Внешний цап что. Цап и усилитель - технические решения на службе у ценителя звука

«И теперь я постиг тайну музыки, понял, почему она на голову выше всех остальных искусств: дело в ее бестелесности. Стоит ей отделиться от инструмента, она снова принадлежит сама себе. Она — обретшая независимость сумма звуков, невесомая, бестелесная, совершенно чистая и пребывающая в полной гармонии со Вселенной.»(Вальтер Моэрс. «Город мечтающих книг»)

Большинство людей воспринимает звук, воспроизводимый устройствами, сопровождающими нас каждый день: ноутбук, смартфон, наушники, акустические системы, как конечный продукт. Не задумываясь о том, что этот звук можно улучшить, сделать его по-настоящему «живым», насыщенным и красивым. Музыка должна вдохновлять, радовать, приносить чувство успокоения или наполнять энергией, в зависимости от музыкальных предпочтений слушателя. Но прежде чем говорить о совершенствовании звука, стоит разобраться с технической стороной вопроса. Двумя техническими устройствами, отвечающими за качество звука, являются ЦАП и усилитель.

Современный ЦАП изнутри

Изначально стоит разобраться, что такое ЦАП. Это цифро-аналоговый преобразователь, то есть устройство, преобразующее цифровой сигнал в аналоговый. На жестких дисках компьютеров и на аудио дисках материал хранится в цифровом виде, а колонки и наушники воспроизводят звук из аналогового сигнала. Следовательно, где-то между носителем информации и конечным устройством воспроизведения должно произойти цифро-аналоговое преобразование, то есть конвертация цифр в электрические импульсы. Оно может происходить в звуковых картах, в проигрывателях, в ресиверах и в mp3-плеерах, - потому что все эти устройства как раз и имеют встроенную микросхему ЦАП. Качество получаемого на выходе аналогового звукового сигнала зависит как от используемой микросхемы ЦАП, так и от других задействованных в процессе устройств, а также от множества других факторов, в числе которых немаловажными являются качественное электропитание и сама схема устройства. Другими словами можно сказать, что ЦАП является «мозгом» любого аудио устройства. Различия в части цифро-аналогового преобразования - это одна из причин, по которой, одни устройства звучат лучше или хуже других.

Внешние цифро-аналоговые преобразователи, как правило, воспроизводят точнее звук, чем ЦАП установленный в звуковых картах, бюджетных ресиверах и проигрывателях, потому что являются специализированными устройствами. ЦАП удобны тем, что могут быть подключены к любому устройству, имеющему цифровой выход, а большинство ЦАП могут подключаться и по USB. Приобретение качественного внешнего ЦАП может заметно улучшить качество звука.

Теперь стоит рассказать об еще одном устройстве, которое непосредственно влияет на качество звука - усилитель.

Ламповый усилитель Fosgate Signature

Многие интересуются, для чего нужны усилители для наушников. Ведь почти на любой звуковой карте, ноутбуке, проигрывателе или mp3-плеере есть выход на наушники, при подключении к которому наушники нормально играют на комфортной громкости, да еще остается солидный запас - без всякого усилителя. В действительности, наушники способны работать со всеми перечисленными устройствами как раз потому, что большинство этих устройств уже имеют в своем составе усилительную часть перед выходом на наушники. Таким образом, неправильно считать, что кто-то использует наушники без усилителя, просто многие используют в качестве усилителя тот, что предусмотрен в их источнике звука. Какие же преимущества дает отдельный усилитель?

Считается, что назначение любого усилителя - усилить звуковой сигнал, полученный от источника, не изменив при этом его структуру, то есть, не привнося в звук ничего своего. В реальности, однако, различные усилители звучат по-разному с одной и той же аппаратурой, на одном и том же уровне громкости. Точно также и наушники звучат по-разному с различными усилителями, хотя степень этой разницы может сильно варьироваться в зависимости от конкретных наушников и усилителей. Тем не менее, разница между очень хорошим и очень плохим усилителем хорошо слышна на большинстве наушников, а наиболее массовыми представителями, очень плохих усилителей для наушников, являются как раз выходы на наушники большинства проигрывателей и звуковых карт. Другими словами, покупка отдельного качественного усилителя для наушников всегда позволяет выдать лучший звук из уже имеющихся наушников. За счет повышения силы тока в усилителе, повышается детализация и атмосфера звучания. Этот немаловажный фактор играет важную роль при прослушивании музыки, так как большое количество материала в композициях записывается на очень слабом уровне громкости (так называемые призвуки, реверберации и т.д.) и услышать их можно только с помощью усилителя. Покупка отдельного усилителя зачастую является более оправданным вложением средств, нежели смена наушников на более продвинутые. Кроме того, встречаются и особенно требовательные к усилению наушники, которые без хорошего усилителя в принципе показывают очень небольшую часть своих реальных возможностей, в основном это касается высокоомных наушников. Рекомендуется перед покупкой послушать желаемые наушники с различными усилителями, чтобы понять, какой звук они способны выдавать и на какой уровень усилителя надо рассчитывать.

Antelope Zodiac 192 kHz DAC

Последнее время производители аудиотехники все чаще выпускают на рынок совмещенные качественные внешние ЦАПы и усилители для наушников. Усилительная часть этих устройств является логическим продолжением аналоговой части ЦАПа. И в данном случае, размещение двух функциональных блоков внутри одного корпуса является преимуществом. Как правило, подобные устройства оснащены разными цифровыми входами, включая USB, и поэтому являют собой готовое мобильное устройство, которое отлично будет сочетаться с наушниками.

Подводя некий итог, стоит отметить, что большинство выпускаемой сейчас техники уже обладает хорошим уровнем воспроизводимого звука. То есть в устройстве изначально есть ЦАП и усилитель неплохого уровня. Что же качается профессионального уровня звучания, к примеру, в наушниках класса hi-end, то тут без качественного ЦАПа и усилителя просто не обойтись.

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.

Без музыки сложно представить жизнь любого человека. Но качество порой преподносит плохие сюрпризы, особенно в бюджетных устройствах.

В каждом доме находится комплект аудиоаппаратуры, которая регулярно обновляется и модернизируется. Современная техника ориентирована на цифровой звук, поэтому оснащена соответствующими разъемами: оптический, коаксиальный, HDMI. Возникает вопрос - как подключить к ней свои любимые аналоговые акустические системы, которые полностью удовлетворяют все потребности? Для этих целей уже давно придуманы цифро-аналоговые преобразователи, отличающиеся компактностью и мощностью. ЦАПы позволяют конвертировать исходный цифровой сигнал в аналоговый и выполнять синхронизацию с устройствами воспроизведения через стандартный RCA-разъем или jack 3.5 мм.

Мы составили список лучших ЦАП, основываясь на экспертных оценках специалистов и отзывах реальных покупателей. Наши рекомендации помогут вам сделать выбор, оптимальный требованиям и желаниям. На мировом рынке техники много конкурентов, но мы отобрали лучших производителей и рекомендуем обратить на них особое внимание:

Бюджетные / Недорогие

1. Pro-Ject
2. Creative

1. Cambridge
2. NuForce

Дорогие/ Премиум-класс

1. NuForce

Выход для наушников Для смартфона С усилителем Разрядность: 24 бит Разрядность: 32 бит Поддержка DSD Оптический выход

* Цены действительны на момент публикации и могут изменяться без предварительного уведомления.

ЦАПЫ: Выход для наушников

Выход для наушников / Для смартфона / Разрядность: 24 бит / С усилителем

Основные плюсы

• Применение электроники высокого качества позволяет существенно снизить уровень шумов при воспроизведении звуковых файлов. Соотношение сигнал шум достигает 100 Дб
• Устройство можно подключать напрямую к смартфону на базе Android, так как оно поддерживает технологию OTG
• Не требует применения специальных драйверов при установке соединения с компьютером
• Подключение внешних устройств возможно по оптическому и коаксиальному каналам. Применение этих способов передачи аудиосигнала даёт возможность снизить помехи и искажения
• Отдельный регулятор громкости для наушников - расположен на передней панели

Выход для наушников / Оптический выход / Разрядность: 24 бит

Основные плюсы

• Электропитание идёт напрямую от ПК через USB порт. Не нужно применять громоздкие адаптеры, удобно использовать в дороге
• Система подавления джиттера обладает высокой эффективностью
• Подача питания и настройка громкости объединены в одном универсальном регуляторе, что делает систему удобной и компактной
• Прибор основан на уникальной электрической схеме, из которой исключены конденсаторы на пути аудиосигнала. Это позволяет избежать лишних искажений и шумов, в итоге звук становится чище, повышается его качество
• Устройство уверенно работает с профессиональными наушниками и обеспечивает высокую выходную мощность

Выход для наушников / Разрядность: 24 бит

Основные плюсы

• Мощный выходной сигнал 105 МВт позволяет получать максимальное наслаждение от прослушивания любимой музыки
• При подключении устройства к ПК происходит автоматическое отключение регулировки громкости в компьютерных приложениях и проигрывателях, а также передача этой функции данному устройству
• Регулятор громкости даёт 54 уровня выходного напряжения, что позволяет осуществлять точную настройку
• Высококачественные фильтры помех убирают большую часть искажений и шумов, что превращает практически любой ПК в первоклассную стереосистему
• Сигнал пропускается через ЦАП, в обход ресурсов компьютера, что позволяет уменьшить искажения и получить превосходный звук на выходе

Показать все товары в категории «Выход для наушников»

ЦАПЫ: Для смартфона

Выход для наушников / Для смартфона / Оптический выход / Разрядность: 24 бит / С усилителем

Основные плюсы

• Поддерживает многоканальную обработку звука в формате 7.1, передавая реалистичный объёмный звук
• Встроенный усилитель TPA6120A2, имеющий выходной импеданс 2.2 Ом, дает возможность подключать все современные типы наушников обладающих повышенной чувствительностью
• Устройство можно подключать к игровым приставкам Xbox One и PlayStation4, чтобы получить превосходный, естественный звук в играх
• Специальная игровая функция Scout Mode автоматически подстраивает эквалайзер так, чтобы слушатель получил яркую и цельную звуковую картину игрового мира
• Возможность создания собственных настраиваемых профилей с помощью специального приложения Pro Studio

Показать все товары в категории «Для смартфона»

ЦАПЫ: С усилителем

Выход для наушников / Оптический выход / Разрядность: 24 бит / С усилителем

Основные плюсы

• Встроенный RIAA-корректор служит для подключения проигрывателей виниловых пластинок, с возможностью перезаписи их в цифровой формат
• Поддержка работы с наушниками студийного уровня за счёт применения современного мощного усилителя с фильтрами шумов
• Разъёмы для наушников и микрофона позолочены, чтобы обеспечить контакт без потери качества звука
• Очень высокий показатель соотношения сигнал/шум достигается за счёт электронных компонентов высокого класса и передачи сигнала посредством интерфейса UAC2
• С бесплатным приложением MediaToolbox можно чистить звуковые дорожки от шумов, сортировать аудиофайлы, записывать собственные музыкальные произведения

Показать все товары в категории «С усилителем»

ЦАПЫ: Разрядность: 24 бит

Разрядность: 24 бит

Основные плюсы

• Внутреннее экранирование и применение технологии SMD для монтажа электроники делают работу устройства стабильной и уменьшают уровень электрических помех
• Позолоченные разъемы RCA позволяют добиться качественного контакта и уменьшить шумы, помехи, наводки выходного каскада
• Устройство не требовательно к параметрам кабелей подключения, потому что отличается низким выходным сопротивлением
• Функция Standby снижает энергопотребление, переводя ЦАП в режим ожидания
• Специализированая микросхема CS4344 фирмы Cirrus Logic лежит в основе преобразователя, обеспечивая высококлассную обработку и фильтрацию аудио сигналов

Разрядность: 24 бит

Основные плюсы

• Установлен преобразователь WM8742, который обеспечивает отличное качество обработки, сохраняя детализацию, глубину и объемность звука
• Возможность соединения и одновременной работы с четырьмя внешними устройствами
• ЦАП оснащен разъемами, позволяющими передавать звуковой сигнал отличного качества: аналоговым RCA, коаксиальным TosLink, двумя разъемами S\PDIF, также возможно подключение по USB
• Поддерживает большое количество разнообразных аудиоформатов, в том числе студийные 24-битные мастер-файлы
• Простая и понятная индикация, показывающая уровень дискретизации получаемого сигнала

Показать все товары в категории «Разрядность: 24 бит»

ЦАПЫ: Разрядность: 32 бит

Оптический выход / Поддержка DSD / Разрядность: 32 бит

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.

Главное в нашем деле - взять верный старт! Я не обязан заботиться о выстраивании линейки продуктов от дешёвого ширпотреба до самого что ни на есть high-end"а. Поэтому могу позволить себе сразу выбрать понравившийся чип цифро-аналогового преобразователя и строить дизайн вокруг него. Итак, за основу был взят "мистический ЦАП" как его называют в Сети. Я не буду делать из маленькой микросхемы большого секрета, но давайте всё же для начала сохраним интригу.

Построить хороший ЦАП для себя любимого я собирался ещё с прошлого столетия, но как-то всё руки не доходили и более приоритетные задачи брали верх. И вот тут-то мне на радость появился заказчик, с одной стороны способный оценить хороший звук, с другой же стороны - согласный мириться с некоторым уровнем "самодельщины" в законченном устройстве. Естественно я приложу все усилия, чтобы мои клиенты остались довольны своим выбором. Что теряют мои "pre-production" изделия по сравнению с серийными аппаратами раскрученных брендов - так это:

1. часть монтажа выполнена паутинкой на "слепышах", а не на печати, что положительно отражается на качестве звука, но, увы, не будет доступно в серийных образцах;
2. я не экономлю на мелочах типа сетевого фильтра или шунтирующих ёмкостей, в чём, кстати, не раз доводилось уличать всеми признанные авторитеты;
3. "брэнд" мой ещё не слишком широко известен в узких кругах 🙂

На старт, внимание...

С чего начать? Правильно, лучше всего с готового устройства, пусть даже и простенького, но содержащего ключевые компоненты. В Китае за US$ 50 был приобретён неплохой в общем-то набор для самостоятельной сборки ЦАП. Как я уже , китайский экономический гений не отличается особыми техническими талантами, так что всё в том наборе было по-минимуму, в точности по datasheet"ам. Разве что питание создатели набора выстроили, как им казалось, прямо-таки очень качественное: навтыкали "КРЕНок" гирляндами. Зато к наборам прилагались весьма сообразные R-core трансформаторы.

На данном этапе не стояла задача как-то особо управлять цифровым приёмником или ЦАП"ом, поэтому жёстко зашитая минималистская цепочка S/PDIF->I2S->DAC меня вполне устроила.

Сознательно не стремился найти ЦАП с USB входом. Причина простая: компьютер фонит очень сильно и пускать весь этот мусор в аудио-аппарат нету никакого желания. Конечно, есть методы, но мне до сих пор так и не попалось ни одного ЦАП с грамотной развязкой USB входа (аппараты за 1К зелёных и выше, а так же изделия российских аудио-"левшей" не в счёт).

Считаю необходимым отметить, что несмотря на все мои придирки к схемотехнике и т.п., качество исполнения печатной платы просто отличное!

Берём контроль над ситуацией в свои руки

В документации на ЦАП в одном месте написано, что ножку аналогового питания надо зашунтировать электролитом в 10мкФ и керамикой 0.1мкФ. На схеме нога 18 именно так и зашунтирована.

Чуть дальше в том же документе сказано, что вход на ножке 17 желательно зашунтировать электролитом в 10мкФ и керамикой 0.1мкФ. Разработчик поступил в полном соответствии, исполнительный товарищ, просто молодец!

Ещё в одном месте документации сказано, что 17 ногу можно завести прямиком на аналоговое питание. Что и видим на схеме 🙂

Что самое забавное, не только в схеме, но и на печатной плате всё так и разведено: с двумя электролитами и двумя конденсаторами по 0.1мкФ, с коротышом прямо между 17 и 18 ногами чипа (дорожка к конденсаторам от 17 ноги уходит под корпус микросхемы):

Всё пришло именно таким вот грязненьким с завода. Как я это отмывал - отдельная история 🙂

Для особо любопытных: шаг ножек корпуса микросхемы - 0.65мм.

У друга моего Вадича-Борисыча попалась мне как-то ВКонтакте шикарная картинка: "сопротивление бесполезно ". Вот, навеяло, оно тут так же бесполезно, как дублированные шунтирующие конденсаторы на схемке выше, перерисовал "схему" специально для Вас:

Мне же необходимо было управлять тем, что происходит на 17-й ножке. Пришлось резать по живому. Хорошо ещё не под чипом завели перемычку - перспектива отпаивать одну ножку SSOP корпуса как-то не радует.

Посредственность - за борт

Какой цифро-аналоговый преобразователь обходится без операционных усилителей?

Правильно, только качественный ЦАП . Так что скромный фильтр на NE5532 я просто не стал напаивать. Может и стоило, чтобы было что послушать для сравнения и удостовериться, насколько неубедительно играют глубокие петлевые ООС... Но у меня уже есть CD-проигрыватель от маститого производителя, который очень старательно отыгрывает весьма посредственный звук ОУ, хоть и спрятанных за звучным названием HDAM и упаяных в экранчики. Да и других подобных "образцов" достаточно.

Учиться, учиться, и... думать!

Пожалуй на всех без исключения ЦАП от производителей из "поднебесной" наблюдаю одни и те же паровозы из "КРЕНок" (фото справа не моё, выловлено в Сети). Включая веером последовательные стабилизаторы напряжения разработчики, очевидно, пытаются добиться лучшей развязки по питанию и уменьшения проникновения помех из цифровой части в аналоговую. К сожалению, в массах отсутствует то, что я называю "токовым мышлением" в схемотехнике. На самом-то деле всё просто и... немножко грустно.

Посмотрите на какую-нибудь LM317 со стороны выхода. Наверняка найдёте 10мкФ электролит и ещё немного мелких емкостей. Теперь давайте прикинем постоянную времени в этой цепи: достаточно заглянуть в datasheet и убедиться, что выходное сопротивление "кренки" весьма невелико, чего и добивались разработчики интегрального стабилизатора. Точно считать, честно признаюсь, сейчас лень, но помехи с частотами скажем от 100КГц и ниже кренка "видит" прямо на своём выходе, сиречь управляющем электроде и, как её и спроектировали - передаёт эти пульсации "наверх по команде", старательно пытаясь удержать напряжение на своём выходе.

Колебания тока попадают на выход более высоковольтного стабилизатора. Следуя той же логике всё ещё достаточно высокочастотные изменения тока практически беспрепятственно гуляют по всей цепочке стабилизаторов. И свистят и шумят на всё окружение.

Единственное рациональное зерно в применении двух линейных стабилизаторов подряд я вижу лишь в том, что маленькие точные стабилизаторы обычно не переносят высоких входных напряжений, а наборы для само-сборки ЦАП"ов часто попадают в руки паяльщиков-такелажников, которые нередко даже не утруждаются заглянуть в доки на применённые компоненты. И наборы те по-прежнему должны работать...

Распространение достаточно высокочастотных помех легко предотвратить добавив в схему... обыкновенных резисторов. Простые RC фильтры по входу линейных стабилизаторов обеспечат прекрасную развязку ВЧ пульсаций в обе стороны, резко сократив "расстояние" по схеме, докуда доберутся броски тока (включая и "земляной" провод!)

Так что питание претерпело серьёзные изменения на плате. Увы, не обошлось без пары перерезанных дорожек и навесного монтажа.

Иногда маленький резистор много эффективней, нежели большой конденсатор:

Относимся с уважением к наследию предков

Вместо тупого моста ставим супер-быстрые диоды в выпрямитель, что ощутимо снижает "удары" тока в моменты запирания диодов. Этот приём достаточно популярен и вполне осмыслен, так что воспользуемся им и мы:

Кстати, именно непонимание того, как развязать линейные стабилизаторы по ВЧ и приводит дотошных разработчиков к тому, что на каждый блок схемы начинают ставить отдельный трансформатор. Другое весьма популярное, но тоже затратное решение проблемы последовательных стабилизаторов: использование связок источник тока - параллельный стабилизатор. В данном случае с развязкой всё в порядке, только вот мощности рассеивать приходится с немалым запасом.

Не будем требовать слишком много от "кита"

Для описания серии экспериментов с различными стабилизаторами нужна отдельная статья. Здесь лишь отмечу, что к чести разработчиков из Поднебесной, выбранный ими LDO стабилизатор lm1117, возможно, наилучший вариант из серийно выпускаемых и относительно доступных интегральных стабилизаторов. Всякие 78ХУ, LM317 и иже с ними просто отдыхают из-за несообразно большого выходного импеданса (мерял на 100КГц). Увы, в ту же корзину пошли и прецизионные LP2951. Чуть лучше ведёт себя TL431 в схеме шунтирующего стабилизатора, но там своя история: TL431 бывают очень разные, в зависимости от того, кто их делал. 1117 выигрывает с большим опережением. Увы, он же оказывается и самым шумным стабилизатором. Урчит, пищит и с нагрузкой и без.

Пришлось собирать стабилизатор самому, на дискретных компонентах. Всего из двух скромных транзисторов, следуя идеологии HotFET, удалось "выжать" всё то, что в интегральном исполнении требует десятков транзисторов и всё одно не дотягивает. Конечно, для обеспечения работы "сладкой парочки" потребовалось ещё несколько активных компонентов... но это опять уже совсем другая история.

Интересный результат макросъёмки: невооружённым глазом не заметил, что плата не до конца отмылась от флюса .

Полимеры правят балом

Последней доработкой, направленной на достижение наиболее верной передачи звука, стало "выглаживание" питания.

В критических местах были заменены обычные (пусть и неплохие ChemiCon) алюминиевые электролиты из набора - на твердотельные алюминиевые Sanyo OS-CON. Поскольку собирал два одинаковых набора в параллель, была возможность устроить "А/Б" тестирование. Разница на грани слышимости, но она есть! Без сигнала с обычными электролитами, на (очень) большом усилении, в наушниках присутствовало некое "шумовое пространство". Полимерные электролиты переносят нас в абсолют.

Sanyo OS-CON - фиолетовые бочонки без надпила на крышке.

Не хочешь думать головой - работай руками

Практически на всех платах и наборах ЦАП с применением цифрового приёмника CS8416 китайцы ставят тумблер, чтобы пользователь мог выбрать между оптическим и медным входом S/PDIF (фото справа - типичный пример, выловленный в Сети). Так вот: не нужен там переключатель, микросхема приёмника вполне может слушать два входа безо всякой помощи извне, будь то грубый тумблер или мудрый микроконтроллер.

Делюсь с Вами трюком, подсмотренным на демо-плате от самих Cristal Semiconductor. Достаточно подключить к примеру медный S/PDIF к RXN, а выход оптического TOSLINK приёмника - к RXP0.

Надеюсь, не надо объяснять, как такое работает? 😉

Даже в референтном дизайне фирмачи напахали, забыли-таки шунтирующий конденсатор в питании TORX 🙁

Экономия или безграмотность?

Очень полезно бывает почитать документацию производителей, особенно тех, что делают те самые микросхемки, на которые потом молются аудиофилы. Раскрываю самый секретный секрет: reference design board, evaluation board и тому подобные "пробнички" от производителей обычно содержат в себе примеры грамотного применения тех самых микросхем. Причём покупать все эти платы совсем не обязательно, да и ценники на такие "образцы" бывают самые разные: и 50, и 400, и за тысячу зелёных могут перевалить. Но, дорогие мои разработчики, документация на все эти платы выложена в открытом доступе! Ладно, хорош поучать.

Итак, чего недочитали китайцы, или на чём они сэкономили: скромные шунтирующие керамические конденсаторчики в 1000пФ в параллель к 10мкФ и 0.1мкФ. Казалось бы - зачем, ведь такими емкостями мы шунтируем частоты от десятков мегагерц и выше. Аудио-диапазон принято считать до 20кГц, ну до сотни кГц. Но цифровую-то часть в цифро-аналоговом преобразователе никто не отменял. Так вот именно помехи на десятках мегагерц беспрепятственно гуляют по недорогим самостройным ЦАП"ам, заставляя дрожать в страхе все PLL и создавая тем самым идеальные условия для возникновения наводящего ужас ДЖИТТЕРА.

Ещё один популярный способ сэкономить на спичках

Подавляющее большинство производителей как источников цифрового аудио-сигнала, так и цифро-аналоговых преобразователей экономят 30...50 центов на каждом устройстве. Расплачиваемся за это мы, пользователи. Подробности читать .

Какой high-end без ламп?

Веселят меня полчища tube-DAC и tube-headphone-amplifier"s в ценовом диапазоне от полутора сотен до сотен долларов, наводнившие рынок в последнее время. Видать нравится народу, как шипит и искажает лампочка при 15...24 вольт анодного. Впрочем, разбор всех болячек подобных ЦАП"ов и псевдо-ламповых усилителей для наушников - тема для отдельной статьи, да не одной.

(фото справа для примера, у меня такого лампоцапа нет)

Богатая тема. Я тут лишь по верхам пробежался, аналоговую часть вообще не затронул. А уж как интересно бывает развести правильно "землю" или организовать простое и при том удобное управление аппаратом. И чего стоят одни аттенюаторы - их ведь можно выбирать разного сопротивления, строить по разным топологиям, включать в разных частях тракта. Согласование источников с нагрузкой - очень, очень интересный, знаете ли, вопрос!... Но на сегодня пора мне уже закругляться.

BOM, или Bill of Materials

Конечно, пятьюдесятью долларами дело не ограничивается. Керамические конденсаторы из набора были заменены плёнкой. Диоды Шоттки, качественные электролиты, да много ещё чего пришлось добавить, не говоря уже о корпусе. Ну и, конечно, мой усилитель HotFET: всего 2 (два) каскада усиления от выхода ЦАП до наушников или выхода на усилитель. Ни много ни мало, а только в самом усилителе 32 транзистора насчитал в стерео варианте. Да транзисторы все - JFET"ы да depletion MOSFET"ы. Никак в полтинник зелёных не укладываюсь даже по комплектующим 🙂 Причём заметьте, это безо всякой аудиофильской эзотерики. Ну да на этот счёт у меня тоже есть своё мнение. Ведь есть же люди, считающие, что поставив "правильные" компоненты - любую схему можно заставить звучать. Если Вы, дорогой читатель, из их рядов - научите, я прислушаюсь, поспорю, отслушаю и расскажу всем о своих опытах прямо на этом сайте.

Так где же обещанная халява???

Друзья, эта статья - просто размышления, заметки на полях, была написана по горячим следам переделки китайскоЦАПа. Сам я больше в такую авантюру ни за что не ввяжусь: хоть и получилось неплохо, но обошлось слишком дорого по времени и по затраченным усилиям. И никому не советую. Когда разбирался с тем набором - яд просто сочился, что и отразилось в статье 🙂 Прошу прощения за слегка надменный стиль изложения, и ежели не оправдал ваши ожидания и не предложил раздачу почти бесплатных хайендных цапов населению 😉

Если же Вам было интересно - дайте знать, пожалуйста. Материала в закромах ещё много, а вот силы, мотивацию публиковать да оформлять всё это дают в основном отзывы, комментарии моих читателей.