usb цап что это такое
Все, что вам необходимо знать о ЦАП
Сохранить и прочитать потом —
Как ни досадно, нельзя не признать, что цифроаналоговые преобразователи – один из самых игнорируемых широкой публикой Hi-Fi-компонентов. Хороший и правильно подключенный ЦАП способен резко повысить качество звучания. Если хотите убедиться в этом, читайте наш материал.
Что такое ЦАП? Что он делает?
Звуки, которые мы постоянно слышим – дорожный шум, работающие инструменты, плачущий ребенок в транспорте – представляют собой акустические волны, которые распространяются в воздушной среде к нашим ушам в аналоговой ипостаси.
Аналоговые записи издавались на виниловых дисках и кассетах, однако нежелательный шум и ненадежность этих носителей стимулировали поиск новых форматов. Появление CD открыло дорогу для цифровой революции.
Цифровое аудио кардинально отличается от аналогового. Цифровые музыкальные файлы обычно создаются при помощи импульсно-кодовой модуляции (PCM) в процессе измерения амплитуды аналогового сигнала через равные интервалы времени.
Жизнь в цифре
Значение амплитуды представлено двоичным числом (1 или 0), а длина этого числа называется разрядностью, выраженной в битах. Величина, обратная временному интервалу измерений, является частотой дискретизации.
Например, при записи стандартного CD выборка делается 44 100 раз в секунду. Каждый из «срезов» измеряется с точностью до 16 бит, и результаты измерения сохраняются в 16-разрядном цифровом формате. С другой стороны, при записи трека в Hi-Res-аудио длина «среза» увеличивается до 24 бит, а выборка делается аж 192 000 раз в секунду.
У цифровых аудиоданных могут быть самые разные частота дискретизации, разрядность, форматы кодирования и сжатия – однако независимо от конкретных параметров именно ЦАП должен придать этим данным смысл, максимально точно переведя их из двоичного формата в исходную аналоговую форму.
Зачем нужен отдельный ЦАП?
Сегодня почти любой цифровой компонент оснащен собственным ЦАП, однако далеко не все ЦАП созданы равными. Начнем с того, что они могут поддерживать не все типы файлов.
Плохие модели могут привносить в звучание нежелательный шум из-за непродуманного проектирования печатных плат или вызывать искажения в связи с джиттером.
Джиттером называются ошибки синхронизации. Точная синхронизация цифрового музыкального потока, определяемая генератором тактовых импульсов, жизненно важна для качества воспроизведения, и если ее не удается обеспечить из-за конструктивных недостатков, качество страдает.
Проблема джиттера может возникнуть при любом перемещении цифрового сигнала по плате, но особенно серьезной становится при передаче сигнала между устройствами. В последние годы широкое распространение получили асинхронные ЦАП, именно по этой причине перехватившие у компьютеров обязанности по синхронизации.
Тактовые генераторы, применяющиеся в компонентных ЦАП класса High End, точнее и стабильнее, чем у обычных ПК, и звук в результате получается существенно лучше.
Все зависит от исходного материала
Разумеется, чтобы получить от ЦАП максимально возможный результат, необходимо позаботиться о качестве исходного материала. Не рассчитывайте на чудо, предлагая ему MP3-файлы с битрейтом 128 кбит/с. На самом деле, более качественное декодирование сжатого сигнала может еще сильнее подчеркнуть его недостатки. Для компонентных ЦАП оптимальные результаты обеспечивает контент CD-качества и выше. Обычно музыка с подобным разрешением записана в PCM-форматах без потерь – FLAC, WAV или ALAC (Mac), а также DSD.
DSD и PCM
DSD, или Direct Stream Digital – альтернатива PCM. Этот формат изначально был разработан для архивирования, а позднее применялся для записи Super Audio CD (SACD), продвигавшихся Sony и Philips в конце 90-х и начале 2000-х. Это намного более нишевый формат; в отличие от PCM, его разрядность составляет всего один бит, зато частота дискретизации намного выше – 2,8 МГц у DSD64 и 5,6 МГц у DSD128.
Споры о том, какая система кодирования лучше, продолжаются до сих пор. Мы лишь скажем, что убежденным сторонникам DSD следует внимательно проверять списки характеристик: не все ЦАП поддерживают этот формат.
ЦАП какого типа вам подойдут?
Спектр форм-факторов и габаритов этих устройств огромен, они различаются по функциональности и по числу входов, так что ваш выбор будет зависеть от конкретных потребностей и величины бюджета.
Компактные USB-ЦАП обеспечивают мобильность и удобство по разумной цене. Это могут быть устройства не больше стандартной USB-флэшки (например, AudioQuest DragonFly Black) или карманные аппараты, подключаемые отдельным USB-кабелем (такие как Oppo HA-2 SE).
Чаще всего они получают питание от компьютера, не требуя отдельного источника. Подключений у них обычно немного – выход для наушников и, возможно, линейный выход для активных АС или Hi-Fi-системы.
Стационарные ЦАП
Если вам нужно больше разъемов и не требуется носить ЦАП с места на место, настольное USB-устройство – такое как Audiolab M-DAC – может оказаться более подходящим. Подобные модели обычно более габаритны и требуют подключения к источнику питания, зато помимо USB-порта оснащены еще несколькими цифровыми или аналоговыми входами.
Если собираетесь использовать наушники, обратите внимание на наличие соответствующего выхода.
Наконец, некоторые ЦАП предназначены для работы в составе большой домашней аудиосистемы. У них обычно больше входов (в частности, таких редких, как AES/EBU) и функций. Они могут поддерживать весь спектр форматов Hi-Res-аудио или обеспечивать беспроводную трансляцию со смартфона или планшета посредством Bluetooth. Некоторые даже оснащены регулятором громкости и могут выступать в роли предусилителей.
USB-ЦАП: как получить Hi-Fi звук на ПК, не покупая аудиокарту
Если вы любите слушать музыку в высоком качестве, то наверняка знакомы с форматами «без потерь», или lossless (FLAC, WAV и другие). Они дают существенную разницу в сравнении с MP3: широкий динамический диапазон и отсутствие потерь на ВЧ благодаря меньшей компрессии. Однако их вес ограничивает перенос музыки на карту памяти, поэтому приходится хранить медиатеку на ПК. Можно ли слушать музыку напрямую с компьютера, не тратясь при этом на аудиокарту ради качественного звука? Решение такого вопроса простое — достаточно использовать Hi-Fi плеер с функцией USB-ЦАП.
Немного о функции USB-ЦАП
Большинство компьютеров и ноутбуков имеют встроенные в материнскую плату аудиокодеки, не способные выдать качественный звук. Однако эту проблему получится обойти, подключив к ПК внешний ЦАП и поручив ему обработку звукового сигнала.
Многие плееры могут работать как внешняя аудиокарта, принимая цифровой сигнал с внешнего устройства и преобразовывая его в аналоговый. Для этого им нужен специальный контроллер на входе USB, который перекидывает поступающий сигнал на ЦАП. В устройствах FiiO эта роль возложена на чип компании XMOS, позволяющий передавать аудиопоток вплоть до 24 бит/44 кГц, что является Hi-Res качеством.
Чтобы задействовать его функционал, необходимо выбрать на плеере режим ЦАП при подключении по USB, установить на компьютер пакет драйверов и программу FiiO Control Panel. Она распознаёт подключённые устройства и даёт возможность настроить передачу цифрового сигнала в обход микшеров и настроек Windows.
В настройках драйвера USB Audio на ПК есть два пункта: USB Streaming Mode (управление задержкой звука) и ASIO Buffer Size (разрядность буфера). Лучше оставить значения по умолчанию, так как эти параметры взаимосвязаны и настраиваются с оглядкой на производительность системы.
Установка необходимого софта производится один раз и занимает несколько минут. После этого не придётся ничего настраивать, достаточно подключить плеер по USB и пользоваться им как внешней звуковой картой. Такое решение позволяет использовать с ПК качественные колонки и наушники, которые он бы не потянул со встроенным звуком.
Опыт использования плеера FiiO как внешней аудиокарты
Очевидно, что стандартный компьютерный звук далёк от идеала — в большинстве встроенных аудиокарт не предусмотрено защиты от электромагнитных наводок, ограничены питание и усиление, а обвязка максимально упрощена. Всё это неважно, если к ПК подключена пара недорогих стереоколонок, однако при использовании хороших наушников сразу становятся заметны недостаток мощности и динамики, сильный фоновый шум и простое, мутное на низах и грязноватое на верхах звучание. Получается, что такие решения не способны раскрыть все краски музыки.
Во время тестирования мы использовали флагманский плеер FiiO X7-II, который подключался к ПК в режиме USB-ЦАП. Прирост в качестве относительно встроенного в материнскую плату кодека трудно не заметить — и он тем больше, чем лучше используемые наушники.
В полноразмерных Fostex T50RP звук приобретает мощь, размах и отличный контроль. Бас уходит «вглубь», становится более динамичным и оформленным. Эмоции на средних частотах наконец передаются в полном объёме — голоса вокалистов становятся глубже и обогащаются тембрами. Благодаря отличной проработке планов и широкой стереопанораме инструменты больше не теснятся в одной точке, а чётко локализованы в пространстве. Кстати, достоверная передача голосов и объёма работают на атмосферу в фильмах и сериалах, способствуя эффекту погружения. Высокие частоты тоже демонстрируют качественный рост, вырвавшись из-за вуали шума и искажений, которыми их сдабривает встроенная звуковая карта.
Однако по-настоящему оценить разницу удалось в качественных арматурных наушниках Audio-Technica ATH-IM02. Из-за высокой чувствительности и повышенных требований к выходным характеристикам источника их невозможно слушать с большинством ПК с недорогими материнскими платами и встроенными в них кодеками — фоновый шум по уровню практически равен звуковому сигналу. При подключении FiiO X7-II как USB-ЦАП эти внутриканальные наушники реализуют весь свой потенциал, выдавая невероятно скоростное, очерченное и детальное звучание. Их способности пригодятся, если ваш жёсткий диск забит композициями в формате FLAC, однако прирост ощутим даже при просмотре YouTube и прослушивании онлайн-музыки.
Для чистоты эксперимента в тестировании также поучаствовал MacBook Pro 2015 с неплохим встроенным звуком. Разница при использовании с ним плеера уже не настолько ошеломительная, но по-прежнему бросающаяся в глаза — всё же ноутбук не позиционируется как качественное аудиоустройство. И если с запасом мощности у него дела обстоят неплохо, то проработка краёв частотного диапазона у FiiO X7-II заметно лучше. Кстати, при таком использовании плеер одновременно заряжается по USB. Это не имеет значения на стационарном компьютере, работающем от сети, однако при подключении к ноутбуку стоит внимательнее следить за состоянием аккумулятора.
Выводы
Функцию USB-ЦАП поддерживают все новые плееры FiiO, начиная с бюджетного X1-II. Каждый из них позволяет улучшить звук среднестатистического ПК, при этом качественный отрыв будет увеличиваться от модели к модели. FiiO X3-III звучит лучше, чем кодеки в дорогих материнских платах, а FiiO X5-III и X7-II вполне могут заменить даже профессиональную аудиокарту.
Hi-Fi плееры с функцией USB-ЦАП — универсальное аудиорешение, с которым можно получить хороший звук дома, на улице и в офисе от любого компьютера или ноутбука.
Выбираем USB ЦАП для смартфона и ПК. 7 доступных вариантов на замену встроенной звуковой карте
Всем прекрасно известно, что качество подавляющего большинства встроенных в смартфон или компьютер звуковых карт оставляют желать лучшего. А лучшего действительно хочется. По этому направлению сегодня работает практически вся звуковая индустрия уровня HiFi и HiEnd. Но вот ценник… Те, кто уже освоился в мире хорошего звука — вполне способны отдать за мобильный ЦАП до сотни долларов. А что делать тем, что только хочет сделать свои первые робкие шаги? Именно этим вопросом я и предлагаю заняться, рассмотрев 7 самых интересных из дешевых решений.
Dac Audio TDA1305
WM8740 USB OTG
Следующий вариант при сходной цене уже намного интереснее. Ведь у него в качестве преобразователя трудится знаменитый Wolfson WM8740 с усилителем MAX97220. Максимальное качество также не велико — до 16 бит 48 кГц, зато вот мощности на наушники девайс способен выдавать более 100 мВт на 32 ома нагрузки. Что и является, помимо цены, главным достоинством устройства.
Dac Audio ES9023
Еще один неплохой вариант уже на чипе ESS ES9023. Сам я являюсь большим поклонником чипов этой компании, уж очень жирно и при этом детально они звучат. Максимальное качество и выходной уровень полностью аналогичны предыдущим. Тут выигрыш идет за счет более современного ЦАПа. Подключение происходит по USB Type A.
USB CYBERDRIVE
Наконец вариант, на который роняю слюни я сам — это USB CYBERDRIVE. Внутри идет полноценный XMOS USB чип, внешний генератор частоты и полноценный ЦАП с поддержкой DSD CS4398. Максимальное качество просто сказочное для своей ценовой категории. Заявлено DSD256 и PCM до 192 кГц/24 бит. Выходная мощность составляет более 40 мВт на 32 ома нагрузки. То, что называется «надо брать». По железу аппарат нереально крут.
CS4398
Чуть более простой вариант по USB чипу, но зато со встроенным усилителем на наушники TDA1308. В качестве ЦАПа трудится все тот же CS4398. Здесь уже установлен не XMOS, значит поддержка DSD будет вряд ли. Однако все равно очень любопытное устройство, а драйвера ASIO можно найти в сети по запросу: CM108.
ALC5686
Очень недорогое решение на Realtek ALC5686. Не стоит обманываться, свистки с этим чипом примерно так и стоят, здесь в этом смысле без откровений. Однако сам чип один из лучших у Realtek с нормальным усилением, качеством до 32 бит 384 кГц. и поддержкой Type С подключения. Через переходник его можно использовать и с компьютером. Есть поддержка гарнитур, с микрофоном и кнопками управления.
Главное, что нужно понимать при покупке подобного вида устройств — это что ЦАП работает только на воспроизведение и подсунуть ему микрофон зачастую никак не получится. Есть, конечно, исключения. Например, девайсы на ALC5686 вполне способны работать с гарнитурой, поскольку внутри установлен кодек. CODEC от слов кодер и декодер, то есть в две стороны. А вот ЦАП только из цифры в аналог — по другому никак.
Из всего перечисленного выше наиболее лакомый кусочек как по мне — это USB CYBERDRIVE. Очень солидная начинка за какие-то несерьезные деньги. Все остальное менее интересно, но заслуживает дополнительных пояснений. Так ЦАПы от Wolfson всегда давали очень массивное, мягкое и цельное звучание. За это их любят до сих пор. Cirrus Logic, зачастую, тотально нейтральны, а ESS — где-то посередине. Кодеки способны поддерживать гарнитуры, то есть отрабатывать еще и микрофон, и кнопки управления музыкой.
Как выбрать преобразователь аудиосигнала
АЦП, ЦАП: зачем нужен преобразователь аудиосигнала?
ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь – нужен для преобразования аудиосигнала из цифрого формата в аналоговый; обычно, для передачи в усилитель или немедленного озвучивания.
Все современные форматы записи аудио используют цифровое представление. И треки на CD или blu-ray дисках, и mp3-файлы, и музыка с iTunes – все они хранятся в цифровом формате. И для того, чтобы воспроизвести эту запись, её надо преобразовать в аналоговый сигнал – эту функцию и выполняет цифро-аналоговый преобразователь. Встроенный ЦАП присутствует в любом устройстве, воспроизводящем музыку. Но часто бывает, что качество проигрывания одних и тех же аудиофайлов (или треков с одного и того же диска) на разных плеерах заметно отличается. Если при этом используются одинаковые усилители и наушники, значит, проблема в ЦАП плеера.
Аудиосигнал, прошедший через низкокачественный ЦАП
ЦАПы бывают разные: дешевые преобразователи с низким энергопотреблением (часто используемые производителями в мобильных устройствах) имеют низкое быстродействие и малую разрядность, что сильно сказывается на качестве звука.
Кроме того, внешний ЦАП может оказаться очень полезным при прослушивании музыки, записанной в loseless-форматах (форматах записи аудио без потерь качества) с высокой дискретизацией, обеспечивающей максимальное подобие записи и оригинала. Поскольку распространяются такие записи, в основном, через Интернет, часто их прослушивают прямо с компьютера. Но качественная звуковая карта редко встречается на ноутбуках и планшетах, да и встроенные в материнскую плату десктопного компьютера звуковые карты не отличаются высоким качеством. И в этом случае весь смысл прослушивания loseless музыки теряется абсолютно. Ситуацию можно исправить, если на компьютере есть цифровой аудиовыход, например, S/PDIF. Подключив к нему ЦАП с частотой дискретизации и разрядностью не меньшей, чем у прослушиваемой записи, можно получить аналоговый сигнал высокого качества.
Еще один приятный бонус можно получить, приобретя ЦАП с поддержкой Bluetooth. Это позволит слушать отличную музыку на подключенных к преобразователю динамиках, не будучи «привязанным» к нему проводами. Для мобильного компьютера (планшета или ноутбука) это может оказаться очень удобным. Кроме того, с таким преобразователем вы сможете проигрывать музыку с других устройств, поддерживающих Bluetooth и легко переключаться между ними.
АЦП – аналого-цифровой преобразователь – нужен, наоборот, для преобразования аналогового аудиосигнала в цифровой формат. АЦП будет незаменим при оцифровке (переводе в цифровой формат) старых аналоговых записей: на грампластинках, аудио и видеокассетах. Также АЦП потребуется при записи в цифровом виде «живого» звука с микрофона. Плееры с функцией записи и компьютерные звуковые карты имеют встроенный АЦП, но если вам важно качество оцифровки, лучше доверить эту задачу специализированному устройству.
Несмотря на совершенно противоположные задачи, АЦП и ЦАП обладают некоторыми общими характеристиками, оказывающими большое влияние на качество преобразования.
Характеристики преобразователей аудиосигнала.
Для АЦП частота дискретизации определяет, с какой частотой преобразователь будет измерять амплитуду аналогового сигнала и передавать её в цифровом виде. Для ЦАП – наоборот, с какой частотой цифровые данные будут конвертироваться в аналоговый сигнал.
Чем выше частота дискретизации, тем результат преобразования ближе к исходному сигналу. Казалось бы, чем выше этот показатель, тем лучше. Но, согласно теореме Котельникова, для передачи сигнала любой частоты достаточно частоты дискретизации, вдвое большей частоты самого сигнала. С учетом того, что самая высокая частота, различимая на слух – 20 кГц (у большинства людей верхняя граница слышимого звука вообще проходит в районе 15-18 кГц), частоты дискретизации в 40 кГц должно быть достаточно для качественной оцифровки любого звука. Частота дискретизации audio CD: 44.1 кГц, и максимальная частота дискретизации mp-3 файлов: 48 кГц, выбраны как раз исходя из этого критерия. Соответственно, ЦАП, проигрывающий аудиотреки и mp3-файлы, должен иметь частоту дискретизации не менее 48 кГц, иначе звук будет искажаться.
Зеленым цветом показан исходный аудиосигнал, состоящий из нескольких гармоник, близких к 20 кГц. Малиновым цветом обозначен цифровой сигнал, дискретизированный с частотой 44.1 кГц. Синим цветом обозначен аналоговый сигнал, восстановленный из цифрового. Хорошо заметны потери в начале и конце отрезка.
Теоретически, такой частоты дискретизации должно быть достаточно, но практически иногда возникает надобность в большей частоте: реальный аудиосигнал не полностью отвечает требованиям теоремы Котельникова и при определенных условиях сигнал может искажаться. Поэтому у ценителей чистого звука популярны записи с частотой дискретизации 96 кГц.
Частота дискретизации ЦАП выше, чем у исходного файла, на качество звука не влияет, поэтому приобретать ЦАП с частотой дискретизации выше 48 кГц имеет смысл, только если вы собираетесь прослушивать с его помощью blu-ray и DVD-аудио или loseless музыку с частотой дискретизации, большей 48 кГц.
Если вы твердо нацелились на приобретение преобразователя с частотой дискретизации выше 48 кГц, то экономить на покупке не стоит. ЦАП, как и любое другое аудиоустройство, добавляет в сигнал собственный шум. У недорогих моделей шумность может быть довольно высокой, а с учетом высокой частоты дискретизации, на выходе такого преобразователя может появиться опасный для динамиков ультразвуковой шум. Да и в слышимом диапазоне шумность может оказаться настолько высокой, что это затмит весь выигрыш от повышения частоты дискретизации.
Чем выше разрядность, тем выше точность измерения или восстановления амплитуды сигнала
Разрядность – вторая характеристика, непосредственно влияющая на качество преобразования.
Разрядность ЦАП должна соответствовать разрядности аудиофайла. Если разрядность ЦАП будет ниже, он, скорее всего, просто не сможет преобразовать этот файл.
Треки audio CD имеют разрядность 16 бит. Это подразумевает 65536 градаций амплитуды – в большинстве случаев этого достаточно. Но теоретически, в идеальных условиях, человеческое ухо способно обеспечить большее разрешение. И если о разнице между записями с дискретизацией 96 кГц и 48 кГц можно спорить, то отличить 16-битный звук от 24-битного при отсутствии фонового шума могут многие люди с хорошим слухом. Поэтому, если ЦАП предполагается использовать для прослушивания DVD и Blu-ray аудио, следует выбирать модель с разрядностью 24.
Чем выше разрядность АЦП, тем с большей точностью измеряется амплитуда звукового сигнала.
При выборе АЦП следует исходить из того, какие задачи с его помощью предполагается решать: для оцифровывания «шумных» аудиозаписей со старых магнитофонных лент высокая разрядность АЦП не нужна. Если же вы планируете получить качественную цифровую запись со студийного микрофона, имеет смысл воспользоваться 24-битным АЦП.
Количество каналов определяет, какой звук сможет преобразовывать устройство. Двухканальный преобразователь сможет обрабатывать стерео и моно звук. Но для преобразования сигнала формата Dolby Digital или Dolby TrueHD понадобится, соответственно, шести- или восьмиканальный преобразователь.
Соотношение сигнал/шум определяет уровень шума, добавляемого в сигнал преобразователем. Чем выше этот показатель, тем более чистым остается сигнал, проходящий через преобразователь. Для прослушивания музыки нежелательно, чтобы этот показатель был ниже 75 дБ. Hi-Fi аппаратура обеспечивает минимум 90 дБ, а высококачественные Hi-End устройства способны обеспечить отношение сигнал/шум в 110-120 дБ и выше.
Преобразователи аудиосигнала скорее относятся к студийному и домашнему оборудованию, поэтому питание большинства преобразователей производится от сети 220В. Но существуют и преобразователи, которые питаются от аккумуляторов и могут быть использованы автономно. Это может оказаться удобным при использовании преобразователя с мобильным устройством – ноутбуком, планшетом, смартфоном или плеером.
Некоторые преобразователи получают питание через разъем micro-USB, при этом получать (или передавать) аудиосигнал через этот разъем они не могут. Если вам важно, чтобы ЦАП мог читать аудиофайлы на USB-носителях, перед покупкой убедитесь, что USB на устройстве используется не только для питания.
Варианты выбора.
Если вам нужно устройство, с помощью которого можно будет оцифровать старые магнитофонные записи или записать на компьютер звук с микрофона, вам нужен аналогово-цифровой преобразователь. Цены на них начинаются от 1100 рублей.
Если вы желаете получить устройство для качественного проигрывания аудифайлов со смартфона с возможностью беспроводного соединения, выбирайте среди ЦАП с поддержкой Bluetooth. Такое устройство обойдется вам в 1400-1800 рублей.
Если же вы желаете услышать все богатство звука, записанного в loseless-формате с высокой частотой дискретизации и битностью 24, вам понадобится соответствующий ЦАП. Стоить он будет от 1700 рублей.