Толкование цифра 6. Тайны числа "6"

Без ЦАП нет музыки, если ваши музыкальные файлы хранятся в цифровом виде. Вы можете не знать, как они устроены, но большинство из нас ежедневно пользуется, по крайней мере, одним цифро-аналоговым преобразователем, более известным как ЦАП или DAC (Digital to Analogue Converter).

Они встраиваются в такие устройства как компьютеры, планшеты, смартфоны. ЦАП –фундаментальная основа декодирования привычной цифровой музыки, превращения ее обратно в аналоговый сигнал, который способно услышать человеческое ухо.

Любому, являющемуся источником цифрового сигнала устройству – будь то CD или Blu-ray плеер, DAB (цифровое радио), ТВ приставка, игровая консоль или музыкальный плеер, требуется ЦАП, чтобы конвертировать последовательность нулей и единиц обратно в аналоговый сигнал, прежде чем отправить его на воспроизведение.

Традиционные усилители не усиливают, а громкоговорители не воспроизводят цифровой сигнал и ваши уши не могут его услышать. Они воспринимают лишь звуковые волны. Без ЦАП ваша коллекция цифровой музыки бесполезна. Это простой набор «0» и «1», который необходим лишь для работы цифровых устройств. Короче говоря, ЦАПы играют большую роль в процессе воспроизведения цифровой музыки.

Однако, cерьезной проблемой является то, что встраиваемые в большинство представленных выше устройств микросхемы ЦАП зачастую могут быть не достаточно высокого уровня и не всегда могут обеспечить максимально возможное качество цифрового оригинала. В связи с чем, возникает мысль о необходимости замены ЦАП, с тем чтобы преобразить музыкальный архив цифровой музыки и действительно получить максимальную отдачу от вашей аудио системы.

Звуки, которые мы слышим ежедневно, будь то музыка, речь, шум большого города или журчание ручья передаются виде в звуковых волн и попадают в наши уши в виде непрерывно меняющегося аналогового сигнала.

Одним из первых способов для хранения аналоговых записей стали прообразы нынешних виниловых пластинок, а позже появились магнитофонные ленты, но нежелательный шум при воспроизведении и хрупкость этих форматов требовали что-то новое. И этой новинкой стал компакт-диск (CD), изобретенный Sony и Philips в 80-х годах прошлого века и совершивший цифровую революцию в процессе хранения музыкальных записей.

Цифровое аудио очень отличается от аналогового. Цифровые музыкальные файлы, как правило, создаются методом импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) или PCM в английской аббревиатуре, и создаются путем постоянного, строго периодического измерения амплитуды аналогового сигнала.

Затем,значение амплитуды кодируется ​​в виде двоичного числа (набор 1 и 0), а разрядность этого числа часто называют битовой глубиной. Временной интервал между измерениями определяется частотой дискретизации.

При записи стандартного компакт-диска измерения проводятся 44100 раз в секунду (44,1 кГц). Каждое измерение записывается для хранения в двоичном формате с точностью до 16 бит. При записи аудиотреков с высоким разрешением используется разрядность до 24 бит, с частотой дискретизации 192 кГц или с более высокими значениями.

Вообще говоря, цифровые аудио данные могут кодироваться с различной разрядностью и частотой дискретизации, а затем в различные форматы файлов с разной степенью сжатия для уменьшения объема. Но независимо от того, как они создаются, работа ЦАП заключается в том, чтобы распознать все это и максимально точно перевести из двоичного формата с тем, чтобы максимально (насколько это возможно) приблизиться к аналоговому оригиналу.

Зачем нужен отдельный ЦАП?

В действительности, почти каждое современное цифровое аудио устройство имеет встроенный ЦАП, но также, очевидно, что не все ЦАП одинаковые. Преобразователи невысокого класса могут вносить нежелательные шумы из-за ограниченных возможностей используемой микросхемы. Они не могут поддерживать все скорости передачи данных, не говоря уже о появлении дополнительных искажений из-за потери синхронизации (эффект джиттера или дрожание).

Потеря синхронизации определяется, как временная задержка. Точные временные интервалы (тайминги) чрезвычайно важны в процессе приема потока цифровой музыки и, если они не выдерживаются (как правило, из-за плохо разработанной цифровой тактовой схемы) страдает качество звука.

Проблемы, связанные с потерей синхронизации могут возникать при передаче цифрового сигнала и они особенно опасны, когда сигнал передается между двумя устройствами. Поэтому в последние годы получают распространение асинхронные ЦАП, которые используют собственный источник тактовой частоты.

Генераторы тактовых частот в наиболее высококачественных ЦАП, как правило, обладают более высокой стабильностью, чем те, что устанавливаются в среднего класса ПК, так что звук будет соответственно лучше (при прочих равных условиях).

Исходный материал определяет качество

Конечно, чтобы получить максимальную отдачу от нового ЦАП, начинать нужно с подбора хорошего исходного материала. Не стоит ждать чудес, если вы посылаете на преобразователь музыку в формате MP3, 128 Кбит/c . В действительности, улучшенное декодирование такого чрезмерно сжатого аудио сигнала может сделать какие-либо звуковые недостатки даже еще более очевидными.

Оптимальный результат, с качеством на уровне CD и выше, можно получить при воспроизведении сжатых без потерь файлов типов FLAC, WAV или ALAC (Mac) в формате PCM или же в DSD.

DSD или PCM?

Формат DSD или Direct Stream Digital, является альтернативой PCM и был изначально разработан для Super Audio CD (диски SACD) Sony и Philips в конце 90-х годов.

Этот гораздо более редко встречающийся формат значительно отличается от PCM (импульсно-кодовой модуляции). Здесь для кодирования применяется широтно-импульсная модуляция (ШИМ), используется лишь одноразрядное кодирование, но со значительно более высокой частотой дискретизации – 2,8 МГц для DSD64 и 5,6 МГц для DSD128.

Споры о том, какие системы кодирования лучше продолжают бушевать и по сей день. Поэтому достаточно просто отметить, что если вы убежденный сторонник музыки в формате DSD, стоит убедиться в том, что ЦАП, который вы выбираете, поддерживает DSD, что бывает не всегда.

Какой ЦАП выбрать?

ЦАПы бывают разных форм и размеров, отличаются по функциональным и интерфейсным возможностям. Так что вам нужно в первую очередь понять, как вы будете его использовать. И выбрать с учетом стоимости, в которую хотите уложиться.

Компактные ЦАП для порта USB отличаются портативностью при разумной цене, они удобны в использовании. Размер варьируется от стандартного, вставляемого в порт USB модуля до блока карманного размера, который подключается через отдельный кабель USB.

Чаще всего, такие ЦАПы не требуют отдельного источника питания, получая необходимую электроэнергию от порта USB. Такие ЦАПы имеют, в значительной степени, простой набор интерфейсов. Есть гнездо для наушников и, возможно, будет линейный выход для подключения активных акустических систем или другой аудиотехники класса Hi-Fi.

Если вам нужно больше вариантов подключения и нет необходимости в носимом преобразователе, следует выбрать настольный блок. Они, как правило, больше по размеру и требуют отдельный источник питания, но часто предлагают несколько дополнительных цифровых и аналоговых аудио входов, наряду с USB для подключения к компьютеру. Обратите внимание на наличие усилителя для наушников, если он вам необходим, так как не все преобразователи имеют его.

Наконец, есть ЦАПы, которые специально разработаны для использования в составе большой домашней аудиосистемы. Они, как правило, имеют еще больше входов, включая такие малоиспользуемые, как AES / EBU, и отличаются расширенным набором возможностей, поддерживают весь спектр музыкальных форматов высокого разрешения или обеспечивают соединение через Bluetooth для передачи музыки в потоковом виде с вашего смартфона или планшета.

А некоторые даже имеют собственный регулятор громкости, поэтому они могут быть использованы также и в качестве предварительного усилителя.

Заключение

Несмотря на всю кажущуюся абсурдность двойного преобразования из аналога в цифру и из цифры обратно в аналоговую форму, нам не дождаться виниловой революции и придется довольствоваться цифровым звуком. Уж слишком удобна цифровая форма хранения и передачи аудиозаписей, как для домашнего использования, так и в профессиональной аппаратуре.

Конечно, цифровой звук является лишь копией с аналогового оригинала. Копией, которая еще в прошлом веке казалась несовершенной и использовалась в сугубо утилитарных, узкопрофессиональных целях. Но качество звучания лучших образцов сегодняшней аудиотехники даже на слух меломана приближается к лучшим аналоговым образцам. Далеко не последнюю роль в этом играют цифроаналоговые преобразователи, позволяющие выжать максимум возможного из музыкальных записей в форматах высокого разрешения.

В связи с широким распространением музыки в цифровом виде, в том числе в аудиоформатах высокого разрешения (ВР), производство цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) переживает в последнее время настоящий бум. Их характеристики постоянно улучшаются, возможности расширяются, а технологии, на которых они основаны, совершенствуются с необыкновенной быстротой. Если в 2010 году, когда мы составили первые списки ЦАП, в мире производилось около 400 моделей цифроаналоговых преобразователей, то в настоящее время их число перевалило за 1500. Отвечая на запросы любителей музыки, производители предлагают устройства самого разного уровня и назначения: от самых простых и недорогих типа «сделай сам» до самых совершенных, стоимость которых сравнима со стоимостью хорошего автомобиля. Как среди этого огромного количества разнообразных аппаратов, отличающихся по своим характеристикам и ценам, выбрать один, который подойдёт больше всего?

Для того, чтобы правильно выбрать ЦАП, сайт ПК Аудиофил предлагает воспользоваться следующей несложной методикой, заключающейся в последовательном осуществлении следующих шагов.

1. Определение количества и типа цифровых входов.
2. Определение частоты дискретизации и разрядности.
3. Определение типа аналоговых выходов.
4. Определение дополнительных характеристик.
5. Определение предельной стоимости.
6. Выбор подходящих моделей из «Списков ЦАП».
7. Сравнение характеристик, прослушивание и принятие решения.

Опишем перечисленные выше шаги на простом примере.

1. Определение количества и типа цифровых входов.

Например, необходимо осуществить преобразование сигнала от двух цифровых источников звука:

музыкальный сервер/ПК (вывод через USB);

проигрыватель компакт-дисков, на котором имеется коаксиальный выход S/PDIF на разъёме RCA.

Вывод : необходим ЦАП, имеющий как минимум два цифровых входа – USB и RCA.

2. Определение частоты дискретизации и разрядности.

Проигрыватель компакт-дисков выдаёт сигнал стандартного разрешения 44,1 кГц/16 бит.

С помощью музыкального сервера или ПК через USB можно, в принципе, выводить цифровой сигнал любого из доступных в настоящее время форматов и даже выше (подробнее об аудиоформатах ВР можно прочитать в материале «Аудиоформаты BP »). То же самое можно сказать и о многих современных преобразователях. Хотя существуют ЦАП, создатели которых не гонятся за поддержкой сигналов с самыми высокими частотами дискретизации.

Исходя из сказанного, в вопросе определение частоты дискретизации и разрядности можно ориентироваться на параметры аудиофайлов, которые будут прослушиваться в обозримом будущем. Пусть, для примера, это сигналы ИКМ (импульсно-кодовой модуляции) до 192 кГц/24 бит.

Вывод : необходим ЦАП с поддержкой сигналов ИКМ до 192 кГц/24 бит включительно по входу USB (сигналы 44,1 кГц/16 бит по входу RCA поддерживают все современные преобразователи).

3. Определение типа аналоговых выходов.

Например, планируется подключить ЦАП к имеющимся активным АС, которые оснащены симметричными (балансными) входами.

Вывод : необходим ЦАП, имеющий симметричные аналоговые выходы.

4. Определение дополнительных характеристик.

Исходя из необходимости, можно составить перечень дополнительных характеристик ЦАП. Среди них могут быть, например:

аналоговые входы и регулировка выходного сигнала (ЦАП-предварительный усилитель);

ламповые выходные каскады;

выход на наушники (ЦАП с усилителем для наушников);

поддержка беспроводной передачи цифрового сигнала на ЦАП;

пульт дистанционного управления, и т.п.

5. Определение предельной стоимости.

Выбор предельной стоимости или ценового диапазона, в котором будет осуществляться поиск подходящего ЦАП, зависит не только от наличия средств. Необходимо также учитывать, во-первых, цифровые источники какого уровня будут использоваться, а во-вторых, какая аппаратура (усилительная и акустическая) составляет звуковую систему. Можно сказать, что не имеет большого смысла приобретать дорогой ЦАП для использования в простой аудиосистеме невысокого класса. С другой стороны, если в дальнейшем планируется усовершенствовать звуковую системы с заменой её компонентов на более качественные, то в этом случае целесообразно, на наш взгляд, приобрести преобразователь более высокого класса.

6. Выбор подходящих моделей из «Списков ЦАП».

Перечислим параметры ЦАП для рассматриваемого нами примера:

Цифровые входы: S/PDIF коаксиальный RCA х 1, USB х 1;

Поддержка сигналов ИКМ до 192 кГц/24 бит по входу USB;

Аналоговые выходы: симметричный стерео XLR х 2;

Регулировка громкости;

Выход на наушники;

Стоимость до 50 тыс. р.

Теперь можно обратиться к нашим «Спискам ЦАП ». Все преобразователи разделены на шесть таблиц:

1. Без передискретизации.

2. DSD в чистом виде.

3. Портативные.

4. Миниатюрные.

5. С выходом на наушники.

6. Все, кроме табл. 1–5.

Общее описание групп преобразователей, соответствующих разным таблицам в наших «Списках ЦАП», можно найти .

В нашем примере требуется выбрать ЦАП с входом на наушники. Такие преобразователи перечислены в таблице 5 . Для поиска необходимых аппаратов в таблицах Google можно воспользоваться сортировкой данных и фильтрацией. Например, для расположения всех ЦАП в порядке возрастания (или убывания) цены можно поступить следующим образом. В верхней строке столбца К , справа от буквы К , нажать на значок , а затем в открывшемся списке выбрать Сортировать лист А → Я (в порядке возрастания цены) или Сортировать лист Я → А (в порядке убывания цены). Для получения информации о других возможностях сортировки и фильтрации можно нажать на кнопку «Данные» в верхней части таблицы.

Используя данные таблицы, можно выбрать несколько ЦАП, соответствующих требуемым параметрам.

7. Сравнение характеристик, прослушивание и принятие решения.

Внимательно изучив характеристики отобранных аппаратов по их описаниям, можно предварительно составить представление о том, какой из них больше подходит. В качестве примера можно воспользоваться нашими материалами в разделе «Вопросы и ответы по выбору ЦАП ».

Но, конечно, самое важное при окончательном выборе – это прослушивание. Если такая возможность имеется, то ей обязательно надо воспользоваться. Если же такой возможности нет, то в этом случае могут помочь статьи и обзоры экспертов, ссылки на которые имеются в таблицах.

Если у вас возникнут вопросы при выборе ЦАП, то пишите , и мы постараемся вам помочь.

Желаем удачи при выборе ЦАП!

В прошлой статье мы разобрались с тем, что такое звук и в чем отличия lossless-аудио от lossy. Если не читали прошлую , настоятельно рекомендую это сделать, прежде, чем переходить к этому материалу.

Что такое ЦАП?

ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь, с его помощью цифровой сигнал (MP3/FLAC) преобразуется в аналоговый, чтобы вывести его на ваши наушники.

Помните, в прошлой статье я сравнивал преобразование аналогового сигнала в цифровой с детскими раскрасками, где вам нужно было соединять точки для получения картинки? Так вот, в цифро-аналоговом преобразовании вы берете получившуюся из точек картинку и делаете из неё уже полноценную картину. И вот тут уже качество картины будет зависеть от таланта художника, в данном случае я имеют ввиду ЦАП. То есть, чем лучше преобразователь, тем точнее будет передаваться звук с цифрового носителя.

ЦАП бывает встроенный или внешний. Встроенные решения, как правило, рассчитаны на массового потребителя, но особым качеством звука порадовать не могут, поэтому если вы меломан, то смотреть стоит именно на устройства с отдельным выделенным ЦАПом. Если продолжить нашу аналогию с точками: то встроенный ЦАП копирует с цифрового носителя не все «точки», поэтому вы можете потерять в детализации звука. Речь идет о всяких полутонах, еле слышимых инструментах, но для кого-то они могут быть важными и сильно влиять на общее впечатление от композиции.

Кстати, ЦАП также используется и при записи той или иной композиции. От его возможностей зависит насколько точной и детализированной будет музыка.

Что такое усилитель?

Существует распространенное мнение, что усилитель для портативных устройств особо-то и не нужен. Зачем, если нашуники итак имеют достаточный запас по громкости? На самом деле, всё дело в том, что современные плееры и смартфоны уже укомплектованы встроенным усилителем, и как раз от него и зависит уровень громкости и общее качество звучания. Одни и те же наушники на одной и той же громкости будут по-разному звучать с разными усилителями.

Отдельный усилитель или качественный встроенный существенно влияют на детализацию музыкального трека, особенно это касается слабых звуков, которые на плохом оборудовании просто не услышишь. В результате, вы начинаете замечать, что композиция становится более объёмной и насыщенной, благодаря всем тихим звукам, которые были неразличимы.

Заключение

В итоге у нас получается следующая цепочка. Аналоговый звук — его оцифровка для получения MP3/FLAC-файла — обратное преобразование в аналоговый звук с помощью ЦАП — улучшение сигнала с помощью усилителя — воспроизведение звука в ваших наушниках.