ЦАП. Цифро-аналоговый преобразователь [PCM R2R DSD]


ВНЕШНИЙ ВИД

Перед нами одна из флагманских моделей активных акустических систем модели R2R FR15A в форм факторе open baffle. Данные системы – активные, в них на каждый канал уже встроены моно усилители собственной разработки . Основная идея такого решения – система под ключ, нужно просто добавить источник имеющий регулятор громкости и подвести хорошее электропитание. Других компонентов более не требуется.

Внешне это два больших щита с внушительными 15дюймовыми громкоговорителями и модулями усиления с тыльной стороны. Для себя я сразу отметил очень солидное качество изготовления и отделки как собственно щита так и остальных составных частей. У производителя есть даже опция изготовления щитов из мраморных плит. Однако мне особенно понравился выбор довольно экзотического шпона в данном экземпляре, впрочем под заказ возможны и другие варианты отделки..

КОНСТРУКЦИЯ

При разработке и реализации этих АС использованы многочисленные нетривиальные решения.

1. Основа – широкополосный, 15 дюймовый динамик с использованием множества собственных находок производителя. Диффузор, пропитанный жидким кевларом с использованием наночастиц – уникальная разработка фирмы R2R Audio.

Необычайно легкая для своего размера подвижная часть (14 грамм) и мощный магнит обеспечивают движение диффузора настолько быстрое, что его едва можно уловить глазами, при работе колонки кажется, что он стоит на месте, но при этом динамик играет и играет громко. Разработчики уверяют, что на сегодняшний день никакие бумажные или пластмассовые динамики не смогут обеспечить настолько высокоскоростное движение диффузора в этих АС.

Благодаря совокупности многих факторов и уникальных находок динамик воспроизводит весь аудио спектр от 20 Гц до 20 кГц с неравномерностью плюс/минус 2 дБ, что позволяет получить ровную АЧХ сравнимую с топовыми студийными мониторами.

2. Акустическое оформление – open baffle. Форма и наклон щита а также расположение динамика просчитаны с учетом многолетнего опыта построения заказных акустических систем премиального класса. Щитовое решение позволяет избежать ряд недостатков громкоговорителей в ящиках: а именно зажатость, скомканность звука и резонансы. Сам щит довольно тяжел и не требует никаких дополнительных ухищрений для установки типа шипов или подставок. Материал щита выбирается из нескольких вариантов, а его отделка выполняется на заказ с использованием разных покрытий в том числе и шпона ценных пород дерева.

3. Усилительная часть – в это тяжело было поверить при первом знакомстве, но в этой модели задействованы уcилители класса D. Не класс А! А D, причем в звуке не было никакого намека на цифрятину, хотя мы вообще не использовали аналоговых источников. Усилители построены на платформе Xypex (хайпекс) с встроенным модулем модуля цифрового преобразования звукового сигнала. Этот модуль дает возможность разработчикам добиться ровной АЧХ либо выстроить индивидуальное звучание звучание системы с учетом обстановки в конкретной комнате для прослушивания. Такой подход делает бесполезными фильтры и кроссоверы, которых нет в данных системах вообще. Имеющиеся 4 пресета дают возможность прослушивания с различными настройками без вмешательства разработчиков. Другой схемотехнической особенностью усилительной части являются оригинальные блоки питания с использованием специальных конденсаторов с ультранизким внутренним сопротивлением, высококлассные выпрямительные диоды и трансформаторы с увеличенным сечением обмоток. Такой подход защищает систему от бросков напряжения в сети и обеспечивает идеальные параметры питания.Конструктивно усилитель смонтирован и размещен внутри жесткого металлического каркаса и не представляет преград для естественного движения воздуха. Каркас обтянут звукопрозрачной тканью для защиты от пыли.


Интересная особенность – данная система не требует акустических проводов. Все что здесь нужно – приличные XLR межблочники от предварительного усилителя до колонок.

ЦАП схемы. Краткое сравнение

Сравнение типов ЦАП (схемы)

Схема минималистичного R2R ЦАП (часть A изображения выше) содержит резисторную матрицу (ladder). Каждый из резисторов матрицы имеет отклонение от требуемого значения. Это приводит к нелинейности.

Аналоговый фильтр предназначен для удаления алиазов цифро-аналоговой конверсии. Аналоговый фильтр имеет плавное изменение подавления с ростом частоты. Соответственно, не могут быть глубоко подавлены все алиазы. Эти алиазы могут привести к появлению слышимых продуктов, порожденных ультразвуком благодаря нелинейным искажениям (интермодуляционные искажения).

Аналоговый фильтр имеет минимальное подавление в области низких частот. Для подавления алиазов в низкочастотной области используются оверсемплер и цифровой фильтр, который имеет более крутой рост подавления с частотой, чем аналоговый (часть B изображения выше). Но появляется новая проблема: оверсемплинг добавляет свои алиазы с которыми борется цифровой фильтр.

Читайте подробности здесь >

Нелинейность резисторной матрицы может быть решена с помощью цифрового сигма-дельта модулятора (часть C изображения выше). Потому, что такой модулятор является линейным устройством. Но дельта сигма модулятор имеет проблемы с нарушением стабильности при перегрузке.

Когда входным цифровым потоком является DSD (1-битная сигма дельта модуляция) вместо PCM, минималистичный DSD DAC содержит пару резисторов и аналоговый фильтр (часть D изображения выше).

Конечно, реальные ЦАПы — это более сложные устройства, чем они показаны здесь на схемах. Встают вопросы качества питания, температурной стабильности, разброса логических уровней и т.п. Концепции ЦАП (части A, B, C, D на картинке) дают только потенциальные возможности разработчикам. И они не гарантируют лучшего качества определенному типу DAC.

Подробности о том, как работают эти схемы, читайте далее.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

(данные производителя):
Усилитель:

  • Мощность: 700 Wt RMS
  • Питание: 120в 60Гц

Громкоговоритель:

  • Диаметр: 15 дюймов
  • Ход диффузора: плюс минус 5 мм
  • Вес подвижной части: 14 грамм
  • Чувствительность: 104 дБ
  • Воспроизводимые частоты: 20 Гц до 20 кГц +/- 2 Дб
  • Мощность мотора в зазоре магнитной цепи: 2.2 Тесла
  • Сопротивление: 8 ом
  • Масса: от 20 кг

Графики от производителя:

ВПЕЧАТЛЕНИЯ ОТ ПРОСЛУШИВАНИЯ

К моему большому сожаления при всем арсенале имеющихся у меня средств я не могу и близко передать ощущения возникающие при прослушивании данных систем. Отмечу несколько ключевых наблюдений:

  • Беспрецедентный стереоэффект. Не ощущаемая нигде ранее необычайная голографичность создаваемых звуковых образов позволяет без труда определить местоположение музыкантов и безошибочно локализовать источник звука. А вот и загадка: динамики расположены практически на полу, а звук с осязаемым 3D эффектом воспроизводится на уровне глаз и может уходить вверх без предела, если это так и записано на фонограмме. По словам представителя компании, такая высокая точность воспроизведения и локализации звуковых образов по ширине, глубине и высоте достигается благодаря отсутствию в акустическом оформлении таких элементов, как ящик, фазоинвертор, рупор и так далее, которые потенциально могут нарушать правильное воспроизведение низкочастотной огибающей сигнала. Но, это – уже наука, кто хочет может узнать детали непосредственно у производителей.
  • Легкость и воздушность подачи, бархатные шелестящие высокие и необычайно быстрый четкий бас
  • Масштабность. Эти колонки ближе к так называемой американскому звучанию – масштабная стена звука без труда заполняющая даже большое помещение без намека на потерю детальности.
  • Кстати детальность – слышно все! и самые нежные трения барабанных палочек о тарелки и прикосновения к струнам, и дыхание певцов… Я несколько раз переслушивал любимые композиции в исполнении Эммы Шаплин, да незабываемые впечатления – ее ангельский вокал парил где-то в поднебесье, несмотря на то, что физически я находился в обыкновенной комнатушке обычного дома типовой застройки.
  • универсальность как жанровая так и… возможность использования в системах домашнего театра. Скажу честно, я с некоторым скепсисом отнесся к предложению посмотреть несколько сцен из фильмов. Ну во первых это не совсем то , ради чего мы собрались, а во вторых – двухканальное стерео без сабвуфера и кино? У меня в гостях были завсегдатаи местного клуба аудиоголиков и в определенный момент начался ожидаемый галдеж. Но мы ради интереса включили сюжет из фильма Аватар. Мы все притихли и минут 20 просидели не шелохнувшись – это было настоящее погружение в мир кино с убойнейшей озвучкой: два динамика создали звуковой образ целиком и полностью совпадающий с визуальным рядом. Причем отсутствие центрального канала и сабвуфера мы вообще не заметили… Мы были просто заворожены динамичностью и детальностью звуковых событий! Представители R2R Audio называют этот эффект “высоким коэффициентом корреляции и пространственно-временной идентичностью аудио-визуальных образов”. Ок, будем знать!

НЕДОСТАТКИ

Я могу еще долго расписывать свои впечатления… Но! рано или поздно восторженность замещается реальным взглядом на вещи, настало время трезвой оценки и тут мы осознаем, что все имеет свою цену.

  • Цена. Я не вникал в тонкости ценообразования, это лучше обсуждать с производителем. Но как опорная точка отсчета – стоимость акустических систем, показанных в ролике – примерно 20 тысяч долларов США. Это внушительная сумма, но не стоит забывать, что это активные системы и в стоимость уже включены затраты на высококачественное усиление и включено время на настройку под конкретное помещение.
  • Если у вас нашлись средства на такую систему – отдельное помещение для них просто уже должно быть. И вот почему. Это большая вещь, которая и визуально и физически будет занимать ваше пространство. Отсутствие грилей предполагает закрывающееся помещение, иначе маленькие дети или домашние питомцы могут безвозвратно повредить динамики. А большой вес и необычная форма требует помощника при перемещении. Поэтому их лучше установить один раз и без лишней надобности не двигать. И установить там, где будет комфортно и вам и этим колонкам.
  • Очень узкая направленность. Эти колонки не самый лучший выбор для фонового прослушивания. Их основное предназначение – так называемое критическое прослушивание. Это когда кроме как собственно прослушиванием вы больше ничем не занимаетесь. Вы полностью погружаетесь в музыку и наслаждаетесь каждым моментом, но для этого системы должны быть особым образом размещены. Область наивысшего стереоэффекта у этих систем не очень широка. Что бы вычислить эту область нужны определенные усилия по расстановке и приглушению некоторых критических фрагментов помещения, обычно этим занимаются представители компании. Даже поворот головы может существенно поменять восприятие звукового материала.Стоит ли говорить, что и кресло слушателя должно стоять в строго определенном месте?
  • Высокая точность воспроизведения – это одновременно и благодать и проклятие этих систем. Я заметил, что некоторые альбомы, которые я любил раньше звучат на них посредственно, и переслушивать я их больше не хочу. Слышны любые огрехи исполнителей и шероховатости записи. Мой вкус при использовании этих систем точно давал крен в сторону качественных записей инструментальной музыки и фрагментов из опер.

ЦИФРОВОЙ ЗВУК И ЕГО ФОРМАТЫ

Как вы помните, если упростить, звуковой сигнал имеет форму синусоиды. Цифровой формат аудио подразумевает перевод этой кривой в код из нулей и единиц, который зашифровывает основные характеристики синусоиды. Ее частоту и амплитуду. Можно сказать, что речь идет о выражении звука через математическую функцию.

Независимо от исходного формата, мы храним данные в формате кода. То, как эти данные “скармливаются” ЦАПу, определяет их формат. Они могут идти пакетом (MQA), методом импульсно-кодовой модуляции (наиболее распространенный формат — PCM) и однобитным потоком (великий и ужасный DSD). Современный ЦАП может обрабатывать все эти виды потоков данных. Только MQA остается отчасти экзотикой, но с каждым годом все больше и больше устройств получает сертификацию MQA.

Кроме того, данные могут быть как сжатые (MP3, OGG), так и без сжатия (lossless). Несжатый поток может быть как “сырым” (wav, DSD), так и архивированным (flac, ape, alac). С точки зрения содержания информации архивированный и не архивированный формат не отличается. Однако, есть мнение, что нагрузка на систему при “распаковке” архива может негативно сказываться на итоговом звучании. Но оставим эти предположения тем, кто слышит разницу между разными картами памяти.

Итак, мы имеем несколько видов цифровых форматов и их вариаций. Но за их масками скрыты все те же нули и единицы. Отличаются только “порции” (сэмплы), скармливаемые ЦАПу. В случае с однобитным DSD это 1 бит. То есть ЦАП получает однобитные семплы, но с очень высокой частотой. В случае с PCM идет подача пакетного семпла, который может содержать 16/24/32 бит. Обычный flac содержит 16 бит в семпле, hi-res — 24 или 32.

Зачем понадобилось при нормально работающем формате PCM выдумывать однобитный формат? Формат DSD разработали Sony и Philips для перевода архива записей звукозаписывающего подразделения Sony в “цифру”. Если обычный формат audio CD имеет разрядность 16 бит при частоте 44,1 кГц, то DSD при однобитной разрядности имеет частоту в 64/128/256/512 раз превышающую частоту сигнала обычного компакт-диска! Эти значения обычно пишутся сразу за обозначением формата — например, DSD128. Это значит, что частота дискретизации при однобитной разрядности достигает 5,6 МГц!

Зачем? Ведь по теореме Найтквиста частота дискретизации должна быть не менее, чем вдвое выше частоты исходного сигнала. Зачем такие значения? Избыточность дискретизации способствует уменьшению шума квантования. Проще говоря, шумы квантования распределяются на более широкую полосу частот, уходя при этом далеко за пределы нашей слышимости. То есть повышение частоты дискретизации улучшает соотношение сигнал шум, а также динамический диапазон.

Кроме всего прочего, DSD еще и проще для обработки. Снижаются затраты ресурсов ЦАПа на его “чтение” и влияние ошибок самого “чтения” на итоговое звучание. Грубо говоря, передискретизация не увеличивает количество звуковой информации. Она лишь создает “пространство”, где теряется шум квантования, ошибки чтения, оставляя в центре внимания предельно правильный сигнал.

ДОСТОИНСТВА

Несмотря на описанные выше особенности эти акустические системы предоставляют нам ряд недоступных ранее преимуществ:

  • Прежде всего – это система под ключ. Все что остается – это обзавестись качественным источником с регулятором громкости и приличным энергопитанием. Ну а отдельная комната это уже как мы поняли – данность
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Для любых предложений по сайту: [email protected]