совершенно иной маршрут и не может даже прийти к месту назначения в 
правильном порядке и ко времени. Цифровые данные затем должны быть собраны в поток цифровых данных. ЦАП преобразует в аналоговый звук электрический сигнал, который приводит в действие звуковой усилитель, который, в свою очередь, приводит в действие громкоговоритель, который, наконец, воспроизводит звук.
Есть много характеристик влияющих на звук ЦАП: физические размеры, энергопотребление, разрешение, скорость, точность, стоимость и т.д. Из-за сложности и точности подобранных компонентов (чип-микросхема, ОУ, конденсаторы, кварцевые генераторы и т.д) звук ЦАП может быть разный с разной «комплектухой», даже при одинаковых ЦАПах.
ЦАП на 9038Pro Audiophile V2 купить
Работа АЦП — это неоднократное измерения амплитуды (громкости) входящей волны звука электрического давления (электрическое напряжение), и вывод этих измерений как длинный список бинарных байтов. Таким образом, математическая «картинка» создается от формы волны. Не беспокойтесь о битах и байтах. Для наших целей, это просто цифры.
Так что же, этот сигнал мы записываем и пытаемся воссоздать? Единая форма волны в нашем примере 
является аналогом или скопирована как результат на всех частотах от всех инструментов, которые произошли в воздухе в студии звукозаписи, и, естественно, объединенных в воздухе и пришли в одну точку микрофона в определенном порядке как один аналоговый звук естественным образом, который обрабатывается в нашей барабанной перепонке, чтобы услышать его. Это несчетное большое количество частот от всех инструментов и их гармоник и полученных от отражений комнаты (звуковой сцены), естественно объединены в воздухе и, естественно, «закодированы» как комплекс сигнала, и является оригинальной правдой о музыке на тот момент который мы пытаемся точно скопировать.
Частота дискретизации была определена и АЦП сделала свое дело, и данные теперь просто образовались в большой файл из чисел, впрочем, они могут быть изменены в бесчисленных форматах, а затем переносятся, копируются по всему миру и, наконец, представлены в вашей комнате для прослушивания, для вашего ЦАП.
ЦАП Audiophile V2 на 9038 и клон FM711
Бит будет идеальный если целостность файла будет сохранена, т.е. те же самые числовые значения, которые были созданы в АЦП — представлены вашему ЦАП. Если это так, то данные будут с идеальным битом.
Воспроизведение ЦАП (DAC)
ЦАП работает так — читает цифровые данные из файла и пытается воссоздать копию оригинального аналогового сигнала, записанного когда-то.
Где еще используют ЦАП?
ЦАП обычно используется в музыкальных плеерах для преобразования цифровых потоков данных в аналоговые
аудиосигналы. ЦАП также используется в телевизорах и мобильных телефонах для преобразования цифрового видео в аналоговые видеосигналы, которые подключаются к экрану для отображения черно-белых или цветных изображений. Они используют ЦАП для скорости/разрешения видео.
ЦАП часто используется для преобразования конечной точности временных рядов данных на непрерывно различном физическом сигнале.
ЦАП на 9038Pro Audiophile V2 внутри
Типичный ЦАП преобразует абстрактные цифры в конкретной последовательности импульсов, которые затем обрабатываются с помощью восстанавливающего фильтра, с помощью той или иной формы интерполяции, которая заполняет данными между импульсами. Другие методы ЦАП (например, методы, основанные на дельта-сигма модуляции ) продуцируют импульсные плотности в модулированный сигнал, который затем может быть отфильтрован по аналогии с получением плавного изменения сигнала.
В соответствии с Теоремой Котельникова, ЦАП (DAC) может восстановить исходный сигнал от выборочных данных при условии, что его пропускная способность соответствует определенным требованиям (например, полосы сигнала с полосой пропускания меньше частоты Найквиста).
Впрочем, в идеальном ЦАП отсутствует фильтр. Но, в основном фильтр в ЦАП, в конечной полосе пропускания устройства сглаживает переходную характеристику в непрерывную кривую.
Большинство современных аудио сигналов сохраняют в цифровой форме (например, МР3, flac и компакт-диски) и для того, чтобы быть услышанным через динамики они должны быть конвертированы в аналоговый сигнал.
Наиболее распространенные типы электронных ЦАП:
Типы ЦАП и как они работают
ЦАП — это схема, которая преобразует цифровые данные в непрерывный аналоговый электрический эквивалент звука, который должен быть воспроизведен на высококачественной аппаратуре или наушниках.
ЦАП или Звуковая карта
Амплитуда представляет собой цифровой номер, который происходит на основе частоты дискретизации (например, 44 100 раз в секунду). Этот процесс очень похож на бесконечную конвейерную ленту с пустыми кувшинами на нем, движущихся по заправочной станции. Размер кувшина фиксируется, и со скоростью они проходят мимо, что и определяется частотой дискретизации. Цель ЦАПа заполнить каждый кувшин точно по уровню, указанного в музыке.
Существуют три методики, используемые для достижения этой цели:
ЦАП Delta Sigma (Один бит)
Каждый образец или кувшин заполняется на нужном уровне со многими измерительными чашками, чтобы его налить /наполнить и достичь целевого уровня.
ЦАП Audio gd R2R11 обзор
«Один бит» — это мерный стаканчик либо полный, либо пустой. С 64 разовой передискретизацией, чашка только 1/64-й от объема кувшина. Это довольно плохая чашка и она не приблизилась к тому, чтобы быть достаточно точной. Чашка должна была бы быть 1 / 16,777,216 от объем кувшина, чтобы быть точной. Фильтрация здесь важна.
ЦАП Ladder (Лестница)
Ladder ЦАП отличается тем, что вместо одного мерного стакана (или бита), целый ряд чашек доступных, от очень маленьких, до очень больших.
Любую комбинацию чашки можно использовать для заполнения каждого кувшина точно по уровню.
ЦАП на 9038 Audiophile V2 задняя панель
Фильтрация не требуется, но точность определяется совокупной погрешностью всех используемых чашек.
ЦАП MSB Sign Magnitude Ladder
MSB Sign Magnitude Ladder ЦАП как Ladder ЦАП, изысканный и обрабатывает двумя способами.
Потому как чашки, как правило, на 1/2 полны, когда заканчивают, и начинают с очень точных 1/2 заполненных чашек вместо пустых. Оттуда мы снова используем широкий спектр измерительных чашек добавляя или отнимая по каждой чашке.
Так как каждый сосуд заполняется точно, фильтрация не нужна. Потому как наш слух наиболее чувствителен к звуку низкого уровня наш ЦАП является наиболее точным около 1/2 полным, где мы используем самые маленькие и самые точные измерения чашек.
А как насчет передискретизации ЦАП?
Синхронное повышение дискретизации MSB просто означает добавление еще банок между существующими банками и перемещает их быстрее вниз на линию. Глядя на многие банки до и после новых пустых, рассчитывает, как полные.
ЦАП Ladder (Лестница)
технически, привлекательна потому что это, как пассивный процесс (нулевой обработки любого вида, да, я знаю сам, преобразования является процессом), что означает, что нет никакого активного отбора проб и средних обработок, только простые резисторы, которые не имеют ограничения по скорости. MSB Ladder (лестница) является самым точным. Резистор быстрее — более 5 МГц.
внешний ЦАП Audio GD R2R 11
Он имеет уровень шума в 160 дБ. И это гораздо более точные и самые высоко-прецизионные ЦАП, реализованные в современном мире.
Широтно-импульсный модулятор
это простейший тип ЦАП. Стабильный ток или напряжение переключается в нижний аналоговый фильтр с длительностью, определен цифровым кодом ввода. Этот ЦАП часто используется для управления скоростью электродвигателя, но есть много других приложений использующие этот ЦАП.
Оверсемплинг ЦАП или ЦАП интерполяции
такие как дельта-сигма ЦАП, использовать технику преобразования плотности импульса. Методика передискретизации позволяет использовать ЦАП с более низким разрешением внутри. Простой 1-битный ЦАП часто выбирают потому, что он по своей сути линейный. ЦАП работает с импульсной плотностью модулированных сигналов, созданных с использованием фильтра низких частот — в технике это называется дельта-сигма модуляции.
Furutech GT2 подключение к цап
Это приводит к эффективному фильтру высоких частот, действующий в обработке сигнала-шума, таким образом это называется ограничение шума. Шум квантования при таких высоких частотах будет удален или значительно ослаблен путем использования аналогового фильтра нижних частот на выходе.
Большинство ЦАП с очень высоким разрешением (более 16 бит) относятся к этому типу из-за их высокой линейности и низкой стоимости. Более высокие темпы передискретизации могут не иметь в своей спецификации выходного фильтра низких частот. Скорость выше (например, 192 кГц) и 24 бит достижимы с дельта-сигма ЦАП.
Двоичный ЦАП, содержит отдельные электрические компоненты для каждого бита ЦАП, подключенный к 
суммирующей точке. Эти точные напряжения или токи подводят к выходному правильному значению. ЦАП является одним из самых быстрых способов конверсии, но страдает низкой точностью, требуемой для каждого отдельного напряжения или тока. Такие компоненты высокоточные и дорогие, так что этот тип преобразователя обычно ограничивается 8-битным разрешением и менее.
R-2R ЦАП
является бинарным, взвешенных ЦАП, который использует повторяющий каскадную структуру значения резистора R и 2R.
ЦАП Audio gd R2R11 обзор
Это улучшает точность из-за относительной простоты изготовления равно подобранные резисторы (или источники тока).
ЦАП Audio gd R2R11 отзыв
Циклический ЦАП
который последовательно строит вывод в течение каждого цикла. Отдельные биты цифрового входа обрабатываются каждый цикл.
Гибридные ЦАП
которые используют комбинацию вышеуказанных методов в одном преобразователе. Большинство ЦАП интегральных схем относятся к этому типу для получения низкой стоимости, высокой скорости и высокой точности в одном устройстве.
старый CD-плеер или ЦАП
Большинство ЦАП, показанных в этом списке, полагаются на постоянное напряжение, чтобы создать своё выходное значение. С другой стороны, умножая ЦАП (DAC) принимает переменное напряжение входного сигнала для их преобразования. Это ставит дополнительные ограничения конструкции от пропускной способности схемы преобразования.
Общие гармонические искажения и шум в ЦАП (THD + N)
Он выражается в виде процента от общей мощности нежелательных гармонических искажений и шума.
Динамический диапазон в ЦАП
Измерение разности между наибольшим и наименьшим сигналом ЦАП может воспроизвести, выраженные в децибелах.
Другие измерения, такие как фазовые искажения и джиттер, также может быть очень важны для высокого качества звука.
Линейный PCM аудио для дискретизации обычно работает на основе каждого бита резолюции, эквивалентной 6 децибел амплитуды (2x увеличение объема или точности).
Нелинейные кодировки PCM (A-закон / μ-закон, ADPCM, NICAM) попытка улучшить свои эффективные динамические диапазоны с помощью различных методов — логарифмические размеры шагов между выходным сигналом сильных представленных каждого бита данных (торговля большее искажение квантования громкие сигналы для лучшей производительности тихих сигналов)
Заключительное слово о ЦАПах
Оригинальный способ Sony и Philips заключается в преобразовании цифровой информации ЦАП Ladder 
(лестница), немного резисторов, что при подключении выглядели лестницей (отсюда и название). Но для Philips это было очень трудно построить, потому что было трудно получить резисторы достаточно точные, так как оригинал 1541ЦАП (DAC) был неточен. Но, тем не менее, он звучал лучше, чем следующие поколения, Дельта Сигма ЦАП.
Я надеюсь, статья «Какой ЦАП лучше?» была интересной и помогла кому-то. Пожалуйста, оставляйте комментарии ниже, чтобы я мог вернуться к вам.
Не бойтесь меня и добавляйтесь в ВК, Ютуб, Одноклассники
Если вы хотите узнать больше об этой теме, и быть в курсе, пожалуйста, подпишитесь на наш сайт.
Не забывайте сохранять нас в закладках! (CTRL+SHiFT+D) Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соц.сетях. Желаю удачи в поиске именно своего звука!
На нашем сайте Звукомания есть полезная информация по звуку и видео, которая пригодится для каждого, причем на каждый день, мы обновляем сайт «Звукомания» постоянно и стараемся искать и писать только отличную, проверенную и нужную информацию.