Kam reikalingas DAC: išsamus vadovas

Kiekvienas prietaisas, apdorojantis skaitmeninį garso signalą, turi skaitmeninį/analoginį keitiklį, dar žinomą kaip DAC (angl. Digital-to-Analogue Converter). Tai lustas, kuris atlieka impulso konvertavimą, verčiantis skaitmeninį signalą į analoginį. DAC yra įrenginys, kuris skaitmeninius kiekius konvertuoja į analoginius signalus. Nors Analoginiai-skaitmeniniai keitikliai (A/D keitikliai arba ADC) nepertraukiamus analoginius signalus paverčia atskirais skaitmeniniais signalais, DAC atlieka atvirkštinį procesą.

N bitų skaitmeninis signalas atitinka 2N-1 skirtingų dydžių analoginius lygius.

Kodėl reikalingas DAC? Skaitmeninio garso "vertimas"

Mūsų skaitmeninėje eroje didžioji dalis vartojamos muzikos saugoma kaip skaitmeniniai failai, pavyzdžiui, MP3 arba FLAC, kurie iš esmės yra nulių ir vienetų seka. Tokie failai yra kompaktiški, nešiojami ir lengvai bendrinami, tačiau jūsų ausinės ar garsiakalbiai šios "kalbos" tiesiogiai nesupranta.

Tai panašu į kalbos barjerą: skaitmeninis failas yra knyga, parašyta prancūzų kalba, bet jūsų ausinės supranta tik anglų kalbą. Jums reikia vertėjo, kuris konvertuotų prancūzų kalbą į anglų kalbą, kad ausinės galėtų ją suprasti. DAC iš esmės yra toks vertėjas, kalbantis dviem kalbomis: skaitmenine ir analogine.

Šis vertimo procesas yra sudėtingas ir reikalauja tikslumo. DAC nuskaito skaitmeninį garso failą, kuris yra dvejetainių skaitmenų seka (0 ir 1), ir kiekvienas iš šių dvejetainių skaitmenų reiškia konkretų įtampos lygį. Ausinėms arba garsiakalbiams reikalingas analoginis signalas. Nors skaitmeninį signalą sudaro dvi reikšmės - 1 ir 0, analoginį signalą sudaro elektromagnetiniai impulsai, todėl signalą reikia konvertuoti iš skaitmeninio į analoginį.

Skaitmeninio ir analoginio garso signalų konvertavimo schema, parodanti DAC vietą procese

Kaip veikia DAC: komponentai ir principai

Pagrindiniai DAC veikimo rodikliai yra skiriamoji geba, maksimalus veikimo dažnis, nusistovėjimo laikas, energijos suvartojimas ir kiti. DAC daugiausia sudaro skaitmeniniai registrai, analoginiai elektroniniai jungikliai, bitų svorio tinklai, sumuojantys operaciniai stiprintuvai ir atskaitos įtampos šaltiniai (arba nuolatinės srovės šaltiniai).

Naudojami skaitmeniniame registre saugomi skaitmeniniai skaitmenys, norint valdyti atitinkamų bitų analoginius elektroninius jungiklius, kad bitas su skaičiumi 1 generuotų srovės vertę, proporcingą jo bitų svoriui bitų svorio tinkle. Tada srovės vertė apskaičiuojama operatyviniu stiprintuvu, susumuojama ir konvertuojama į įtampos vertę.

DAC tinklų tipai

Pagal skirtingus bitų svorio tinklus gali būti formuojami skirtingi DAC tipai:

  • Svorio varžos tinklas DAC: konvertavimo tikslumas priklauso nuo etaloninės įtampos VREF, analoginio elektroninio jungiklio, operatyvinio stiprintuvo tikslumo ir kiekvienos svertinės varžos vertės. Jo trūkumas yra tas, kad kiekvieno svorio rezistoriaus varža yra skirtinga. Kai yra daug skaitmenų, pasipriešinimas yra labai skirtingas, o tai kelia didelių sunkumų užtikrinant tikslumą, ypač gaminant integruotas grandines. Todėl integruota DAC grandinė retai naudojama atskirai.
  • R-2R apverstas T formos rezistorių tinklas DAC: pasižymi greitesniu veikimo greičiu ir didesniu pritaikomumu. Palyginti su svorio atsparumo tinklu, jis turi tik dvi pasipriešinimo reikšmes R ir 2R, pašalindamas didelio svorio rezistoriaus ir didelės pasipriešinimo vertės trūkumus.
  • Dabartinio tipo DAC: perjungia nuolatinės srovės šaltinį į varžos tinklą. Vidinė nuolatinės srovės šaltinio varža yra nepaprastai didelė, o tai prilygsta atvirai grandinei. Todėl kartu su elektroniniu jungikliu įtaka jo konvertavimo tikslumui yra palyginti nedidelė. Dėl prisotintos ECL jungiklio grandinės tokio tipo DAC gali atlikti didelės spartos konversiją dideliu konvertavimo tikslumu.

Integruoti vs. išoriniai DAC: skirtumai ir pranašumai

Kiekvienas televizorius, telefonas ar kompiuteris turi įmontuotą DAC, kuris atlieka skaitmeninio signalo vertimo procesą. Tačiau šių vidinių DAC kokybė labai skiriasi nuo tų, kuriuos siūlo Hi-Fi gamintojai. Skiriasi lustų konstrukcija, periferija ir algoritmai, o tai lemia, kad vidiniai DAC dažnai negali išversti garso tokiu detalumu ir tikslumu, kokio trokšta muzikos mylėtojas. Aukštesnio lygio skaitmeniniai/analoginiai keitikliai pasižymi geresnėmis garso atkūrimo savybėmis.

Integruoti DAC

  • Patogumas: Integruoti DAC'ai yra puikus sprendimas kasdieniam muzikos klausymui - jie yra patogūs, kompaktiški ir nebrangūs, nes yra įmontuoti į patį įrenginį.
  • Paprastumas: Jie supaprastina garso sistemos naudojimą, nes nereikia papildomų išorinių įrenginių. Integruotas DAC yra praktiškas sprendimas kasdieniams poreikiams, tokiems kaip biuro ar namų sistemos.
  • Kompromisai: Nors integruoti DAC dažnai yra pigesni, jie daro kompromisus dėl vietos ir gamybos kaštų, todėl jų garso kokybė gali būti ribota.

Išoriniai DAC

Daugelis audiofilų ir muzikos mylėtojų investuoja į išorinį, aukštos kokybės DAC. Išorinis DAC - tai atskiras įrenginys, skirtas skaitmeninius signalus paversti analoginiais, siekiant kuo tiksliau perteikti garso kokybę. Dažniausiai išoriniai DAC prijungiami prie kompiuterių, muzikos grotuvų ar kitų garso šaltinių per USB, koaksialinį arba optinį kabelį.

  • Geresnė garso kokybė: Pagrindinis išorinių DAC pranašumas yra geresnė garso kokybė, nes jie sukurti būtent garso apdorojimui. Tai užtikrina aukštos klasės komponentai ir sumažinti elektromagnetiniai trikdžiai.
  • Trikdžių mažinimas: Išorinis DAC yra atskirtas nuo kitų įrenginių, todėl sumažėja trikdžių rizika, kas ypač svarbu klausantis subtilių muzikos detalių.
  • Verta investicija: Jei norite mėgautis aukščiausio lygio garsu, išorinis DAC yra verta investicija.

Išorinių DAC trūkumai

Vis dėlto, išoriniai DAC turi ir tam tikrų trūkumų, kuriuos verta apsvarstyti prieš perkant:

  • Kaina: Vienas jų - kaina.
  • Subjektyvus pagerėjimas: Svarbu žinoti, kad ne visos garso sistemos pastebimai pagerės naudojant išorinį DAC. Pavyzdžiui, vidutinės klasės garsiakalbiai gali nesuteikti tokio skirtumo, kuris pateisintų investiciją. Be to, garso kokybės pagerėjimas yra subjektyvus.
Grafikas, lyginantis integruotų ir išorinių DAC garso kokybę ir kainą

Pagrindiniai išorinio DAC privalumai

Investicija į atskirą, aukštos kokybės DAC yra daugiau nei atnaujinimas; tai atradimas, išlaisvinantis jūsų muziką iš vidutinio garso ribų ir leidžiantis atrasti naujus aiškumo, detalumo ir pasinėrimo gelmes.

  1. Geresnė garso patirtis: Pagrindinis atskiro DAC privalumas yra jo potencialas gerokai pagerinti jūsų garso patirtį. Garso erdvinė erdvė ir suvokiama garso vieta yra dar viena sritis, kurioje praverčia išorinis DAC.
  2. Didelės raiškos garso palaikymas: Didelės raiškos garso (HRA) failai, tokie kaip FLAC arba DSD, suteikia gilesnę klausymo patirtį nei standartiniai MP3 ar net CD. Juose yra daugiau duomenų, todėl garsas yra detalesnis. Integruoti DAC dažnai negali apdoroti tokio didelio HRA failo informacijos kiekio.
  3. Mažesni elektriniai trukdžiai: Elektriniai trukdžiai yra švaraus ir aiškaus garso priešas. Kai DAC yra jūsų išmaniajame telefone ar kompiuteryje, jis dalijasi erdve su įvairiais kitais komponentais, kurių kiekvienas generuoja savo elektrinį triukšmą. Tačiau išoriniai DAC yra izoliuoti nuo šių trukdančių komponentų. Jų specializuotas dizainas ir konstrukcija dar labiau apsaugo juos nuo tokio triukšmo, užtikrindama, kad skaitmeninis-analoginis konvertavimas vyktų „tylesnėje“ elektrinėje aplinkoje.
  4. Ateities apsauga: Nuolat besikeičiančiame skaitmeniniame pasaulyje technologinė pažanga gali greitai paversti šiandieninius pažangiausius įrenginius pasenusius. Atskiras DAC suteikia jūsų garso sistemai ateities apsaugą. Be to, augant jūsų vertinimui dėl aukštos kokybės garso, galite atnaujinti savo įrenginį į aukštesnės klasės DAC, nekeisdami viso įrenginio.

Kas yra DAC? Ar jums jo reikia? | Pradedančiųjų vadovas apie DAC (skaitmeninius analoginius keitiklius)

DAC technologijos ir savybės

Sprendimas atnaujinti savo DAC yra pirmas žingsnis siekiant aukščiausios garso kokybės. Tačiau DAC pasaulis gali būti painus, nes reikia apsvarstyti daugybę specifikacijų ir funkcijų. Renkantis DAC, svarbu suprasti, ko jums reikia iš garso patirties.

Svarbiausios specifikacijos

  1. Skiriamoji geba (Bitų gylis): DAC kontekste skiriamoji geba reiškia detalumo lygį, kurį jis gali atkurti iš skaitmeninio šaltinio. Ji matuojama bitais, panašiai kaip apibūdiname spalvų gylį skaitmeniniuose vaizduose. Paprastai CD kokybės garsui reikalingas 16 bitų DAC, tačiau didelės raiškos garso failams reikės DAC, galinčio atkurti 24 bitų ar net 32 bitų gylį. Atminkite, kad jūsų DAC skiriamoji geba turi atitikti arba viršyti grojamų garso failų skiriamąją gebą.
  2. Dinaminis diapazonas: Dinaminis diapazonas reiškia skirtumą tarp tyliausio ir garsiausio garso, kurį gali atkurti DAC. Ši specifikacija ypač svarbi klausantis klasikinės muzikos ar gyvų įrašų, kur staigūs tylių ir garsių garsų pokyčiai yra garso peizažo dalis.
  3. Formatų palaikymas: Skirtingiems skaitmeninio garso formatams reikalingi skirtingi dekodavimo procesai. Prieš pasirinkdami DAC, apsvarstykite, kokių tipų garso failus paprastai klausotės. Jei mėgstate didelės raiškos garsą, įsitikinkite, kad jūsų pasirinktas DAC gali dekoduoti šiuos failų tipus.
Infografika, aiškinanti DAC skiriamąją gebą (bitų gylį) ir dinaminį diapazoną

Pažangios DAC funkcijos ir pavyzdžiai

Kai kurie aukščiausios klasės DAC įrenginiai, tokie kaip DAVE keitiklis, pasižymi itin pažangiomis technologijomis. DAVE yra referencinio lygio įrenginys su naujausios kartos FPGA (angl. Field Programmable Gate Array) technologija, kuri suteikia 1 000 kartų didesnę apdorojimo galią nei tradicinis masinės gamybos lustas DAC.

FPGA gebėjimai suteikia keletą svarbių garso privalumų, įskaitant gerokai patobulintą laiko reakciją ir geriausią triukšmo formavimo veikimą. Tai leidžia muzikai skambėti realiai ir muzikaliai, su neprilygstama laiko precizika. Tokie įrenginiai dažnai veikia ne tik kaip DAC, bet ir kaip referencinis ausinių stiprintuvas bei skaitmeninis priešstiprintuvis (preamp).

DAVE tipo įrenginiai naudoja pažangius skaitmeninių-analoginių keitiklių lustus, pavyzdžiui, ESS Sabre ES9038Q2M dviguba mono konfigūracija, užtikrinanti aukštą garso kokybę. Jie palaiko PCM formatą iki 768 kHz diskretizavimo dažnio ir DSD formatą iki Native DSD512. Be to, gali turėti integruotus skaitmeninio keitiklio filtrus PCM formatui ir patentuotus filtrus, pavyzdžiui, MQA formatui, kurie nustatomi automatiškai. Skaitmeninių įėjimų signalą apdoroja galingas daugiabranduolis XMOS mikrovaldiklis su pažangia daugiabranduole RISC architektūra.

Išorinis DAC taip pat gali pasiūlyti papildomas funkcijas, kurios praverčia tikriems garso entuziastams, pavyzdžiui, integruotus stiprintuvus ar ekvalaizerius, leidžiančius dar labiau pritaikyti garsą pagal savo poreikius.

Pavyzdinės techninės specifikacijos (aukštos klasės DAC)

  • Dažnio atsakas: esant Fs = 192 kHz, +/- 0,03 dB esant 20 Hz-20 kHz dažniui
  • Išėjimo varža: < 200 Ω
  • THD+N: 1 kHz esant 0 dBF > 0,008%; 1 kHz esant -6 dBF > 0,004%
  • XLR išėjimo įtampa: esant 0 dBF, 4 V RMS
  • XLR SNR: nuo 20 Hz iki 20 kHz, esant 0 dBF < 108 dB
  • RCA išėjimo įtampa: esant 0 dBF, 2 V RMS
  • RCA SNR: nuo 20 Hz iki 20 kHz, esant 0 dBF < 95 dB
  • Analoginiai išėjimai: 2 XLR / 2 RCA
  • Palaikomi PCM diskretizavimo dažniai: 44,1k / 48k / 88,2k / 96k / 176,4k / 192k / 352,8k / 384k / 705,6k / 768kHz
  • DSD per PCM palaikymas: DSD 64/128/256/512
  • DSD Native palaikymas: Gimtoji DSD 64/128/256/512
  • MQA palaikymas: Pilnas MQA dekodavimas aparatine įranga iš visų skaitmeninių įėjimų
  • S/PDIF optinė įvestis: 2 x (24 bitų / 192 kHz)
  • S/PDIF koaksialinė įvestis: 1 x (24 bitų / 192 kHz)
  • AES/EBU įvestis: 1 x (24 bitų / 192 kHz subalansuotas)
  • Skaitmeninis-analoginis keitiklis: 2 x ESS9038Q2M (dvigubas mono)
  • Filtro nustatymai: 8 skaitmeniniai filtrai

Skirtingi išorinių DAC tipai

Garso technologijų pasauliui tobulėjant, DAC keitėsi, kad patenkintų įvairius vartotojų poreikius ir pritaikymus. Nuo elegantiškų stalinių įrenginių iki nešiojamų galingų įrenginių - kiekvienas garso entuziastas ras sau tinkamą išorinį DAC.

Koliažas, vaizduojantis įvairių tipų DAC (stalinį, USB adapterį, nešiojamąjį)

Staliniai DAC

Šie DAC, skirti stacionariam naudojimui, yra tvirti įrenginiai, sukurti specialiai jūsų namų ar studijos erdvei. Jie dažnai būna komplektuojami su aukštos klasės komponentais, užtikrinančiais puikų garso konvertavimą ir stiprinimą. Paprastai jie siūlo aukščiausios kokybės garso konvertavimą ir didžiausią lankstumą jungiamumo srityje. Dėl savo dydžio ir poreikio atskiram maitinimo šaltiniui jie yra mažiau nešiojami.

USB DAC adapteriai

Tai kompaktiški DAC, kurie tiesiogiai jungiami prie įrenginio USB prievado ir maitinami iš paties įrenginio. Adapteriai yra puikus pasirinkimas nuolat keliaujantiems klausytojams, norintiems nešiojamo ir įperkamo būdo atnaujinti savo įrenginio garsą. Trūkumas: kadangi jie naudoja energiją iš jūsų įrenginio, jie gali greičiau iškrauti bateriją.

Nešiojami DAC/Stiprintuvai

Šie DAC sujungia skaitmeninį-analoginį keitiklį su ausinių stiprintuvu nešiojamame korpuse. Nešiojamieji DAC/stiprintuvo deriniai yra universalus sprendimas, skirtas pagerinti garsą iš įvairių šaltinių, įskaitant išmaniuosius telefonus, nešiojamuosius kompiuterius ir skaitmeninius garso grotuvus. Nors jie yra nešiojamesni nei staliniai DAC, jie taip pat yra didesni ir sunkesni nei adapteriai.

DAC integravimas į garso sistemą

Norint tinkamai integruoti išorinį DAC į muzikos srautų sistemą, svarbu laikytis aiškios jungčių schemos. Pagrindinė idėja - užtikrinti, kad visi komponentai veiktų darniai. Namų tinklo maršruto parinktuvas jungia srautų įrenginį, NAS (tinklo saugojimo įrenginį) ir valdymo prietaisus.

Srautų įrenginys (pvz., Eversolo DMP-A8, Auralic Aries G2 arba kompiuteris) per Ethernet kabelį jungiamas prie namų tinklo maršruto parinktuvo. Jei DAC pats neturi garsumo valdymo funkcijos, būtinai prijunkite jį prie pirminio arba integruoto stiprintuvo.

Kalbant apie muzikos formatus, Qobuz paslauga dažniausiai naudoja PCM (Pulse Code Modulation) formatą. Tuo tarpu Tidal paslauga naudoja MQA formatą, kuris šiuo metu yra mažiau populiarus.

Svarbu, kad visa garso sistema būtų subalansuota. Investicija į brangų išorinį DAC neturi prasmės, jei kiti sistemos komponentai neatitinka reikiamo lygio. Jei turite aukštos kokybės garsiakalbius ar ausines, išorinis DAC gali būti puikus sprendimas. Taip pat svarbu pabrėžti, kad pats DAC komponentas nėra vienintelis veiksnys, lemiantis garso kokybę. Daug svarbiau yra tai, kaip jis integruotas į sistemą, kokia yra išėjimo grandinė ir maitinimo sprendimai.

Šie patarimai padeda maksimaliai išnaudoti tiek išorinio, tiek integruoto DAC galimybes muzikos srautų atkūrimui. Norint pasiekti aukščiausią garso kokybę, svarbu naudoti tinkamai suprojektuotą sistemą. Jei vis dar kyla abejonių, profesionali konsultacija gali padėti sutaupyti laiko ir išvengti netinkamo pasirinkimo.

tags: #kam #reikalingas #dac

Populiarūs įrašai: