usb dac что это такое
Как выбрать преобразователь аудиосигнала
АЦП, ЦАП: зачем нужен преобразователь аудиосигнала?
ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь – нужен для преобразования аудиосигнала из цифрого формата в аналоговый; обычно, для передачи в усилитель или немедленного озвучивания.
Все современные форматы записи аудио используют цифровое представление. И треки на CD или blu-ray дисках, и mp3-файлы, и музыка с iTunes – все они хранятся в цифровом формате. И для того, чтобы воспроизвести эту запись, её надо преобразовать в аналоговый сигнал – эту функцию и выполняет цифро-аналоговый преобразователь. Встроенный ЦАП присутствует в любом устройстве, воспроизводящем музыку. Но часто бывает, что качество проигрывания одних и тех же аудиофайлов (или треков с одного и того же диска) на разных плеерах заметно отличается. Если при этом используются одинаковые усилители и наушники, значит, проблема в ЦАП плеера.
Аудиосигнал, прошедший через низкокачественный ЦАП
ЦАПы бывают разные: дешевые преобразователи с низким энергопотреблением (часто используемые производителями в мобильных устройствах) имеют низкое быстродействие и малую разрядность, что сильно сказывается на качестве звука.
Кроме того, внешний ЦАП может оказаться очень полезным при прослушивании музыки, записанной в loseless-форматах (форматах записи аудио без потерь качества) с высокой дискретизацией, обеспечивающей максимальное подобие записи и оригинала. Поскольку распространяются такие записи, в основном, через Интернет, часто их прослушивают прямо с компьютера. Но качественная звуковая карта редко встречается на ноутбуках и планшетах, да и встроенные в материнскую плату десктопного компьютера звуковые карты не отличаются высоким качеством. И в этом случае весь смысл прослушивания loseless музыки теряется абсолютно. Ситуацию можно исправить, если на компьютере есть цифровой аудиовыход, например, S/PDIF. Подключив к нему ЦАП с частотой дискретизации и разрядностью не меньшей, чем у прослушиваемой записи, можно получить аналоговый сигнал высокого качества.
Еще один приятный бонус можно получить, приобретя ЦАП с поддержкой Bluetooth. Это позволит слушать отличную музыку на подключенных к преобразователю динамиках, не будучи «привязанным» к нему проводами. Для мобильного компьютера (планшета или ноутбука) это может оказаться очень удобным. Кроме того, с таким преобразователем вы сможете проигрывать музыку с других устройств, поддерживающих Bluetooth и легко переключаться между ними.
АЦП – аналого-цифровой преобразователь – нужен, наоборот, для преобразования аналогового аудиосигнала в цифровой формат. АЦП будет незаменим при оцифровке (переводе в цифровой формат) старых аналоговых записей: на грампластинках, аудио и видеокассетах. Также АЦП потребуется при записи в цифровом виде «живого» звука с микрофона. Плееры с функцией записи и компьютерные звуковые карты имеют встроенный АЦП, но если вам важно качество оцифровки, лучше доверить эту задачу специализированному устройству.
Несмотря на совершенно противоположные задачи, АЦП и ЦАП обладают некоторыми общими характеристиками, оказывающими большое влияние на качество преобразования.
Характеристики преобразователей аудиосигнала.
Для АЦП частота дискретизации определяет, с какой частотой преобразователь будет измерять амплитуду аналогового сигнала и передавать её в цифровом виде. Для ЦАП – наоборот, с какой частотой цифровые данные будут конвертироваться в аналоговый сигнал.
Чем выше частота дискретизации, тем результат преобразования ближе к исходному сигналу. Казалось бы, чем выше этот показатель, тем лучше. Но, согласно теореме Котельникова, для передачи сигнала любой частоты достаточно частоты дискретизации, вдвое большей частоты самого сигнала. С учетом того, что самая высокая частота, различимая на слух – 20 кГц (у большинства людей верхняя граница слышимого звука вообще проходит в районе 15-18 кГц), частоты дискретизации в 40 кГц должно быть достаточно для качественной оцифровки любого звука. Частота дискретизации audio CD: 44.1 кГц, и максимальная частота дискретизации mp-3 файлов: 48 кГц, выбраны как раз исходя из этого критерия. Соответственно, ЦАП, проигрывающий аудиотреки и mp3-файлы, должен иметь частоту дискретизации не менее 48 кГц, иначе звук будет искажаться.
Зеленым цветом показан исходный аудиосигнал, состоящий из нескольких гармоник, близких к 20 кГц. Малиновым цветом обозначен цифровой сигнал, дискретизированный с частотой 44.1 кГц. Синим цветом обозначен аналоговый сигнал, восстановленный из цифрового. Хорошо заметны потери в начале и конце отрезка.
Теоретически, такой частоты дискретизации должно быть достаточно, но практически иногда возникает надобность в большей частоте: реальный аудиосигнал не полностью отвечает требованиям теоремы Котельникова и при определенных условиях сигнал может искажаться. Поэтому у ценителей чистого звука популярны записи с частотой дискретизации 96 кГц.
Частота дискретизации ЦАП выше, чем у исходного файла, на качество звука не влияет, поэтому приобретать ЦАП с частотой дискретизации выше 48 кГц имеет смысл, только если вы собираетесь прослушивать с его помощью blu-ray и DVD-аудио или loseless музыку с частотой дискретизации, большей 48 кГц.
Если вы твердо нацелились на приобретение преобразователя с частотой дискретизации выше 48 кГц, то экономить на покупке не стоит. ЦАП, как и любое другое аудиоустройство, добавляет в сигнал собственный шум. У недорогих моделей шумность может быть довольно высокой, а с учетом высокой частоты дискретизации, на выходе такого преобразователя может появиться опасный для динамиков ультразвуковой шум. Да и в слышимом диапазоне шумность может оказаться настолько высокой, что это затмит весь выигрыш от повышения частоты дискретизации.
Чем выше разрядность, тем выше точность измерения или восстановления амплитуды сигнала
Разрядность – вторая характеристика, непосредственно влияющая на качество преобразования.
Разрядность ЦАП должна соответствовать разрядности аудиофайла. Если разрядность ЦАП будет ниже, он, скорее всего, просто не сможет преобразовать этот файл.
Треки audio CD имеют разрядность 16 бит. Это подразумевает 65536 градаций амплитуды – в большинстве случаев этого достаточно. Но теоретически, в идеальных условиях, человеческое ухо способно обеспечить большее разрешение. И если о разнице между записями с дискретизацией 96 кГц и 48 кГц можно спорить, то отличить 16-битный звук от 24-битного при отсутствии фонового шума могут многие люди с хорошим слухом. Поэтому, если ЦАП предполагается использовать для прослушивания DVD и Blu-ray аудио, следует выбирать модель с разрядностью 24.
Чем выше разрядность АЦП, тем с большей точностью измеряется амплитуда звукового сигнала.
При выборе АЦП следует исходить из того, какие задачи с его помощью предполагается решать: для оцифровывания «шумных» аудиозаписей со старых магнитофонных лент высокая разрядность АЦП не нужна. Если же вы планируете получить качественную цифровую запись со студийного микрофона, имеет смысл воспользоваться 24-битным АЦП.
Количество каналов определяет, какой звук сможет преобразовывать устройство. Двухканальный преобразователь сможет обрабатывать стерео и моно звук. Но для преобразования сигнала формата Dolby Digital или Dolby TrueHD понадобится, соответственно, шести- или восьмиканальный преобразователь.
Соотношение сигнал/шум определяет уровень шума, добавляемого в сигнал преобразователем. Чем выше этот показатель, тем более чистым остается сигнал, проходящий через преобразователь. Для прослушивания музыки нежелательно, чтобы этот показатель был ниже 75 дБ. Hi-Fi аппаратура обеспечивает минимум 90 дБ, а высококачественные Hi-End устройства способны обеспечить отношение сигнал/шум в 110-120 дБ и выше.
Преобразователи аудиосигнала скорее относятся к студийному и домашнему оборудованию, поэтому питание большинства преобразователей производится от сети 220В. Но существуют и преобразователи, которые питаются от аккумуляторов и могут быть использованы автономно. Это может оказаться удобным при использовании преобразователя с мобильным устройством – ноутбуком, планшетом, смартфоном или плеером.
Некоторые преобразователи получают питание через разъем micro-USB, при этом получать (или передавать) аудиосигнал через этот разъем они не могут. Если вам важно, чтобы ЦАП мог читать аудиофайлы на USB-носителях, перед покупкой убедитесь, что USB на устройстве используется не только для питания.
Варианты выбора.
Если вам нужно устройство, с помощью которого можно будет оцифровать старые магнитофонные записи или записать на компьютер звук с микрофона, вам нужен аналогово-цифровой преобразователь. Цены на них начинаются от 1100 рублей.
Если вы желаете получить устройство для качественного проигрывания аудифайлов со смартфона с возможностью беспроводного соединения, выбирайте среди ЦАП с поддержкой Bluetooth. Такое устройство обойдется вам в 1400-1800 рублей.
Если же вы желаете услышать все богатство звука, записанного в loseless-формате с высокой частотой дискретизации и битностью 24, вам понадобится соответствующий ЦАП. Стоить он будет от 1700 рублей.
Выбираем USB ЦАП для смартфона и ПК. 7 доступных вариантов на замену встроенной звуковой карте
Всем прекрасно известно, что качество подавляющего большинства встроенных в смартфон или компьютер звуковых карт оставляют желать лучшего. А лучшего действительно хочется. По этому направлению сегодня работает практически вся звуковая индустрия уровня HiFi и HiEnd. Но вот ценник… Те, кто уже освоился в мире хорошего звука — вполне способны отдать за мобильный ЦАП до сотни долларов. А что делать тем, что только хочет сделать свои первые робкие шаги? Именно этим вопросом я и предлагаю заняться, рассмотрев 7 самых интересных из дешевых решений.
Dac Audio TDA1305
WM8740 USB OTG
Следующий вариант при сходной цене уже намного интереснее. Ведь у него в качестве преобразователя трудится знаменитый Wolfson WM8740 с усилителем MAX97220. Максимальное качество также не велико — до 16 бит 48 кГц, зато вот мощности на наушники девайс способен выдавать более 100 мВт на 32 ома нагрузки. Что и является, помимо цены, главным достоинством устройства.
Dac Audio ES9023
Еще один неплохой вариант уже на чипе ESS ES9023. Сам я являюсь большим поклонником чипов этой компании, уж очень жирно и при этом детально они звучат. Максимальное качество и выходной уровень полностью аналогичны предыдущим. Тут выигрыш идет за счет более современного ЦАПа. Подключение происходит по USB Type A.
USB CYBERDRIVE
Наконец вариант, на который роняю слюни я сам — это USB CYBERDRIVE. Внутри идет полноценный XMOS USB чип, внешний генератор частоты и полноценный ЦАП с поддержкой DSD CS4398. Максимальное качество просто сказочное для своей ценовой категории. Заявлено DSD256 и PCM до 192 кГц/24 бит. Выходная мощность составляет более 40 мВт на 32 ома нагрузки. То, что называется «надо брать». По железу аппарат нереально крут.
CS4398
Чуть более простой вариант по USB чипу, но зато со встроенным усилителем на наушники TDA1308. В качестве ЦАПа трудится все тот же CS4398. Здесь уже установлен не XMOS, значит поддержка DSD будет вряд ли. Однако все равно очень любопытное устройство, а драйвера ASIO можно найти в сети по запросу: CM108.
ALC5686
Очень недорогое решение на Realtek ALC5686. Не стоит обманываться, свистки с этим чипом примерно так и стоят, здесь в этом смысле без откровений. Однако сам чип один из лучших у Realtek с нормальным усилением, качеством до 32 бит 384 кГц. и поддержкой Type С подключения. Через переходник его можно использовать и с компьютером. Есть поддержка гарнитур, с микрофоном и кнопками управления.
Главное, что нужно понимать при покупке подобного вида устройств — это что ЦАП работает только на воспроизведение и подсунуть ему микрофон зачастую никак не получится. Есть, конечно, исключения. Например, девайсы на ALC5686 вполне способны работать с гарнитурой, поскольку внутри установлен кодек. CODEC от слов кодер и декодер, то есть в две стороны. А вот ЦАП только из цифры в аналог — по другому никак.
Из всего перечисленного выше наиболее лакомый кусочек как по мне — это USB CYBERDRIVE. Очень солидная начинка за какие-то несерьезные деньги. Все остальное менее интересно, но заслуживает дополнительных пояснений. Так ЦАПы от Wolfson всегда давали очень массивное, мягкое и цельное звучание. За это их любят до сих пор. Cirrus Logic, зачастую, тотально нейтральны, а ESS — где-то посередине. Кодеки способны поддерживать гарнитуры, то есть отрабатывать еще и микрофон, и кнопки управления музыкой.
Все, что вам необходимо знать о ЦАП
Сохранить и прочитать потом —
Как ни досадно, нельзя не признать, что цифроаналоговые преобразователи – один из самых игнорируемых широкой публикой Hi-Fi-компонентов. Хороший и правильно подключенный ЦАП способен резко повысить качество звучания. Если хотите убедиться в этом, читайте наш материал.
Что такое ЦАП? Что он делает?
Звуки, которые мы постоянно слышим – дорожный шум, работающие инструменты, плачущий ребенок в транспорте – представляют собой акустические волны, которые распространяются в воздушной среде к нашим ушам в аналоговой ипостаси.
Аналоговые записи издавались на виниловых дисках и кассетах, однако нежелательный шум и ненадежность этих носителей стимулировали поиск новых форматов. Появление CD открыло дорогу для цифровой революции.
Цифровое аудио кардинально отличается от аналогового. Цифровые музыкальные файлы обычно создаются при помощи импульсно-кодовой модуляции (PCM) в процессе измерения амплитуды аналогового сигнала через равные интервалы времени.
Жизнь в цифре
Значение амплитуды представлено двоичным числом (1 или 0), а длина этого числа называется разрядностью, выраженной в битах. Величина, обратная временному интервалу измерений, является частотой дискретизации.
Например, при записи стандартного CD выборка делается 44 100 раз в секунду. Каждый из «срезов» измеряется с точностью до 16 бит, и результаты измерения сохраняются в 16-разрядном цифровом формате. С другой стороны, при записи трека в Hi-Res-аудио длина «среза» увеличивается до 24 бит, а выборка делается аж 192 000 раз в секунду.
У цифровых аудиоданных могут быть самые разные частота дискретизации, разрядность, форматы кодирования и сжатия – однако независимо от конкретных параметров именно ЦАП должен придать этим данным смысл, максимально точно переведя их из двоичного формата в исходную аналоговую форму.
Зачем нужен отдельный ЦАП?
Сегодня почти любой цифровой компонент оснащен собственным ЦАП, однако далеко не все ЦАП созданы равными. Начнем с того, что они могут поддерживать не все типы файлов.
Плохие модели могут привносить в звучание нежелательный шум из-за непродуманного проектирования печатных плат или вызывать искажения в связи с джиттером.
Джиттером называются ошибки синхронизации. Точная синхронизация цифрового музыкального потока, определяемая генератором тактовых импульсов, жизненно важна для качества воспроизведения, и если ее не удается обеспечить из-за конструктивных недостатков, качество страдает.
Проблема джиттера может возникнуть при любом перемещении цифрового сигнала по плате, но особенно серьезной становится при передаче сигнала между устройствами. В последние годы широкое распространение получили асинхронные ЦАП, именно по этой причине перехватившие у компьютеров обязанности по синхронизации.
Тактовые генераторы, применяющиеся в компонентных ЦАП класса High End, точнее и стабильнее, чем у обычных ПК, и звук в результате получается существенно лучше.
Все зависит от исходного материала
Разумеется, чтобы получить от ЦАП максимально возможный результат, необходимо позаботиться о качестве исходного материала. Не рассчитывайте на чудо, предлагая ему MP3-файлы с битрейтом 128 кбит/с. На самом деле, более качественное декодирование сжатого сигнала может еще сильнее подчеркнуть его недостатки. Для компонентных ЦАП оптимальные результаты обеспечивает контент CD-качества и выше. Обычно музыка с подобным разрешением записана в PCM-форматах без потерь – FLAC, WAV или ALAC (Mac), а также DSD.
DSD и PCM
DSD, или Direct Stream Digital – альтернатива PCM. Этот формат изначально был разработан для архивирования, а позднее применялся для записи Super Audio CD (SACD), продвигавшихся Sony и Philips в конце 90-х и начале 2000-х. Это намного более нишевый формат; в отличие от PCM, его разрядность составляет всего один бит, зато частота дискретизации намного выше – 2,8 МГц у DSD64 и 5,6 МГц у DSD128.
Споры о том, какая система кодирования лучше, продолжаются до сих пор. Мы лишь скажем, что убежденным сторонникам DSD следует внимательно проверять списки характеристик: не все ЦАП поддерживают этот формат.
ЦАП какого типа вам подойдут?
Спектр форм-факторов и габаритов этих устройств огромен, они различаются по функциональности и по числу входов, так что ваш выбор будет зависеть от конкретных потребностей и величины бюджета.
Компактные USB-ЦАП обеспечивают мобильность и удобство по разумной цене. Это могут быть устройства не больше стандартной USB-флэшки (например, AudioQuest DragonFly Black) или карманные аппараты, подключаемые отдельным USB-кабелем (такие как Oppo HA-2 SE).
Чаще всего они получают питание от компьютера, не требуя отдельного источника. Подключений у них обычно немного – выход для наушников и, возможно, линейный выход для активных АС или Hi-Fi-системы.
Стационарные ЦАП
Если вам нужно больше разъемов и не требуется носить ЦАП с места на место, настольное USB-устройство – такое как Audiolab M-DAC – может оказаться более подходящим. Подобные модели обычно более габаритны и требуют подключения к источнику питания, зато помимо USB-порта оснащены еще несколькими цифровыми или аналоговыми входами.
Если собираетесь использовать наушники, обратите внимание на наличие соответствующего выхода.
Наконец, некоторые ЦАП предназначены для работы в составе большой домашней аудиосистемы. У них обычно больше входов (в частности, таких редких, как AES/EBU) и функций. Они могут поддерживать весь спектр форматов Hi-Res-аудио или обеспечивать беспроводную трансляцию со смартфона или планшета посредством Bluetooth. Некоторые даже оснащены регулятором громкости и могут выступать в роли предусилителей.
«Кристальный звук», сравнительное тестирование миниатюрных внешних USB ЦАП: Schiit Fulla, Сambridge Audio Dacmagic XS, AudioQuest DragonFly Red, FiiO Alpen 2 E17K, M-Audio Micro DAC 24/192
Понятие ЦАП в русском языке — это прямой аналог аббревиатуры DAC в английском. Может означать как специализированную микросхему преобразователя из цифры в аналог, так и готовое законченное устройство. USB ЦАП означает внешнюю звуковую карту, которая служит исключительно для прослушивания музыки, в 90% случаев такие ЦАП не имеют аналоговых входов. Зато у USB ЦАП практически наверняка имеется мощный специализированный наушниковый усилитель, который позволяет подключать практически все распространенные модели наушников, кроме экзотики. USB ЦАП, как правило, обеспечивает намного более качественное звучание, чем интегрированный звук или массовые звуковые карты, а также зачастую поддерживает форматы высокого разрешения и DSD-воспроизведение без конвертации. В последнее время USB ЦАП вытеснили звуковые карты в кругу любителей музыки. Обновления в этой области ведутся непрерывно и вызывают огромный интерес.
Участники сегодняшнего тестирования интересны тем, что все они оригинальны и весьма доступны по цене. При этом нет ни одного устройства на навязшей в зубах начинке бюджетных устройств, типа WM8740. Все ЦАПы очень интересны и заслуживают внимания. Форм-фактор устройств миниатюрный. Основной сценарий — использование с наушниками, а не с колонками. Но это и не мобильные ЦАП. Хотя некоторые из устройств могут играть c телефоном, использовать их таким образом можно только в настольном варианте. Ходить по улице с ненадежной связкой из переходников не получится, а про низкую громкость при питании от телефона даже и говорить не хочется.
Поэтому для всех тестируемых устройств больше всего подходит определение «миниатюрные внешние ЦАПы», основной вариант для подключения которых — USB-порт ноутбука. На это же намекают ну очень короткие USB-кабели в комплекте либо наличие разъема USB и регулировки громкости прямо на корпусе ЦАПа. В принципе, опциональный качественный удлинитель довольно легко позволит подключить такой ЦАП и к настольному компьютеру. Но все же для настольной системы лучше поискать стационарный ЦАП со своим питанием. Об этом — как-нибудь в другой раз.
Мы приводим параметры, заявленные производителями, в ознакомительных целях. Не нужно по ним выбирать устройство! Если устройства примерно одного уровня, нет перепада в классе, то делать выбор по цифрам — очень плохая идея. Не лучше, чем по цвету упаковки. Зачастую паспортные измерения сделаны в разных условиях и по разным методикам. Часто измеряют при очень высоком уровне сигнала — для получения высоких характеристик сигнал/шум и высокой мощности. В реальной эксплуатации все эти максимальные характеристики смысла не имеют, так как измерены на керамических резисторах эквивалентного сопротивления. Подключение 16-омных наушников к усилителю с 2 ВRMS приведет к мгновенному выходу их из строя или к проблемам со слухом.
Зачем производитель тогда вообще указывает какие-то цифры? Причины разные. Часто высокие параметры являются предметом гордости разработчика, инструментом маркетинга или могут быть востребованы в одном случае из тысячи, при подключении экзотической аппаратуры. Измеренные параметры реального устройства могут сильно отличаться от паспортных, причем отличия чаще в лучшую сторону. В паспорте приводятся цифры с запасом на дрейф комплектующих или просто выбрана ближайшая красивая цифра. Считается, что 0,01% или 0,005% выглядит лучше, чем 0,003857%, а сигнал/шум 100 дБ выглядит привлекательнее, чем 103,76 дБ, так как круглое число вызывает меньше беспокойства у людей с цифробоязнью.
Перейдем к участникам тестирования.
Тестировавшиеся устройства
Schiit Fulla
FiiO — чисто китайская компания, где всё проектируют и производят 100%-ные китайцы. Однако их мобильные ЦАПы и усилители весьма интересные, популярные, не очень дорогие в сравнении с брендами первой величины. Такой очень крепкий середнячок.
Это единственный ЦАП с аккумулятором внутри, однако мобильные устройства не определяют его как ЦАП (как это происходит в случае FiiO E18), а на картинке производителя нарисован только ноутбук. Более того, есть официальный ответ производителя: это ЦАП только для ноутбуков, с телефоном он работать и не должен. 15 часов батарейки нужны, видимо, для более чистого питания устройства, либо производитель не смог заставить уверенно работать E17K с телефонами и «переобулся на лету» с позиционированием устройства.
Внутри стоит экономичный контроллер SA9027 (наше тестирование — определенно бенефис Saviaudio). Микросхема ЦАП PCM5102 (сигнал/шум 112 дБ, КГ+шум −93 дБ) довольно популярна в бюджетных устройствах. Однако все можно простить за OLED-экран и цельнометаллический корпус — очень эффектно смотрится! Аналоговая часть также не подкачала: полевики в ОУ OPA1642 + мощный токовый буфер LMH6643. Драйвер ASIO есть. DSD есть (software-driven). Поддержка до 96 кГц.
Что нам не очень понравилось: на экране устройства всегда фигурирует надпись 16 бит 48 кГц, независимо от поступающего по USB формата. Как поясняет производитель, цифры на экране не отражают режим работы ЦАП устройства (!). Они показывают некие внутренние режимы работы. Например, при отключении USB выводится надпись «16 бит 32 кГц». При воспроизведении DSD выводится 24 бит 96 кГц. К устройству прилагается табличка с расшифровкой. Ноу комментс.