8 лучших цифро-аналоговых преобразователей

Схема ЦАП

Структурная схема преобразователя числа в напряжение реализованного на операционном усилителе показана ниже:

Здесь правая часть схемы представляет собой обычный сумматор с четырьмя входами. При подаче к входам напряжений U1, U2, U3, U4 получим на выходе:

Условимся что сопротивления резисторов соответствуют соотношениям 

, тогда :

Допустим что выходные напряжения равны один вольт, и с помощью четырех логических элементов обеспечим их появление только при условии, что будет подан сигнал из регистра в соответствии с числом. Если мы произведем запись в регистр числа 5, что равно 0101, то U1=0, U2=1, U3=0, U4=1. Из приведенного выше уравнения видно, что выходное напряжение будет равно Uвых=4+1= 5 В. На выходе ЦАП появится аналоговый сигнал, который будет соответствовать числу, которое  записано в регистр.

Итак, что такое ЦАП?

ЦАП преобразует цифровой сигнал в аналоговый, чтобы ваши наушники могли создавать звук. Вот так просто! Большинство чипов ЦАП находятся в источниках того, к чему вы подключаете наушники, и обычно стоит для производителя от 3 до 30 долларов США. Это очень простой и постоянный компонент любого смартфона, хотя разъем для наушников и пытаются убить, в основном компания Apple.

Подобно усилителям для наушников, отдельные ЦАП стали появляться в продаже для того, чтобы хоть как-то компенсировать низкий уровень качества воспроизведения звука. Вы удивитесь, но в 80-е и даже в 90-е годы далеко не всё потребительское оборудование могло справится даже с простыми наушниками, не говоря уже о более серьезном оборудовании. Довольно часто, даже если ЦАП был встроен в готовый прибор, он был неправильно к нему подключен или плохо экранирован, поэтому во время прослушивания вы могли слышать помехи или наводки от работы самого оборудования. Добавим сюда далеко не лучшее качество музыкального материала с низкой частотой дискретизацией первых mp3 файлов и вы можете вообразить на что была похожа музыка 90-х. Согласитесь, никто не захочет слушать такое для собственного удовольствия.

Но с тех пор цифровая музыка прошла долгий путь. Значительно возросшая культура производства музыкального оборудования привела к тому, что даже дешевые чипы стали давать довольно хорошее качество звучания, да и музыкальный материал стал гораздо более качественным. Сегодня музыка в формате mp3 почти везде записана с битрейтом в 320 кб/сек, а многие перешли на прослушивание материала в формате FLAC или в новомодном формате MQA. И там, где раньше требовалось серьезное оборудование для достижение хорошего качества звука, сейчас в большинстве случаев достаточно возможностей обычного хорошего смартфона.

iFi xDSD

Цена: 28 900 рублей

По качеству преобразования звука iFi xDSD и его ближайший конкурент Chord Mojo идут совсем рядом, однако по ряду причин первое место в нашей подборке занимает xDSD.

Это портативный ЦАП и усилитель в одном флаконе. Выглядит он очень стильно. Ребристый корпус выполнен из металла с глянцевой отделкой. В комплекте с xDSD покупатель получает бархатный чехол-мешочек, несколько полосок текстильной липучки, чтобы крепить устройство к задней панели смартфона, и набор переходников для подключения к различным источникам звука.

Доступны два варианта подключения – проводной и беспроводной. Соединение по Bluetooth использует формат сжатия aptX для потоковой передачи аудиоданных без потерь в качестве. Универсальный USB Type-A пригодится для подключения к самым разным источникам звука – от смартфонов до проигрывателей.

С xDSD вы откроете для себя музыкальные форматы продвинутого уровня. В отличие от Mojo, xDSD может обрабатывать MQA (Master Quality Authenticated) – формат студийного качества, используемый сервисом Tidal Masters. Девайс способен воспроизводить как DSD, так и PCM аудио без преобразования в другой формат с неизбежными потерями.

Девайс дает ощущение полного контроля над звуком. Этому способствуют аналоговое колесико регулировки громкости и различные режимы прослушивания: Listen для оптимизированных средних частот, имитация концертного исполнения 3D+Matrix и мягкое усиление басов.

Есть и более дешевый вариант – усилитель для наушников iFi xCAN, он предлагает по большей части те же самые характеристики, но лишен USB.

Многих пользователей в xDSD привлекает именно возможность экспериментов со звуком

Если же вы из тех, кто предпочитает подход попроще, обратите внимание на популярный Chord Mojo. Эта модель приведет вас к идеальному звуку за минимальное количество шагов

Преимущества:

  • Футуристичный дизайн.
  • Аналоговый регулятор громкости.
  • Встроенная батарея.

Недостатки:

  • К элементам управления нужно привыкать.
  • Сложнее в использовании, чем Chord Mojo.

Texas Instruments /Burr-Brown

Долгожитель рынка, взявший под своего крыло другого долгожителя. Если попытаться суммировать общее впечатление по отзывам на чипы Burr-Brown, то получится крепкий, но не «середнячок». Скажем так, ЦАПы BB – это своего рода, отправная точка, относительно которой конкуренты звучат либо «теплее», либо «холоднее».

PCM1792A

Цена из партии в 1000 шт.: 7,21$. Динамический диапазон 127 дБ, коэффициент искажений 0,0004%.

Его можно встретить как в бюджетных (Asus Xonar, Pro-Ject), так и в High-End решениях (Aesthetics, Antelope, Bel Canto, Cary Audio). Опять дурят честной народ – скажете вы? Не совсем так. Во втором случае, внутренний цифровой фильтр PCM1792А отключен и сам он трудится в паре с внешним DSP процессором. Его наличие, кстати, и определяет породу источника.

Спецификация поддерживает поток DSD, а версия DSD1792 умеет преобразовывать его в аналоговый сигнал напрямую, минуя PCM.

CD-проигрыватель Atoll CD200SE2, внутри стоит чип PCM1792A

PCM1793

Цена из партии в 1000 шт.: 2,29$. Динамический диапазон 113 дБ, коэффициент искажений 0,001%.

Не очень часто встречается среди аудиокомпонентов (Burson, Simadio Moon), зато любим нонеймами и самодельщиками за низкую цену и простоту настройки. Присутствует и версия DSD1793.

Плата ЦАПа Burr Brown PCM1793 DAC на базе одноименного чипа

PCM1794a

Цена из партии в 1000 шт.: 7,08$. Динамический диапазон 127 дБ, коэффициент искажений 0,0004%.

Еще один умеренно популярный чип, возможно из-за цены, хотя характеристики его хороши. В номенклатуре также имеется и версия DSD1794.

PCM1795

Цена из партии в 1000 шт.: 2,9$. Динамический диапазон 123 дБ, коэффициент искажений 0,0005%.

Возможно, все дело именно в этом чипе, поскольку немного уступая по характеристикам PCM1794a, он дешевле и имеет красивое разрешение 32 бита. PCM1795 любят в T+A, M2TECH, TEAC, Onkyo, Denon и многих других хай-файных конторах.

В SACD-проигрывателе T+A PDP 3000 HV за преобразование цифры в аналог отвечает чип PCM1795

PCM1796

Цена из партии в 1000 шт.: 2,78$. Динамический диапазон 123 дБ, коэффициент искажений 0,0005%.

Схожий с 1795 чип вплоть до распиновки, но уже с размерностью 24 бит. Встретить можно где угодно – и в Accuphase, и у Pro-Ject.

Небольшой бюджетный CD-проигрыватель Pro-Ject CD Box DS, работает на чипе PCM1796

PCM1798

Цена из партии в 1000 шт.: 3,31$. Динамический диапазон 123 дБ, коэффициент искажений 0,0005%.

Этот чип любят самодельщики и не обходят вниманием авторитетные производители – PS Audio, Roksan, Simaudio Moon. Если что, PCM1798 также поддерживает DSD-поток

PCM5102A, PCM5122

Цена из партии в 1000 шт.: 2,1/2,95$. Динамический диапазон 112 дБ, коэффициент искажений – 93 дБ.

Данная серия стоит особняком и тоже имеет красивую цифру 32 бит и дискретность 384 кГц. Это уже самостоятельные устройства с возможностью автономного питания в цепи асинхронного USB, не слишком требовательные к дополнительной обвязке. Портативные ЦАПы вроде Meridian Explorer или Arcam rPAC – вот это оно самое.

Портативный ЦАП Arcam rPAC с асинхронным USB-входом и чипом PCM5102

Самый лучший китайский цап для музыки

Китайский цап скорее всего мало будет отличаться от остальных, только по одной причине: “они теперь все китайские”. =)

Но тем не менее, есть один экземплярчик, на который стоит обратить внимание. И это означает как раз именно то, что его предпочитают даже сами наши азиатские друзья!

CHORD ELECTRONICS MOJO DAC — Amp Combo

Несмотря на то, что оно умещается на ладони, это устройство обладает широкими возможностями и функциями. Это и ЦАП, и усилитель для наушников. Это означает, что вы сможете в полной мере использовать только что купленные высококачественные банки!

Этот ЦАП Mojo был разработан с учетом портативности. Поэтому большинство пользователей подключают его к своим телефонам, планшетам или ноутбукам и наслаждаются результатом на своих наушниках. (наушники-вкладыши или студийные наушники).

Хорошая новость заключается в том, что он работает со всеми операционными системами на рынке. Поэтому у вас не возникнет проблем с установкой. Не говоря уже о том, что он запомнит настройки, которые вы использовали в последний раз.

Кроме того, он воспроизводит практически любой аудиофайл, поскольку он поддерживает 32-битную частоту до 768 кГц и четырехканальный DSD 256. Устройство оснащено двумя 3,5-мм аналоговыми портами. Это означает, что вы можете поделиться музыкой с другим человеком. Наконец, батарея LiPo обеспечивает от восьми до десяти часов воспроизведения, и все это в твердой алюминиевой раме.

Плюсы:

  • Портативный и простой в использовании.
  • ЦАП и усилитель для наушников в одном устройстве.
  • Два 3,5 мм порта.
  • Время работы от 8 до 10 часов.
  • Работает с большинством устройств и аудио-файлов.
  • Твердая алюминиевая рама.

Минусы:

  • Не могу носить его в кармане.
  • Не работает во время зарядки.
  • Немного дороже.

RHA Dacamp L1

Цена: 29 990 рублей

В то время как Chord Mojo выигрывает за счет более компактного корпуса, Dacamp дает пользователям смартфонов на iOS дополнительное удобство подключения в виде USB-входа. При этом разница в габаритах по большей части непринципиальная: Dacamp ненамного длиннее, чем Mojo, и чуточку тяжелее.

Огромный запас по уровню сигнала позволяет девайсу работать даже с дорогими высококачественными наушниками. Элементы управления представлены в виде «крутилок», что сильно упрощает настройку звука. Параметров не так много, как например в программном эквалайзере, но и с помощью имеющихся средств можно заставить любой стиль музыки звучать так, как хочется.

Может, это не самый дешевый портативный усилитель, но у него есть уникальная фишка – это возможность заряжать от RHA Dacamp L1 другие устройства. Емкость встроенной батареи составляет 4000 мАч, этого хватит для экстренной подзарядки телефона в дороге.

Преимущества:

  • Поддержка iOS через USB.
  • Автономность 10 часов.
  • Простое и понятное управление.

Недостатки:

Ограниченное количество настроек.

Критерии выбора ЦАПа для музыки

Сегодня на российском рынке представлено много моделей этой техники. Поэтому, чтобы пользователь не ошибся в выборе ЦАПа, перед покупкой нужно учесть следующие параметры:

  1. Входы. Этот параметр зависит от того, какие устройства будут использоваться в качестве источника звука. Новые модели подсоединяются к компьютеру через USB-разъем. Кроме того, используются оптические и коаксиальные стандарты. Также на рынке доступны модели с поддержкой беспроводных технологий.
  2. Выходы. Набор выходов зависят от особенностей использования преобразователя. Если он приобретается для прослушивания аудио через наушники, то потребуется наличие разъема на 3.5 мм. В остальных случаях нужны линейный и коаксиальный выходы;
  3. Показатели дискретизации и разрядности. Эти параметры влияют на качество аудио. Для CD-формата разрядность составляет 16 бит, а для Hi-Res – от 24. А параметр дискретизации для CD составляет 44.1 кГц, для Hi-Res – от 96.
  1. Размеры. Данный параметр зависит от предназначения устройства. Сейчас актуальны модели с небольшими размерами. Такие преобразователи помещаются в кармане и преимущественно используются с планшетами или смартфонами.
  2. Дополнительные функции. Из прочих функций отметить нужно управление устройством с помощью пульта и наличие разъема для гарнитуры. Также желательно, чтобы устройство имело аналоговые входы и возможность работы аппарата в режиме предусилителя.
  3. Производитель. Многие покупатели советуют брать аудио ЦАПы у надежных брендов. Среди именитых производителей отмечают следующие фирмы: Cambridge Audio, AudioQuest, Dynavox и т.д.
  4. Стоимость. Цена устройства зависит не только от бюджета пользователя, но и от того, с какой звуковойаппаратурой будет использовать преобразователь. Например, не рекомендуется покупать дорогой аудио ЦАП, если он будет работать со слабенькой аудиосистемой или с телефоном.

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.

Chord Mojo

Цена: 35 000 рублей

Chord Mojo – девайс довольно крупный, так как внутри него стоит собственный аккумулятор. Эту особенность можно отнести одновременно и к плюсам, и к минусам. При работе усилитель не разряжает смартфон, однако если не следить за его зарядом, можно остаться без музыки в самый неожиданный момент.

Впрочем, автономность для устройства такого рода весьма приемлемая – 8-10 часов. Зарядка занимает около 5 часов. Другие функции включают в себя два выхода на наушники и подсветку кнопок громкости, которая информирует о качестве проигрываемого файла.

Свою начинку Mojo использует на полную. По сравнению со встроенной аудиосистемой iPhone, усилитель выдает более четкий звук. Если без Mojo в треке преобладают высокие и низкие частоты, то при подключении усилителя средние проявляются более отчетливо, мелодия тут же становится разнообразнее и сложнее.

Chord Mojo нельзя отнести к компактным аксессуарам, и возможно это не самый удобный вариант для прогулок: поскольку доступно только проводное подключение, вам придется придумать, как разложить смартфон и усилитель по карманам, чтобы провод не мешал двигаться.

Преимущества:

  • Мощное усиление.
  • Простые контроллеры.
  • Есть встроенный аккумулятор.

Недостатки:

  • Перед использованием нужно заряжать.
  • Большой и довольно громоздкий.
  • Нет Bluetooth.

Цифро-аналоговая система

Цифро-аналоговые системы строятся по структуре подчиненного регулирования параметров, в которой основной ( внешний) контур управления выполняется цифровым, а подчиненный ( внутренний) — аналоговым. Цифровые устройства обеспечивают высокую точность регулирования и облегчают процесс настройки и работы благодаря точному измерению и индикации регулируемой величины — скорости. Аналоговые устройства являются выходными на исполнительную часть электропривода и обеспечивают хорошее качество переходных процессов. Поэтому основные различия в структурах ЦРС определяются аппаратной реализацией устройств, осуществляющих формирование пропорциональной, интегральной, дифференциальной составляющих закона регулирования и их комбинаций.

Для аналого-цифровых и цифро-аналоговых систем требуются прецизионные источники питания с высокой температурной стабилизацией, что достаточно хорошо обеспечивается современными стабилитронами.

Функциональные схемы цифро.| Функциональная схема ЦЗС.

Построение цифро-аналоговых систем регулирования скорости электроприводов по принципу подчиненного регулирования параметров позволяет использовать все преимущества подобных аналоговых систем, а также унифицировать цифровые узлы этих систем.

Характерные виды воздействий на системы электропривода.

При проектировании цифро-аналоговой системы немаловажным становится вопрос рационального выбора структуры системы с точки зрения сокращения объема счетчика цифрового интегратора.

Переходные процессы в частотно-фазовом цифровом регуляторе скорости ЦРС. а -. структурная схема ЦРС. б — графики переходного процесса в ЦРС.

На базе рассмотренных цифро-аналоговых систем регулирования скорости индивидуальных электроприводов могут выполняться системы регулирования соотношения скоростей и группового управления многодвигательными электроприводами различных производственных механизмов.

Функциональная схема преобразователя частота — напряжение.| Структурная схема двукратноинтегрирующеи системы оегулирования скорости электропривода.

В рассматриваемой цифро-аналоговой системе ПИ-регулятор тока и П — регулятор частоты вращения выполнены на аналоговых элементах. Интегральный регулятор выполнен цифровым с аналоговым выходом.

Для регулирования положения используются цифро-аналоговые системы управления, функциональная схема одной из них приведена на рис. 10.12. Схема содержит: аналоговую часть системы с элементами, как и при регулировании скорости ( см. рис. 10.11, а), с добавлением задатчика интенсивности нарастания скорости SV и аналоговой части регулятора положения AQ и цифровую, в которую входят: SGZ — устройство ввода задания положения; A W — арифметическое устройство; UZV — преобразователь кода в напряжение; BQZ — многоразрядный цифровой датчик положения; UZZ — преобразователь кода числа положения механизма в параллельный двоичный код.

На рис. 193 приведена блок-схема цифро-аналоговой системы регулирования частоты вращения двигателя тиристорного электро-прийода. При ручном вводе задания используют клавишные или галетные переключатели.

Для выделения телеметрической информации была разработана цифро-аналоговая система обнаружения, слежения и демодуляции сигналов.

Управление наклоном манипулятора ( координата а по механическим упорам и концевым выключателям.| Квазинелрерывная траектория движения охвата ПР.| Траектория движения РО при контурном управлении.

Рассмотренные режимы движения реализуются с помощью аналоговых, цифровых и цифро-аналоговых систем управления.

Как устроен ЦАП

ЦАП подразделяются на электрические и механические. В электрических ЦАП выходными сигналами являются ток, напряжение, временной интервал, а в механических — линейное и угловое перемещения, скорость и т.д. Широкое применение ЦАП нашли:

  • в системах цифровой связи, системах телеизмерений (модемы, кодеки, активные и цифровые фильтры), системах распределения аналоговых сигналов;
  • в системах управления технологическими процессами (станки с числовым программным управлением, прецизионная электротермообработка, электронно-лучевая фотолитография и др.);
  • в испытательной и измерительной технике (программируемые источники питания, цифровые измерительные приборы и др.).

Цифровая информация представляется соответствующим кодом. Наиболее распространен двоичный цифровой код. Значения разрядов в таком коде определяются присутствием или отсутствием электрического напряжения или напряжениями высокого или низкого уровня. Цифровой код может быть последовательным, когда уровни напряжения, соответствующие отдельным разрядам кода, поступают в различные моменты времени и могут быть переданы по одной линии.

При параллельном кодировании все уровни напряжения, соответствующие разрядам кода, поступают одновременно и передаются по отдельным линиям. Цифровой код представляется в виде последовательности единиц и нулей, например: 1101. В данном коде записано 4 цифры, которые называют разрядами. Крайний левый разряд называют старшим разрядом (СР), крайний правый — младшим разрядом (МР). Числовой эквивалент может быть определен, если известна система кодирования или тип кода. В ЦАП наибольшее распространение получили двоичные и двоично-десятичные коды с весами разрядов 8-4-2-1 или 2-4-2-1.

Что такое фоторезистор.
Читать далее

Маркировка SMD транзисторов.
Читать далее

Как сделать датчик движения своими руками.
Читать далее

Коды бывают прямыми и обратными. Обратные коды получаются инвертированием всех разрядов прямого кода. Максимальное число разрядов, которые могут быть поданы на вход ЦАП и преобразованы в выходную величину, определяется конкретной интегральной схемой. Число разрядов — это двоичный логарифм максимального числа кодовых комбинаций на входе ЦАП. Число разрядов является наиболее общей характеристикой, определяющей номинальные функциональные возможности ИМС.

Современный цифро-аналоговый преобразователь.

По способу формирования выходного напряжения в зависимости от цифрового входного кода все ЦАП можно разделить на три группы: с суммированием токов, с суммированием напряжений, с делением напряжений. При реализации ЦАП в виде БИС наибольшее распространение получила схема с суммированием токов. ЦАП с суммированием и делением напряжений менее технологичны, но до сих пор реализуются в аппаратуре на цифровых и аналоговых микросхемах.

ЦАП, использующие для формирования выходного напряжения суммирование токов, делятся на два типа: с использованием взвешенных резисторов и с использованием многозвенной цепочки резисторов R-2R. Принцип действия ЦАП основывается на том, что любое двоичное число Xn_iXn_2.. .Х2ХгХ можно представить в виде суммы степеней числа 2. Поэтому для преобразования двоичных чисел в аналоговую величину (напряжение, ток и т.д.) необходимо каждой единице числа поставить в соответствие аналоговую величину со своим весом, соответствующим разряду данной цифры, а затем произвести суммирование этих величин.

Схема ЦАП

Схема четырехразрядного ЦАП на основе двоично-взвешенных резисторов состоит из матрицы двоично-взвешенных резисторов, переключателей на каждый разряд, которые управляются цифровыми сигналами, входного (опорного) напряжения и суммирующего усилителя, собранного на базе ОУ в инверсном включении. Сопротивления резисторов, соответствующих разрядам входного слова, отличаются в два раза при переходе к соседнему биту. На цифровые входы ЦАП подается двоичный ЛГ-разрядный сигнал.

Каждый i-й цифровой сигнал управляет г-м переключателем, обеспечивая подключение любого резистора с сопротивлением R ? 21 либо к общей шине, либо к источнику входного напряжения. Для простоты рассмотрения принимается, что сопротивление переключателей и внутреннее сопротивление источника входного сигнала равно нулю.

Четырехразрядного цифро-аналоговый преобразователь.

Что такое битность записи, динамический диапазон и на что они влияют

Если вы послушаете старые mp3 файлы или плохие MIDI записи вы заметите, что вам сложно различать музыкальные инструменты, если они играют одновременно, они просто сливаются в «звуковую кашу» и разобрать в ней ничего невозможно.

Это происходит от того, что у записи узкий динамический диапазон. Чем он больше, тем более глубоким слышится звук, более приятным и реалистичным. Узкий динамический диапазон просто не позволяет разным инструментам, которые звучат одновременно, иметь различную громкость и один инструмент глушит другой, от этого возникает мутный неприятный звук и слушать такую музыку совершенно не хочется.

Теоретически за динамический диапазон отвечает битность звука во время его кодирования в цифровой вид. Чем выше битность, тем больше значений может принимать звуковая волна за единицу времени и тем шире может быть динамический диапазон. Но это в теории, т.к. это кроме битности на громкость могут влиять много других факторов и битность начинает влиять на динамический диапазон тогда, когда все другие факторы исключены.

Например, почти вся современная музыка выпускается со значительной компрессией, чтобы увеличить базовую громкость всего материала, от этого сильно страдает динамический диапазон, т.к. все тихие места композиции подтягиваются и становятся более громкими, а очень громкие пики инструментов срезаются до среднего значения

Таким образом, после процедуры компрессии уже почти не важно какой была битность записи. Но в том случае если вы слушаете качественный материал, который не испортили на студии, битность действительно начинает играть значительную роль в динамическом диапазоне

Самое распространённое значение сегодня это 16 битная запись, но уже набирает популярность 24 битная музыка, а в скором времени в общее пользование начнут попадать 32 битные записи музыкальных произведений. При качественной обработки музыкального материала на студии и без ужасающей компрессии 16 битная точность записи, в общем, достаточна для того, чтобы не испытывать проблем с динамическим диапазоном.

Но в определении качества звука мы снова сталкиваемся с особенностями человеческого восприятия звука. Что такое 16 битная запись звука? Это значит, что одно измерение изменения амплитуды звуковой волны может принимать 65536 значений, что даёт нам динамический диапазон до 96,33 Дб. В свою очередь это означает, что звук с громкостью до 96,33 Дб должен быть записан без искажений по уровню громкости.

Если вы похожи на меня, то в большинстве случаев вы слушаете музыку в наушниках, а в наушниках довольно опасно долго слушать громкую музыку и, поверьте, 96,33 Дб это очень громко. Я стараюсь не превышать 60-65 Дб при прослушивании, этого вполне достаточно чтобы в полной мере насладиться звуком, но недостаточно чтобы повредить слух. И, как видите, у меня остается значительный запас по громкости до заветных 96,33 дб. По этой причине записи с 24 битной точностью для меня не дадут никакого преимущества, я просто не буду слышать разницы из-за того, что не слушаю музыку достаточно громко. Если кто-то из ваших знакомых, слушающий музыку в наушниках, говорит вам, что есть разница между 16 битной записью и 24 битной — не верьте ему. Он стал жертвой маркетинга и просто верит, что разница есть, хоть он её и не слышит. Добавим к этому тот факт, что наш слух имеет разную чувствительность по громкости к разным частотам звука, поэтому 16 битных записей для прослушивания в наушниках хватит для любых ситуаций.

Так почему многие люди верят, что 24 битная запись музыки значительно превосходит 16 битную? Для некоторых ситуаций это действительно так. Например, если вы слушаете живую запись симфонического оркестра, вам действительно нужна 24 битная запись, т.к. вам придется значительно повышать громкость, чтобы услышать все нюансы. Вы повышаете громкость технически, на вашем устройстве, но та громкость, которую вы услышите будет нормальной, потому что записи симфонической музыки делаются довольно тихими как раз для того, чтобы можно было расслышать все нюансы звука. Но это правило не работает для современных записей поп музыки, т.к. уже на студии записи делают предельно громкими и если вы будете слушать её на той же громкости, что и качественную запись оркестра, вы просто рискуете повредить свой слух.

Также 24 битная запись подходит для записи звука. Гораздо эффективнее сделать запись в более высокой битности и потом, при финальной обработке снизить её до 16, чем наоборот. Если вы сделаете запись в 16 битах и потом искусственно увеличите её до 24, то качество будет даже ниже, чем при исходных 16 битах, а возможно и такое, что в звуке появится посторонний фоновый шум.

Сдвоенные АЦП

Сдвоенные АЦП точны, но медленны. Они преобразуют аналоговые данные в цифровые с помощью интегратора. Подается напряжение и в течение какого-то времени оно растет. Затем подается напряжение противоположной полярности и падает до нуля. После этого система вычисляет, каким было входное напряжение, сравнивая время его повышения и понижения с эталонным. Время роста и спада напряжения — две половины целого, что и дало название этой технологии.

Процесс последовательных приближений надежный, но медленный, так что приходится искать компромисс между разрешением и скоростью, в отличие от РПП или дельта-сигма АЦП. В итоге сдвоенные (или «интеграторные») АЦП применяются в ручных многоцелевых электроизмерительных приборах, но не в системах сбора данных.

Типичный интегрирующий усилитель с компаратором, таймером и контроллером

Рейтинг ЦАП. Участвуют все

Предлагаю здесь делиться своим личным рейтингом ЦАПов. Систему ранжирования можно взять любую, вплоть до баллов или четкой расстановки мест, или более общие разделения на группы.

Мне в целом импонирует идея разбить аппараты на группы, так как реально сложно сравнить каждый ЦАП между собой с точностью до места.

Внимание! Это не гид “что вам купить” или “что вам не купить”!

Прошу также не спрашивать, “почему мой любимый ЦАП не попал в группу А, в то время как он услаждает мой слух ежедневно и обыгрывает все остальные аппараты из этой группы?”. Просто наши вкусы немножко расходятся. Это не значит, что вам нужно быстро продавать свой AN DAC 5 и бежать покупать Metrum Octave.

Ну и начну тогда.

Группа А

…сказал он и открыл список аппаратом за 4 млн рублей

dCS Rossini и Master Clock — самая бескомпромиссная цифровая система Tchernov Apollo — лучший ЦАП на мой вкус, дельта-сигма наносит ответный удар! Rockna Wavedream Signature — R2R высшего класса Aqua Formula — другой R2R высшего класса Aqua La Scala — лучший ЦАП с ламповым выходом Aqua La Voce S2 — доступный High End Chord Hugo TT — лучший дорогой универсальный настольный комбайн Ayre Codex — лучший настольный комбайн Chord Mojo — лучший портативный комбайн Metrum Octave — можно дальше и не искать Wavelength Brick 2.0 — правильный USB

Группа Б

Аппараты интересные, с изюминкой, стоящие внимания (особенно моего), выделяющиеся из ряда себе подобных, да и просто рекомендуемые к ознакомлению и даже к покупке. Вполне возможно, что они понравятся не только мне, но и вам. В алфавитном порядке.

Amare Musica Diamond Tube DAC DSD Audiozen Aedo Bricasti M1 Cary Audio DAC-200Ts Chord DAC 64 Chord Hugo Clones Sheva Exogal Comet Metrum Pavane Metrum Quad Muse 4xTDA1543 Mytek Manhattan Naim DAC RT Audio Design Orpheus Mk III

Группа E

Аппараты, с которыми по той или иной причине не сложилось. Не нашел точек соприкосновения, не совпали с моим вкусом, не оправдали ожиданий.

Audiolab M-DAC Lavry DA11 Leema Elements DAC Naim DAC-V1 Oppo HA-1 Teac UD-H01

Список будет меняться, возможно, по мере нахождения мной новых интересностей.

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.

Источники

  • https://www.audiomania.ru/content/art-6463.html
  • https://club.dns-shop.ru/blog/t-164-usiliteli-dlya-naushnikov/35789-usilitel-dlya-naushnikov-zachem-on-nujen-i-kak-vyibrat/
  • https://club.dns-shop.ru/blog/t-169-drugaya-audiotehnika/16589-kak-vyibrat-preobrazovatel-audiosignala/
  • https://reference-audio-analyzer.pro/faq-foobar2000.php
  • https://SetPhone.ru/rating/luchshie-vneshnie-tsap-dlya-smartfona/
  • https://zen.yandex.ru/media/meizu/chto-takoe-cap-i-usilitel-zvuka-v-smartfone-5caa7df38f2c7600ae2611ef

Выводы

Каждая технология АЦП имеет свои преимущества. И поскольку сферы применения слишком различны, нельзя сказать, что одна из них лучше другой в целом. Тем не менее, можно утверждать, что одна из них лучше другой по ряду критериев современных систем:

Критерий АЦП последовательного приближения Дельта-сигма (ΔΣ) АЦП
Требуется максимальное разрешение амплитудной оси (даже для медленных сигналов, таких как термопары) Обычно максимум 16 или 18 бит Предпочтительнее. Разрешение 24 бита фактически является современным стандартом среди дельта-сигма плат.
Необходимо использовать недорогую мультиплексную АЦ-плату Единственный вариант. Можно мультиплексировать один АЦП РПП на нескольких каналах для создания недорогих систем сбора данных, если небольшие искажения не критичны. Н/Д
Требуется максимально возможная частота выборки Предпочтительнее. Существуют АЦП последовательного приближения для сбора данных с частотой выборки до 10 Мвыб./с. Встроенный ЦОС-процессор ограничивает макс. частоту выборки дельта-сигма АЦП по сравнению с АЦП РПП.
Желательна фильтрация-сглаживание Дорого и сложно добавить в АЦП последовательного приближения. Предпочтительнее, поскольку фильтрация сглаживания встроена в дельта-сигма АЦП.
Требуется максимальное соотношение «сигнал-шум»   Единственный вариант. Возможно достижение 160 дБ с помощью запатентованной технологии DualCoreADC компании Dewesoft.
В основном будут регистрироваться искусственные сигналы (например, прямоугольные) Лучше воспроизводит прямоугольные волны.  

Хотя знаковыми решениями Dewesoft являются 24-битные дельта-сигма АЦП и технология DualCoreADC, компания также использует 16-битные АЦП последовательного приближения для достижения максимальной частоты выборки 1 Мвыб./с в линейке систем сбора данных SIRIUS. Мощная фильтрация-сглаживание в форме фильтров 100 кГц 5-го порядка реализована в системах Dewesoft на базе последовательного приближения. В цифровой области предусмотрен дополнительный фильтр (Бесселя, Баттерворта (или обходной) на выбор) вплоть до 8-го порядка.

Выбор технологии АЦП должен основываться на условиях применения. Если вы в основном имеете дело со статическими и квазистатическими (медленными) сигналами, вам нужна не сверхскоростная система, а как можно большее разрешение амплитудной оси. 

Фиксированные системы, используемые в промышленности, как правило, имеют стандартные требования, что упрощает задачу выбора.

Выбор в случае систем сбора данных сложнее: одна и та же система должна удовлетворять разным сферам применения. Прежде всего необходимо учитывать оптимальную производительность и защиту от шума, искажения и износа.