ЦАП усилитель

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.

Подготовлено по материалам портала «What Hi-Fi?», январь 2019 г. www.whathifi.com

Эту статью прочитали 23 788 раз Статья входит в разделы:Как выбрать. Гид покупателяПолезные советыИнтересное о звуке

5 недорогих решений для меломанов

Время CD, по большому счету, прошло. Кроме того, вы наверняка замечали, что тот же материал после переноса оптического носителя на жесткий диск или любой другой накопитель начинает звучать чуть лучше из-за отсутствия джиттера. Но если с выбором CD-проигрывателя сложностей уже давно не возникает, то по доступным «меломанским» средствам воспроизведения аудиофайлов вопросов по-прежнему много.

Особенно на фоне разнообразия форматов и способов передачи данных. Мы подготовили для вас подборку различных решений стоимостью от 8 до 33 тысяч рублей (по ценам на конец ноября 2015) и в этой статье расскажем про особенности каждого варианта. Будем считать, что классическая аудиосистема или пара хороших активных спикеров у вас уже есть, поэтому требуется докупить только источник для воспроизведения этих файлов на стационарной технике.

Arcam r-Mini Blink (12 000 руб.)

Штуковина чуть крупнее куриного яйца и похожая на гигантскую каплю нефти адресована тем меломанам, которые предпочитают хранить всю музыкальную коллекцию в любимом смартфоне или планшете. Машинка получает цифровой аудиосигнал от гаджета по беспроводной связи Bluetooth, декодирует его и выдает на аналоговый выход типа миниджек, откуда, с помощью соответствующего кабеля (желательно не такого позорного, как на снимке), он поступает в аудиосистему. Точность передачи гарантируется поддержкой стандарта aptX, хотя встроенный в коробочку ЦАП, конечно, далеко не аудиофильского уровня. Но логика разработчиков понятна. Во-первых – это недорогой девайс. Хотите более ярких впечатлений, не выпуская смартфона из рук — утраивайте цену. Во-вторых, владельцы смартфонов априори не так требовательны к качеству звука, раз применяют свои гаджеты в музыкальных целях. Так или иначе, конвертор Arcam r-Mini Blink вполне может быть рекомендован нами как приемлемое по цене и качеству решение. Ведь если попытаться вывести сигнал напрямую с аналогового выхода смартфона, пускай даже «музыкального», то звучание будет много хуже, чем после работы аппаратика от Arcam. Пострадает и удобство управления, ведь смартфон с подключенным кабелем придется класть поближе к усилителю, а не привычно держать в руках.

Плюсы: удобство прослушивания файлов со смартфона или планшета на стационарной аудиосистеме, относительно невысокая цена

Минусы: за сравнимую цену можно получить более высокое качество звука, задействовав в качестве источника компьютер с аудиокартой или «аудиофильский» портативный плеер

Портативный плеер Fiio X3 II (14 000 руб.)

Устройство, напоминающее древний iPod, радикально отличается от большинства карманных собратьев, поскольку укомплектовано очень серьезной для такой цены элементной базой. По качеству звука этот Fiio «заткнет за пояс» многие стационарные источники Hi-Fi начального уровня. Помогает ему в этом цифро-аналоговый конвертор Crystal SC4398 и операционные усилители Texas Instruments — OPA1642 и LMH6643. Компактный X3 II имеет полноценный линейный выход, а его чипсет поддерживает практически существующие форматы файлов с параметрами вплоть до 24 бит / 192 кГц (до 96 кГц для WMA и APE в режиме компрессии normal) и даже DSD. Питается машинка от встроенного аккумулятора 2600 мА*ч, которого хватает примерно на 11 часов воспроизведения. Хотя также можно использовать любой сетевой зарядник с разъемом micro USB, выдающий ток до 1А – и таким образом запитать плеер от электросети. Файлы предлагается размещать на карточке microSD объемом до 128 Гбайт, для которой на торце устройства предусмотрен слот. В самом плеере встроенной памяти нет, так что к 14 000 рублей придется прибавить еще несколько тысяч на емкую флешку. Fiio X3 II хоть и не является бесспорным вариантом, но любителей слушать аудиофайлы без помощи компьютера определено может заинтересовать. Правда, удобство управления оставляет желать лучшего: в просторной гостиной к плееру придется вставать, либо держать его в руках, используя длинный кабель, что хуже и дороже. В качестве своеобразной компенсации предлагается функция USB-ЦАП (если компьютер все же потребуется задействовать) и весьма достойный встроенный усилитель для наушников с сопротивлением до 300 Ом.

Плюсы: достойное звучание, компактность, впечатляющая файловая «всеядность», полная автономность от ПК, неплохой усилитель для наушников, функция USB-ЦАП с поддержкой 24/192, мобильность (можно взять с собой и слушать в дороге).

Минусы: неудобное управление при автономном использовании вместе со стационарной техникой, нет поддержки сетевых сервисов (воспроизводятся только локальные файлы), цена возрастет на стоимость емкой карты microSD для хранения файлов.

ESI Juli@ (8500 руб.)

Пускай матерые аудиофилы с показным высокомерием ругают любого, кто даже подумать осмелится о применении компьютера в качестве источника звука стационарной системы. Но правда жизни такова, что при ограниченном бюджете это едва ли не единственный рациональный выход, потому что любое самодостаточное блочное «железо» за ту же цену имеет совсем уж скромный звуковой потенциал. Внутри красивого корпуса – такой же копеечный импульсный блок питания и недорогие конверторы, и в этом смысле разница с персоналкой только во внешнем оформлении (лучше) и возможностях (хуже). Собственно, не так важно компьютер вы используете или нет (в конце концов, в серьезнейших студиях на компьютерах пишут звук, монтируют и выполняют мастеринг – и ничего), главное как построена система на аппаратном программном уровне. Применение хорошей звуковой карты позволяет добиться весьма впечатляющих результатов, если сам системный блок не будет донимать шумностью работы. Старая добрая «Юлька» — звуковая карта профессионального уровня для прожект-студий. Модель действительно имеет почтенный возраст, однако до сих пор не потеряла своей актуальности – тем более, что поддержка потоков 24 бит / 192 кГц в ней реализована. Хорошая помехоустойчивость, поддержка ASIO (стандарт «прямой» передачи аудиопотоков мимо маршрутизаторов и обработочиков операционной системы компьютера) и отсутствие лишних «улучшайзеров» звука делают ее весьма интересным инструментом для меломанов. Одна из главных фишек модели – трансформируемый корпус. В зависимости от коммутации сопутствующего оборудования, карту можно сконфигурировать для получения бытовых выходов RCA или профессиональных балансных TRS. Качество звука не аудиофильское, но более чем достаточное для 90% меломанов с аудиосистемами среднего уровня. Если сравнивать Juli@ по этому критерию с другими участниками обзора, то можно говорить про близость к Fiio X3 II и значительное превосходство над «синезубым яйцом» от Arcam.

Плюсы: отличное соотношение качества звука и цены, возможность выбора типа аудиовыхода (небалансные RCA или балансные TRS).

Минусы: нет выхода для наушников, для работы карты требуется стационарный компьютер со свободным слотом PCI.

4. ASUS Xonar Essence STU (18 000 руб.)

Если говорить про использование компьютера в стационарной аудиосистеме, то компактные решения (ноутбуки, неттопы), безусловно, привлекательнее. Они создают значительно меньше шума и могут быть установлены в удобном для слушателя месте. На другой чаше весов – более высокая стоимость внешнего аудиоинтерфейса, по сравнению с внутренней звуковой картой для типовой персоналки. Зато любые грызущие вас сомнения насчет влияния компьютерных помех на звук можно послать лесом. Кроме того, у внешнего модуля более солидный вид, есть удобная регулировка громкости (аппарат выполняет функцию предусилителя) и, как правило, выход на наушники с качественным усилением. Всеми перечисленными качествами обладает ASUS Xonar Essence STU. Это внешний ЦА-конвертор с подключением по USB с компьютеру. Иных способов доставки сигнала разработчиками не предусмотрено, если не считать морально устаревший цифровой вход S/PDIF в электрической и оптической ипостасях. Есть также аналоговый вход AUX, но он – для смартфонов друзей, если тем захочется познакомить вас с новой песенкой. На большее не годится. Симпатичный корпус содержит высококлассный ЦАП Ti PCM1792A, усилитель для наушников TPA6120A2, хорошие операционные усилители LME49720 и LM4562. Питание – внешнее (блок питания прилагается). Аппарат поддерживает потоки с разрядностью вплоть до 24 бит и частотой выборки до 192 кГц. Если вы не брезгуете компьютером, то вряд ли найдете что-то лучшее по звуку в пределах 30 000 рублей. А ведь аппарат еще и красив! Для полного счастья не хватает только пульта дистанционного управления громкостью.

Плюсы: замечательное для такой цены звучание, функция предусилителя, качественный усилитель для наушников, вертикальная или горизонтальная установка.

Минусы: нет ПДУ, для работы устройства требуется компьютер со свободным портом USB.

Pioneer N-P01 (33 000 руб.)

Компактный сетевой проигрыватель полностью автономен, при этом поддерживает практически все типы файлов, включая FLAC/APE 24/192, и даже поток DSD. Контент можно подавать через USB-порт с флешки, по проводной и беспроводной локальной сети с удаленного компьютера и даже через Bluetooth (поддержка aptX имеется). Производителем предусмотрена и совместимость с различными сетевыми сервисами для меломанов. Управление – прелесть: включи да пользуйся, щелкая пультом. Правда, под крышкой корпуса пафос заканчивается: внутри почти пусто, есть лишь обычный импульсный блок питания, как у DVD-плеера за $50, да основная плата с 32-битным ЦА-конвертором Asahi AK4480EF. Качество звука устройства хорошее, многие назовут его отличным. Но компьютерная карта ESI Juli@ звучит получше, а USB-конвертор от ASUS, представленный в этой же статье, на фоне проигрывателя Pioneer кажется и вовсе аудиофильским. Зато вы получаете возможность полностью абстрагироваться от компьютера, как непосредственного участника обработки звука, сохранив совместимость практически со всеми типами аудиофайлов, широкие возможности по доставке контента в проигрыватель, наглядный интерфейс и удобное управление. Так что, если вы ищете комплексное самодостаточное решение для прослушивания музыки и не готовы платить 50-70 тысяч рублей за решения с более качественным звуковым трактом, то смело берите Pioneer N-P01. Если же качество звука для вас на первом месте и участие в системе компьютера не пугает, то более рациональным видится приобретение внешнего ЦАП с USB-подключением. Еще и сэкономите…

Плюсы: удобный «комбайн» для прослушивания практически любых файлов и сетевых потоков с различных источников и интернет-сервисов, удобное управление.

Минусы: баланс между качеством звука и функциональными возможностями смещен в сторону последних.

Денис Репин

Доброго времени суток, уважаемые читатели блога INFOZET.RU. Сегодня мы рассмотрим критерии, и поймём из чего состоит, самый лучший цап для музыки. Ведь нам нужно понять, как вообще выбрать для себя «достойный» цап. Ну, поехали?

Что такое ЦАП?

Чтобы музыка и другие аудиозаписи были доступны в цифровом формате (в виде загружаемого или потокового файла), его необходимо сначала преобразовать из аналогового в цифровой. Однако наш слух не предназначен для восприятия этого формата, поэтому нам нужен ЦАП.

ЦАП (или цифро-аналоговый преобразователь) — это инструмент, используемый для преобразования цифрового аудио сигнала в аналоговый, чтобы мы могли слышать его в правильном формате.

Самый лучший цап для музыки. Как выбрать и как понять?

В большинстве случаев ЦАП встроен в устройство, которое вы используете для прослушивания музыки (телевизор, ноутбук, телефон или планшет), но эта версия не оптимизирована для наилучшего качества звука.

Вот почему, если вам нужен лучший ЦАП, вам необходимо приобрести отдельное устройство, специально разработанное для этой цели. Вы можете использовать его со своим ноутбуком, телевизором, системой домашнего кинотеатра, телефоном и так далее.

Даже если есть встроенная версия, это будет обойдено, и отдельный ЦАП вступит во владение, создавая лучший звук. Мы рассмотрели некоторые из лучших продуктов на рынке и поняли, как вам выбрать лучший ЦАП за деньги.

Музыка для души и «цапанье» только в помощь

Модули ЦАП немного сложнее, чем, скажем, выбор пары наушников, поэтому мы собрали эти полезные рекомендации, в которых рассказывается об основных функциях, которые следует учитывать.

ВХОДЫ И ВЫХОДЫ

Если вы посмотрите на цап, вы заметите, что большинство из них имеют несколько типов входов (оптические, коаксиальные, USB и другие). Хорошее эмпирическое правило — выбирать устройство с разными типами ввода, потому что это означает, что вы можете использовать его с широким спектром устройств, от мобильных телефонов и планшетов до телевизоров и даже проигрывателей.

Что касается выхода, большинство из них поддерживают классический выход 3,5 мм (для наушников), но современные устройства также поддерживают подключение по BT.

ДРОЖАНИЕ или ДЖИТТЕР

Джиттер — это тип искажения (или шума), который можно услышать в верхней части звука, и делает его менее приятным. Это происходит, когда ЦАП не оснащен технологией, необходимой для декодирования воспроизводимого файла, или не поддерживает необходимые фильтры для создания идеального качества звука.

Чем лучше ЦАП, тем меньше джиттер и тем лучше будет звук.

ПОДДЕРЖИВАЕМЫЕ ФОРМАТЫ ЗВУКА

Модуль ЦАП не сможет многое сделать с сильно сжатым форматом MP3, потому что сжатие уничтожает части аудиофайла. Таким образом, если вы хотите убедиться, что ваши деньги потрачены не зря, вам нужно приобрести устройство, которое будет работать с качеством CD или выше.

Это означает, что устройство должно поддерживать такие форматы, как WAV, FLAC, ALAC (Mac) или PCM без потерь или DSD.

КОМПАКТНЫЙ ПРОТИВ ПОЛНОРАЗМЕРНОГО

Современные модули ЦАП обычно бывают компактными. Из-за последних технологических достижений они по-прежнему обладают множеством интересных функций, но у них не так много доступных портов и соединений.

С другой стороны, у полноразмерного устройства достаточно места для широкого спектра соединений, наборов микросхем и расширенных настроек. Тем не менее, даже несмотря на то, что они очень привлекательны с точки зрения возможностей, разница в цене может побудить многих меломанов придерживаться компактных версий.

Музыка — именно она

По всем параметрам выигрывает один из лучших ЦАПов в мире. Сейчас мы его вам представим.

КЕМБРИДЖ АУДИО DACMAGIC PLUS —Лучший Аудиофильный ЦАП

Cambridge Audio — одна из самых известных компаний в аудиоиндустрии, которая производит широкий спектр высококачественной продукции. Таким образом, вы можете верить, что устройство DacMagic Plus будет идеальным для большинства аудиофилов и даже профессиональных музыкантов.

Фактически, мы считаем, что это лучший ЦАП до 500! Устройство оснащено 24-битными ЦАП Twin Wolfson и использует повышающую дискретизацию AFT2 24 бит / 384 кГц с повышением частоты дискретизации и уменьшением джиттера. Он также оснащен беспроводным соединением BT и выбираемыми цифровыми фильтрами, что дает пользователю возможность настройки управления.

В результате звук будет безупречным, независимо от формата или устройства, которое вы используете. Вы можете использовать его с проигрывателями Blu-ray, домашними кинотеатрами, телефонами, ноутбуками и так далее. Когда DacMagic Plus подключен к сети, вам больше не нужно беспокоиться о качестве звука!

Плюсы:

• Twin Wolfson 24-битные ЦАП
• AFT2 Повышение частоты дискретизации
• Асинхронный USB-вход
• Он также может быть использован в качестве цифрового предусилителя
• BT связь

Минусы:

• Немного дорогой
• Нет пульта дистанционного управления
• Нет индикатора уровня громкости

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.

Модули ЦАП могут иметь огромное значение в том, как вы слушаете любимые мелодии или как вам нравятся игры и фильмы. Тем не менее, если вам нужен высококлассный аппарат, вы должны быть готовы ослабить бюджет немного больше, чем обычно. Конечно, есть и недорогие устройства. Но все зависит от типа результатов, которые вы хотите получить. С этими устройствами вы действительно получаете то, за что платите!

Если вам вдруг, срочно понадобились средства на карту, без процентов, то можете познакомиться с ТОП-компаниями, которые были структурированы нашими специалистами для вашего удобства.

Если вы настроились на новую игру, послушать музыку или посмотреть фильмы, но заметили, что звук через колонки или наушники стал шипеть и издавать странные хлопки, это означает, что пора подумать про замену звуковой карты.

После небольшого исследования, я задался вопросом: «Что лучше: внешняя звуковая карта или внешний цифровой аналоговый преобразователь (ЦАП)». Второй вариант звучит заманчиво, потому то он очень простой в использовании, однако звуковая карта также имеет свои преимущества.

Расширенное аудио

Лучшие звуковые карты способны обеспечить чистый, богатый и качественный звук через колонки на вашем ПК. Одним из преимуществ использования звуковой карты на компьютере является программное обеспечение. Специализированное программное обеспечение включает в себя функции, которые вы не получите с внешним ЦАП, например, добавить различные эффекты, очистить грязный звук, убрать вокал из песни для караоке и тд.

С другой стороны, ЦАП предлагает более чистый звук. Цифровые звуковые сигналы поступают непосредственно на ЦАП, поэтому у вас меньше шансов поднять уровень шума через компьютер, в отличие от аналоговых сигналов.

Объемный звук

Если для вас объемный звук в динамиках или наушниках играет важную роль, тогда внешняя звуковая карта является лучшим выбором. Звуковая карта высокого качества умеет воспроизводить виртуальный объемный звук для наушников, на которые не способен внешний ЦАП.

Портативность

Одним из главных преимуществ USB ЦАП является его портативность. Вы можете легко вставить внешний ЦАП в ноутбук или компьютер, подключить хорошие наушники и слушать кристально чистый звук.

Еще одним преимуществом внешнего ЦАП является усилитель громкости ваших наушников.

Лучшее качество звука

Скорее всего, это главный критерий при выборе между качественной звуковой картой или внешним ЦАП. Более того, вы можете использовать и то и другое одновременно, чтобы получить максимально качественный звук.

При этом стоит помнить, что звуковая карта или внешний ЦАП не способны обеспечить качественный звук без хороших наушников или колонок. Если вы используете дешевые колонки, тогда вы просто не заметите разницу между звуковой картой или внешним ЦАП.

Подведение итогов

Нельзя точно сказать что лучше – звуковая карта или внешний ЦАП. Это зависит от ваших потребностей и доступного бюджета. Только после того, как вы определитесь с этими двумя моментами, вы сможете выбрать, каким способом улучшить качество звука на ПК, и наслаждаться музыкой, фильмами и играми.

Основные понятия и общие способы реализации

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) — это устройство для преобразования цифрового кода в аналоговый сигнал по величине, пропорциональной значению кода.

ЦАП применяются для связи цифровых управляющих систем с устройствами, которые управляются уровнем аналогового сигнала. Также, ЦАП является составной частью во многих структурах аналого-цифровых устройств и преобразователей.

ЦАП характеризуется функцией преобразования. Она связывает изменение цифрового кода с изменением напряжения или тока. Функция преобразования ЦАП выражается следующим образом

, где

Uвых — значение выходного напряжения, соответствующее цифровому коду Nвх, подаваемому на входы ЦАП.

Uмах — максимальное выходное напряжение, соответствующее подаче на входы максимального кода Nмах

Величину Кцап, определяемую отношением , называют коэффициентом цифроаналогового преобразования. Несмотря на ступенчатый вид характеристики, связанный с дискретным изменением входной величины (цифрового кода), считается, что ЦАП являются линейными преобразователями.

Если величину Nвх представить через значения весов его разрядов, функцию преобразования можно выразить следующим образом

, где

i — номер разряда входного кода Nвх; Ai — значение i-го разряда (ноль или единица); Ui – вес i-го разряда; n – количество разрядов входного кода (число разрядов ЦАП).

Вес разряда определяется для конкретной разрядности, и вычисляется по следующей формуле

, где

UОП -опорное напряжение ЦАП

Принцип работы большинства ЦАП — это суммирование долей аналоговых сигналов (веса разряда), в зависимости от входного кода.

ЦАП можно реализовать с помощью суммирования токов, суммирования напряжений и деления напряжений. В первом и втором случае в соответствии со значениями разрядов входного кода, суммируются сигналы генераторов токов и источников Э.Д.С. Последний способ представляет собой управляемый кодом делитель напряжения. Два последних способа не нашли широкого распространения в связи с практическими трудностями их реализации.

Способы реализации ЦАП с взвешенным суммированием токов

Рассмотрим построение простейшего ЦАП с взвешенным суммированием токов.

Этот ЦАП состоит из набора резисторов и набора ключей. Число ключей и число резисторов равно количеству разрядов n входного кода. Номиналы резисторов выбираются в соответствии с двоичным законом. Если R=3 Ом, то 2R= 6 Ом , 4R=12 Ом, и так и далее, т.е. каждый последующий резистор больше предыдущего в 2 раза. При присоединении источника напряжения и замыкании ключей, через каждый резистор потечет ток. Значения токов по резисторам, благодаря соответствующему выбору их номиналов, тоже будут распределены по двоичному закону. При подаче входного кода Nвх включение ключей производится в соответствии со значением соответствующих им разрядов входного кода. Ключ замыкается, если соответствующий ему разряд равен единице. При этом в узле суммируются токи, пропорциональные весам этих разрядов и величина вытекающего из узла тока в целом будет пропорциональна значению входного кода Nвх.

Сопротивление резисторов матрицы выбирают достаточно большое (десятки кОм). Поэтому для большинства практических случаев для нагрузки ЦАП играет роль источника тока. Если на выходе преобразователя необходимо получить напряжение, то на выходе такого ЦАП устанавливается преобразователь «ток-напряжение», например, на операционном усилителе

Однако при смене кода на входах ЦАП меняется величина тока, отбираемая от источника опорного напряжения. Это является главным недостатком такого способа построения ЦАП. Такой метод построения можно использовать только в том случае, если источник опорного напряжения будет с низким внутренним сопротивлением. В другом случае в момент смены входного кода изменяется ток, отбираемый у источника, что приводит к изменению падения напряжения на его внутреннем сопротивлении и, в свою очередь, к дополнительному напрямую не связанному со сменой кода изменению выходного тока. Исключить этот недостаток позволяет структура ЦАП с переключающимися ключами

В такой структуре имеется два выходных узла. В зависимости от значения разрядов входного кода соответствующие им ключи подключаются к узлу, связанному с выходом устройства, или к другому узлу, который чаще всего заземляется. При этом через каждый резистор матрицы ток течет постоянно, независимо от положения ключа, а величина тока, потребляемого от источника опорного напряжения, постоянна.

Общим недостатком обеих рассмотренных структур является большое соотношение между наименьшим и наибольшим номиналом резисторов матрицы. Вместе с тем, не смотря на большую разницу номиналов резисторов необходимо обеспечивать одинаковую абсолютную точность подгонки как самого большого, так и самого маленького по номиналу резистора. В интегральном исполнении ЦАП при числе разрядов более 10 это обеспечить достаточно трудно.

От всех указанных выше недостатков свободны структуры на основе резистивных R-2R матриц

При таком построении резистивной матрицы ток в каждой последующей параллельной ветви меньше чем в предыдущей в два раза. Наличие только двух номиналов резисторов в матрице позволяет достаточно просто осуществлять подгонку их значений.

Выходной ток для каждой из представленных структур пропорционален одновременно не только величине входного кода, но и величине опорного напряжения. Часто говорят, что он пропорционален произведению этих двух величин. Поэтому такие ЦАП называют умножающими. Такими свойствами будут обладать все ЦАП, в которых формирование взвешенных значений токов, соответствующих весам разрядов, производится с помощью резистивных матриц.

Интегральные технологии позволяют достаточно просто формировать на кристалле резисторы, например, КМОП — технология. Как и все прочие ИС, созданные на ее основе, такие ЦАП, характеризуются низкой стоимостью и низким потреблением. Недостатком данной технологии- это паразитные емкости, и вытекающей из него низкое быстродействие. Большего быстродействия поможет достичь биполярная технология. НО она не рассчитана для создания точных резисторов, Поэтому при использовании таких технологий ЦАП делается на основе транзисторных источников тока. Зависимость выходного тока транзисторных источников тока от величины питающего напряжения нелинейна, поэтому такие ЦАП умножающими не являются.

Кроме использования по прямому назначению умножающие ЦАП используются как аналого-цифровые перемножители, в качестве кодоуправляемых сопротивлений и проводимостей. Они широко применяются как составные элементы при построении кодоуправляемых (перестраиваемых) усилителей, фильтров, источников опорных напряжений, формирователей сигналов и т.д.

Основные параметры и погрешности ЦАП

Основные параметры, которые можно увидеть в справочнике:

1. Число разрядов – количество разрядов входного кода.

2. Коэффициент преобразования – отношение приращения выходного сигнала к приращению входного сигнала для линейной функции преобразования.

3. Время установления выходного напряжения или тока – интервал времени от момента заданного изменения кода на входе ЦАП до момента, при котором выходное напряжение или ток окончательно войдут в зону шириной младшего значащего разряда (МЗР).

4. Максимальная частота преобразования – наибольшая частота смены кода, при которой заданные параметры соответствуют установленным нормам.

Существуют и другие параметры, характеризующие исполнение ЦАП и особенности его функционирования. В их числе: входное напряжение низкого и высокого уровня, ток потребления, диапазон выходного напряжения или тока.

Важнейшими параметрами для ЦАП являются те, которые определяют его точностные характеристики.

Точностные характеристики каждого ЦАП, прежде всего, определяются нормированными по величине погрешностями.

Погрешности делятся на динамические и статические. Статическими погрешностями называются погрешности, остающиеся после завершения всех переходных процессов, связанных со сменой входного кода. Динамические погрешности определяются переходными процессами на выходе ЦАП, возникшими вследствие смены входного кода.

Основные типы статических погрешностей ЦАП:

Абсолютная погрешность преобразования в конечной точке шкалы – отклонение значения выходного напряжения (тока) от номинального значения, соответствующего конечной точке шкалы функции преобразования. Измеряется в единицах младшего разряда преобразования.

Напряжение смещения нуля на выходе – напряжение постоянного тока на выходе ЦАП при входном коде, соответствующем нулевому значению выходного напряжения. Измеряется в единицах младшего разряда. Погрешность коэффициента преобразования (масштабная) –связанная с отклонением наклона функции преобразования от требуемого.

Нелинейность ЦАП – отклонение действительной функции преобразования от оговоренной прямой линии. Является самой плохой погрешностью с которой трудно бороться.

Погрешности нелинейности в общем случае разделяют на два типа – интегральные и дифференциальные.

Погрешность интегральной нелинейности – максимальное отклонение реальной характеристики от идеальной. Фактически при этом рассматривается усредненная функция преобразования. Определяют эту погрешность в процентах от конечного диапазона выходной величины.

Дифференциальная нелинейность связана с неточностью задания весов разрядов, т.е. с погрешностями элементов делителя, разбросом остаточных параметров ключевых элементов, генераторов токов и т.д.

Способы идентификации и коррекции погрешностей ЦАП

Желательно, чтобы коррекция погрешностей производилось при изготовлении преобразователей (технологическая подгонка). Однако, часто она желательна и при использовании конкретного образца БИС в том или ином устройстве. В этом случае коррекция проводится введением в структуру устройства кроме БИС ЦАП дополнительных элементов. Такие методы получили название структурных.

Самым сложным процессом является обеспечение линейности, так как они определяются связанными параметрами многих элементов и узлов. Чаще всего осуществляют подгонку только смещения нуля, коэффициента

Точностные параметры, обеспечиваемые технологическими приемами, ухудшаются при воздействии на преобразователь различных дестабилизирующих факторов, в первую очередь – температуры. Необходимо помнить и о факторе старения элементов.

Погрешность смещения нуля и масштабная погрешность легко корректируются на выходе ЦАП. Для этого в выходной сигнал вводят постоянное смещение, компенсирующее смещение характеристики преобразователя. Необходимый масштаб преобразования устанавливают, либо корректируя коэффициент усиления, устанавливаемого на выходе преобразователя усилителя, либо подстраивая величину опорного напряжения, если ЦАП является умножающим.

Компенсационные методы заключаются во введении в структуру преобразователя вспомогательных резистивных матриц, управляемых кодом, обратным коду, подаваемому на основную матрицу. Это позволяет уменьшить паразитное влияние кодозависимых токов, протекающих по общим шинам земли и питания, стабилизирует рассеиваемую мощность и тепловой режим схемы.

Методы коррекции с тестовым контролем заключаются в идентификации погрешностей ЦАП на всем множестве допустимых входных воздействий и добавлением, рассчитанных на основе этого поправок, к входной или выходной величине для компенсации этих погрешностей.

При любом методе коррекции с контролем по тестовому сигналу предусматриваются следующие действия:

1. Измерение характеристики ЦАП на достаточном для идентификации погрешностей множестве тестовых воздействий.

2. Идентификация погрешностей вычислением их отклонений по результатам измерений.

3. Вычисление корректирующих поправок для преобразуемых величин или требуемых корректирующих воздействий на корректируемые блоки.

4. Проведение коррекции.

Контроль может проводиться один раз перед установкой преобразователя в устройство с помощью специального лабораторного измерительного оборудования. Может проводиться и с помощью специализированного оборудования встроенного в устройство. При этом контроль, как правило, проводится периодически, все то время пока преобразователь не участвует непосредственно в работе устройства. Такая организация контроля и коррекции преобразователей может осуществляться при его работе в составе микропроцессорной измерительной системы.

Основной недостаток любого метода сквозного контроля – большое время контроля наряду с разнородностью и большим объемом используемой аппаратуры.

Определенные тем или иным способом величины поправок хранятся, как правило, в цифровой форме. Коррекция же погрешностей с учетом этих поправок может проводиться как в аналоговой, так и цифровой форме.

При цифровой коррекции поправки добавляются с учетом их знака к входному коду ЦАП. В результате на вход ЦАП поступает код, при котором на его выходе формируется требуемое значение напряжения или тока. Наиболее простая реализация такого способа коррекции состоит из корректируемого ЦАП, на входе которого установлено цифровое запоминающее устройство (ЗУ). Входной код играет роль адресного. В ЗУ по соответствующим адресам занесены, заранее рассчитанные с учетом поправок, значения кодов, подаваемые на корректируемый ЦАП.

При аналоговой коррекции кроме основного ЦАП используется еще один дополнительный ЦАП. Диапазон его выходного сигнала соответствует максимальной величине погрешности корректируемого ЦАП. Входной код одновременно поступает на входы корректируемого ЦАП и на адресные входы ЗУ поправок. Из ЗУ поправок выбирается соответствующая данному значению входного кода поправка. Код поправки преобразуется в пропорциональный ему сигнал, который суммируется с выходным сигналом корректируемого ЦАП. Ввиду малости требуемого диапазона выходного сигнала дополнительного ЦАП по сравнению с диапазоном выходного сигнала корректируемого ЦАП собственными погрешностями первого пренебрегают.

В ряде случаев возникает необходимость проведения коррекции динамики работы ЦАП.

Переходная характеристика ЦАП при смене различных кодовых комбинаций будет различной, иными словами – различным будет время установления выходного сигнала. Поэтому при использовании ЦАП необходимо учитывать максимальное время установления. Однако в ряде случаев удается корректировать поведение передаточной характеристики.

Особенности применения БИС ЦАП

Для успешного применения современных БИС ЦАП недостаточно знать перечень их основных характеристик и основные схемы их включения.

Существенное влияние на результаты применения БИС ЦАП оказывает выполнение эксплуатационных требований, обусловленных особенностями конкретной микросхемы. К таким требованиям относятся не только использование допустимых входных сигналов, напряжения источников питания, емкости и сопротивления нагрузки, но и выполнение очередности включения разных источников питания, разделение цепей подключения разных источников питания и общей шины, применение фильтров и т.д.

Для прецизионных ЦАП особое значение приобретает выходное напряжение шума. Особенность проблемы шума в ЦАП заключается в наличии на его выходе всплесков напряжения, вызванных переключением ключей внутри преобразователя. По амплитуде эти всплески могут достигать нескольких десятков значений весов МЗР и создавать трудности в работе следующих за ЦАП устройств обработки аналоговых сигналов. Решением проблемы подавления таких всплесков является использование на выходе ЦАП устройств выборки-хранения (УВХ). УВХ управляется от цифровой части системы, формирующей новые кодовые комбинации на входе ЦАП. Перед подачей новой кодовой комбинации УВХ переводится в режим хранения, размыкая цепь передачи аналогового сигнала на выход. Благодаря этому всплеск выходного напряжения ЦАП не попадает на вывод УВХ, которое затем переводится в режим слежения, повторяя выходной сигнал ЦАП.

Специальное внимание при построении ЦАП на базе БИС необходимо уделять выбору операционного усилителя, служащего для преобразования выходного тока ЦАП в напряжение. При подаче входного кода ЦАП на выходе ОУ будет действовать ошибка DU, обусловленная его напряжением смещения и равная

,

где Uсм – напряжение смещения ОУ; Rос – величина сопротивления в цепи обратной связи ОУ; Rм – сопротивление резистивной матрицы ЦАП (выходное сопротивление ЦАП), зависящее от величины поданного на его вход кода.

Поскольку отношение изменяется от 1 до 0, ошибка, обусловленная Uсм, изменяется в приделах (1…2)Uсм. Влиянием Uсм пренебрегают при использовании ОУ, у которого .

Вследствие большой площади транзисторных ключей в КМОП БИС существенная выходная емкость БИС ЦАП (40…120 пФ в зависимости от величины входного кода). Эта емкость оказывает существенное влияние на время установления выходного напряжения ОУ до требуемой точности. Для уменьшения этого влияния Rос шунтируют конденсатором Сос.

В ряде случаев на выходе ЦАП необходимо получать двуполярное выходное напряжение. Этого можно добиться введением на выходе смещения диапазона выходного напряжения, а для умножающих ЦАП переключением полярности источника опорного напряжения.

Следует обратить внимание, что если вы используете интегральный ЦАП, имеющий число разрядов большее чем вам нужно, то входы неиспользуемых разрядов подключают к земляной шине, однозначно определяя на них уровень логического нуля. Причем для того, чтобы работать по возможности с большим диапазоном выходного сигнала БИС ЦАП за таковые разряды принимают разряды, начиная с самого младшего.

Один из практических примеров применения ЦАП- это формирователи сигналов разной формы. Сделал небольшую модель в протеусе. С помощью ЦАП управляемого МК (Atmega8, хотя можно сделать и на Tiny), формируются сигналы различной формы. Программа написана на Си в CVAVR. По нажатию кнопки формируемый сигнал меняется .

БИС ЦАП DAC0808 National Semiconductor,8 –разрядный, высокоскоростной, включена согласно типовой схеме. Так как выход у него токовый, с помощью инвертирующего усилителя на ОУ преобразуется в напряжение.

В принципе можно даже вот такие интересные фигуры, что-то напоминает правда? Если выбрать разрядность по больше, то получится более плавные

Ниже вы можете скачать проект в Proteus