Что такое dac. Смотреть что такое "ЦАП" в других словарях. ЦАП для преобразования двоично-десятичных чисел

Чтобы получить выходной сигнал с правильным знаком, необходимо осуществить обратный сдвиг путем вычитания тока или напряжения, составляющего половину шкалы преобразователя. Для различных типов ЦАП это можно сделать разными способами. Например, у ЦАП на источниках тока, диапазон изменения опорного напряжения ограничен, причем выходное напряжение имеет полярность обратную полярности опорного напряжения. В этом случае биполярный режим наиболее просто реализуется включением дополнительного резистора смещения R см между выходом ЦАП и входом опорного напряжения (рис. 18а). Резистор R см изготавливается на кристалле ИМС. Его сопротивление выбрано таким, чтобы ток I см составлял половину максимального значения выходного тока ЦАП.

В принципе, аналогично можно решить задачу смещения выходного тока и для ЦАП на МОП-ключах. Для этого нужно проинвертировать опорное напряжение, а затем сформировать из -Uоп ток смещения, который следует вычесть из выходного тока ЦАП. Однако для сохранения температурной стабильности лучше обеспечить формирование тока смещения непосредственно в ЦАП. Для этого в схему на рис. 8а вводят второй операционный усилитель и второй выход ЦАП подключают ко входу этого ОУ (рис. 18б).

Второй выходной ток ЦАП, согласно (10),

или, с учетом (8)

И теперь я постиг тайну музыки, понял, почему она на голову выше всех остальных искусств: дело в ее бестелесности. Стоит ей отделиться от инструмента, она снова принадлежит сама себе. Она — обретшая независимость сумма звуков, невесомая, бестелесная, совершенно чистая и пребывающая в полной гармонии со Вселенной Вальтер Моэрс. «Город мечтающих книг» Большинство людей воспринимает звук, воспроизводимый сопровождающими нас каждый день устройствами - ноутбуком, смартфоном, наушниками или акустической системой - как конечный продукт. Не задумываясь о том, что этот звук можно улучшить, сделать его по-настоящему «живым», насыщенным и красивым. Музыка должна вдохновлять, радовать, приносить чувство успокоения или наполнять энергией - в зависимости от музыкальных предпочтений и настроения слушателя. Но прежде чем говорить о совершенствовании звука, стоит разобраться с технической стороной вопроса. Двумя техническими устройствами, отвечающими за качество звука, являются ЦАП и усилитель . Современный ЦАП изнутри Сначала стоит разобраться, что такое ЦАП. Это цифро-аналоговый преобразователь, то есть устройство, преобразующее цифровой сигнал в аналоговый звук. На жестких дисках компьютеров и на аудио дисках материал хранится в цифровом виде, а колонки и наушники воспроизводят звук из аналогового сигнала. Следовательно, где-то между носителем информации и конечным устройством воспроизведения должно произойти цифро-аналоговое преобразование, то есть конвертация нулей и единиц в электрические импульсы. Оно может происходить в звуковых картах, в проигрывателях, в ресиверах или в mp3-плеерах, потому что все эти устройства как раз и имеют встроенную микросхему ЦАП. Качество получаемого на выходе аналогового звукового сигнала зависит как от используемой микросхемы ЦАП, так и от других задействованных в процессе технологий, а также от множества других факторов, в числе которых немаловажными являются качественное электропитание и сама схема устройства. Другими словами можно сказать, что ЦАП является «мозгом» любого аудио тракта. Различия в части цифро-аналогового преобразования - это одна из причин, по которой, одни устройства звучат лучше или хуже других. Внешние цифро-аналоговые преобразователи, как правило, воспроизводят звук точнее, чем ЦАП, установленный в звуковых картах, бюджетных ресиверах и проигрывателях, потому что являются специализированными устройствами. ЦАП удобны тем, что могут быть подключены к любому устройству, имеющему цифровой выход, а большинство ЦАП могут подключаться и по USB. Приобретение качественного внешнего ЦАП может заметно улучшить качество звука вашей системы. Теперь стоит поговорить об еще одном устройстве, которое непосредственно влияет на качество звука - усилителе. Ламповый усилитель Fosgate Signature Многие интересуются, для чего нужны отдельные усилители для наушников. Ведь почти на любой звуковой карте, ноутбуке, проигрывателе или mp3-плеере есть выход на наушники, при подключении к которому наушники работают - без всякого усилителя. В действительности, наушники способны работать со всеми перечисленными устройствами как раз потому, что большинство этих устройств уже имеют в своем составе усилительную часть перед выходом на наушники. Таким образом, неправильно считать, что кто-то использует наушники без усилителя, просто многие используют в качестве усилителя тот, что предусмотрен в их источнике звука. Какие же преимущества дает отдельный усилитель? Считается, что назначение любого усилителя - усилить звуковой сигнал, полученный от источника, не изменив при этом его структуру, то есть, не привнося в звук ничего своего. В реальности, однако, различные усилители звучат по-разному с одной и той же аппаратурой, на одном и том же уровне громкости. Точно также и наушники звучат по-разному с различными усилителями, хотя степень этой разницы может сильно варьироваться в зависимости от конкретных наушников и усилителей. Тем не менее, разница между очень хорошим и очень плохим усилителем хорошо слышна на большинстве наушников, а наиболее массовыми представителями очень плохих усилителей для наушников являются как раз выходы большинства бюджетных проигрывателей, звуковых карт, плееров и телефонов. Другими словами, покупка отдельного качественного усилителя для наушников всегда позволяет выдать лучший звук из уже имеющихся наушников. За счет повышения силы тока в усилителе, повышается детализация и атмосфера звучания. Этот немаловажный фактор играет важную роль при прослушивании музыки, так как большое количество материала в композициях записывается на очень слабом уровне громкости (так называемые призвуки, реверберации и т.д.) и нормально услышать их можно только с помощью усилителя. Покупка отдельного усилителя зачастую является более оправданным вложением средств, нежели смена наушников на более продвинутые. Кроме того, встречаются и особенно требовательные к усилению наушники, которые без хорошего усилителя в принципе показывают очень небольшую часть своих реальных возможностей, в основном это касается высокоомных наушников (или любых наушников в паре со слабым усилителем плеера/смартфона). Рекомендуется перед покупкой послушать желаемые наушники с различными усилителями, чтобы понять, какой звук они способны выдавать и на какой уровень усиления надо рассчитывать. Схемы применения цифро-аналоговых преобразователей относятся не только к области преобразования код - аналог. Пользуясь их свойствами можно определять произведения двух или более сигналов, строить делители функций, аналоговые звенья, управляемые от микроконтроллеров, такие как аттенюаторы, интеграторы. Важной областью применения ЦАП являются также генераторы сигналов, в том числе сигналов произвольной формы. Ниже рассмотрены некоторые схемы обработки сигналов, включающие ЦА-преобразователи. Обработка чисел, имеющих знак До сих пор при описании цифро-аналоговых преобразователей входная цифровая информация представлялась в виде чисел натурального ряда (униполярных). Обработка целых чисел (биполярных) имеет определенные особенности. Обычно двоичные целые числа представляются с использованием дополнительного кода. Таким путем с помощью восьми разрядов можно представить числа в диапазоне от -128 до +127. При вводе чисел в ЦАП этот диапазон чисел сдвигают до 0...255 путем прибавления 128. Числа, большие 128, при этом считаются положительными, а числа, меньшие 128, - отрицательными. Среднее число 128 соответствует нулю. Такое представление чисел со знаком, называется смещенным кодом. Прибавление числа, составляющего половину полной шкалы данной разрядности (в нашем примере это 128), можно легко выполнить путем инверсии старшего (знакового) разряда. Соответствие рассмотренных кодов иллюстрируется табл. 1. Таблица 1

01111111 00000001 00000000 11111111 10000001 10000000

11111111 10000001 10000000 01111111 00000001 00000000

127/255 1/255 0 -1/255 -127/255 -128/255

(23)

(24)

(25)

Это в случае N=8 с точностью до множителя 2 совпадает с данными табл. 6, с учетом того, что для преобразователя на МОП-ключах максимальный выходной ток

Если резисторы R2 хорошо согласованы по сопротивлению, то абсолютное изменение их величины при колебаниях температуры не влияет на выходное напряжение схемы.

У цифро-аналоговых преобразователей с выходным сигналом в виде напряжения, построенных на инверсной резистивной матрице (см. рис. 9), можно более просто реализовать биполярный режим (рис. 18в). Как правило, такие ЦАП содержат на кристалле выходной буферный усилитель. Для работы ЦАП в униполярном включении свободный вывод нижнего по схеме резистора R не подключают, либо подключают к общей точке схемы для удвоения выходного напряжения. Для работы в биполярном включении свободный вывод этого резистора соединяют со входом опорного напряжения ЦАП. ОУ в этом случае работает в дифференциальном включении и его выходное напряжение с учетом (16)

(26)

Перемножители и делители функций

Как уже указывалось выше, ЦА-преобразователи на МОП-ключах, допускают изменение опорного напряжения в широких пределах, в том числе и смену полярности. Из формул (8) и (17) следует, что выходное напряжение ЦАП пропорционально произведению опорного напряжения на входной цифровой код. Это обстоятельство позволяет непосредственно использовать такие ЦАП для перемножения аналогового сигнала на цифровой код.

При униполярном включении ЦАП выходной сигнал пропорционален произведению двухполярного аналогового сигнала на однополярный цифровой код. Такой перемножитель называют двухквадрантным. При биполярном включении ЦАП (рис. 18б и 18в) выходной сигнал пропорционален произведению двухполярного аналогового сигнала на двухполярный цифровой код. Эта схема может работать как четырехквадрантный перемножитель.

Деление входного напряжения на цифровой масштаб M D =D/2 N выполняется с помощью схемы двухквадрантного делителя (рис. 19).

В схеме на рис. 19а преобразователь на МОП-ключах с токовым выходом работает как преобразователь "напряжение-ток", управляемый кодом D и включенный в цепь обратной связи ОУ. Входное напряжение подается на свободный вывод резистора обратной связи ЦАП, размещенного на кристалле ИМС. В этой схеме выходной ток ЦАП

что при выполнении условия R ос =R дает

Следует отметить, что при коде "все нули" обратная связь размыкается. Предотвратить этот режим можно, либо запретив такой код программно, либо включив между выходом и инвертирующим входом ОУ резистор с сопротивлением, равным R·2 N+1 .

Схема делителя на основе ЦАП с выходом в виде напряжения, построенном на инверсной резистивной матрице и включающем буферный ОУ, приведена на рис. 8.19б. Выходное и входное напряжения этой схемы связаны уравнением

(27)

Отсюда следует

В данной схеме усилитель охвачен как положительной, так и отрицательной обратными связями. Для преобладания отрицательной обратной связи (иначе ОУ превратится в компаратор) необходимо выполнение условия D<2 N-1 или M D <1/2. Это ограничивает значение входного кода нижней половиной шкалы.

Аттенюаторы и интеграторы на ЦАП

Аттенюаторы, т.е. регуляторы уровня сигнала, с цифровым управлением гораздо более надежны и долговечны, чем традиционные аттенюаторы на основе переменных резисторов. Их целесообразно использовать в измерительных приборах и других устройствах, требующих подстройки параметров, особенно автоматической. Такие аттенюаторы можно наиболее просто построить на основе перемножающего ЦАП с инверсной резистивной матрицей и буферным усилителем. В принципе для этой цели подойдет любой ЦАП указанного типа, но некоторыми фирмами выпускаются преобразователи, оптимизированные для выполнения указанной функции. На рис. 20а приведена схема аттенюатора на переменном резисторе, а на рис. 20б - аналогичная схема на перемножающем ЦАП.

Если входной сигнал - однополярный, целесообразно использовать ЦАП с однополярным питанием, но буферный ОУ должен иметь выход "rail-to-rail", т.е. его выходное напряжение должно достигать нуля и напряжения питания. Если ЦАП - многоканальный, то у каждого преобразователя микросхемы должен быть индивидуальный вход опорного напряжения. Этим требованиям в разной степени удовлетворяют такие ИМС ЦАП, как 2-х канальный 12-разрядный МАХ532, 4-х канальный 8-разрядный МАХ509, 8-ми канальный 8-разрядный AD8441, 8-ми канальный 8-разрядный DAC-8841 и др.

Для построения интегратора с цифровой установкой постоянной времени интегрирования можно использовать базовую схему интегратора, а в качестве входного резистора включить ЦАП с суммированием напряжений (рис. 12). На базе такой схемы можно построить фильтры, в том числе фильтры на основе метода переменных состояния, перестраиваемые генераторы импульсов и т.д.

Системы прямого цифрового синтеза сигналов

Важной областью применения ЦАП является синтез аналоговых сигналов необходимой формы. Аналоговые генераторы сигналов - синусоидальной, треугольной и прямоугольной форм - имеют низкую точность и стабильность, не могут управляться от ЭВМ. В последние годы получили развитие системы прямого цифрового синтеза сигналов, обеспечивающие высокую точность задания частоты и начальной фазы сигналов, а также высокую верность воспроизведения их формы. Более того, эти системы позволяют генерировать сигналы большого многообразия форм, в том числе и форм, задаваемых пользователем. Упрощенная блок-схема генератора прямого цифрового синтеза сигналов приведена на рис. 21.

В принципе, системы прямого цифрового синтеза просты. Более того, теория и основные способы построения таких систем известны уже около 30 лет. Правда, только недавно появились ЦАП и специализированные аналого-цифровые ИМС, подходящие для синтеза сигналов в широкой полосе частот.

Схема прямого цифрового синтеза содержит три основных блока: генератор фазового угла, память и ЦАП. Генератор фазового угла в типичном случае представляет собой накапливающий сумматор с регистром. Работает он просто как регистр фазы, содержимое которого получает приращение на некоторый фазовый угол через заданные интервалы времени. Приращение фазы Dj загружается в виде цифрового кода во входные регистры. Память играет роль таблицы функций. Код текущей фазы поступает на ее адресные входы, а с выхода данных на вход ЦА-преобразователя поступает код, соответствующий текущему значению заданной функции. ЦАП в свою очередь формирует аналоговый сигнал.

Регистр содержит текущую фазу выходного сигнала в виде целого числа, которое будучи поделено на 2N, где N -разрядность сумматора, равно доле периода. Увеличение разрядности регистра повышает только разрешающую способность этой доли. Частота выходного сигнала равна произведению частоты тактов f такт на приращение фазы в каждом периоде тактов. При использовании N-разрядного сумматора частота выходного сигнала будет равна

Генераторы прямого синтеза выпускаются в виде ИМС. В частности, микросхема AD9850, упрощенная структура которой представлена на рис. 21, содержит 32-разрядный генератор фазового угла и 10-разрядный ЦАП. Загрузка приращения фазы осуществляется по 8-разрядной шине данных побайтово в четыре входных регистра. Память содержит таблицу синусов. Максимально допустимая тактовая частота составляет 125 МГц. При этом разрешение по частоте составляет 0,0291 Гц. Быстрый интерфейс позволяет менять частоту выходного сигнала до 23 миллионов раз в секунду.

Виниловые проигрыватели

Цифровые источники звука

Процессоры (ЦАП-DAC)

Цифро Аналоговый Преобразователь (ЦАП-DAC)
Его также называют цифровым процессором. Цифро-аналоговый преобразователь — это компонент, который получает цифровые аудиоданные (обычно от CD-транспорта) и преобразует их в аналоговый сигнал. У цифрового процессора имеется цифровой вход и аналоговый выход. Последний соединен с одним из линейных входов вашего предварительного усилителя.

Цифровые процессоры преобразуют выходной цифровой сигнал, получаемый через интерфейс S/PDIF от транспорта или другого цифрового источника, в аналоговый сигнал, который подается на предварительный усилитель. Их цена колеблется от $200 до $40000, но многие модели с хорошим качеством звучания могут стоить меньше $1000. Самый простой процессор имеет один цифровой вход с разъемом RCA и пару несимметричных аналоговых выходов. У более сложных процессоров может быть несколько цифровых входов, цифровых выходов, симметричных аналоговых выходов, переключателей полярности, а иногда имеется даже регулятор громкости.

Особенности цифровых процессоров.

1. HDCD кодирование
   Многие процессоры могут декодировать компакт-диски, записанные способом High Definition Compatible Digital (HDCD — совместимый цифровой формат высокого разрешения).
2. Несколько цифровых входов
   Эта особенность очень полезна, если у вас более одного цифрового источника (например, транспорт, цифровой аппарат записи). При наличии нескольких цифровых входов можно менять цифровые источники нажатием кнопки на лицевой панели, а не переключением цифровых кабелей. Переключатель входов снабжают светодиодами, показывающими, к какому входу подключен в данный момент процессор/
3. Различные типы входов
   К большинству процессоров можно подключать разные типы интерфейсных кабелей. Практически у всех процессоров имеется коаксиальный вход с RCA-разъемом. У некоторых может быть оптический стекловолоконный вход AT&T ST, AES/EBU или оптический TosLink.
4. Симетричные выходы
   Наличие симметричных выходов является стандартной особенностью многих процессоров, но иногда за это требуется дополнительно заплатить от $200 до $1000. Симметричные выходы позволяют соединить цифровой процессор с предварительным усилителем симметричной линией. Имейте в виду, что необходим и предварительный усилитель с симметричными входами
5. Возможность модернизации для воспроизведения форматов Super Audio CD или 24-бит/96кГц.
   Модульность конструкции некоторых цифровых процессоров позволяет относительно легко приспособить их для воспроизведения одного из новых высокоразрешающих цифровых форматов звука.

   Как работает ЦАП (DAC)

   Приводимая здесь информация адресована тем, кто хочет понять, что происходит внутри этих металлических "монументов" на стойке с вашей аппаратурой. Главные компоненты процессора: источник питания, входной приемник, цифровой фильтр, каскад цифро-аналогового преобразования, преобразователь тока в напряжение и аналоговый выходной каскад.

   Входной приемник получает S/PDIF-сигнал от цифрового источника и преобразует последовательный поток данных в необработанные данные цифрового звука. Он также вырабатывает тактовый сигнал по тактовым импульсам, имеющимся в цифровом потоке (более подробно это описано в данной главе ниже). Схема фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) сравнивает частоту входного сигнала (тактовые импульсы) с опорной частотой (обычно вырабатываемой кварцевым генератором) и создает новый тактовый сигнал, синхронизированный по фазе с тактовыми импульсами входного потока данных. Эти так называемые "восстановленные" тактовые импульсы становятся задающим тактовым сигналом для процессора. Входной приемник является основным источником джиттера в тактовом сигнале и может оказывать большое влияние на то, как звучит процессор. Для минимизации джиттера, создаваемого входным приемником, в последнее время используют двойные системы ФАПЧ и заказные модули с низким значением джиттера. Цифровые данные с входного приемника поступают на цифровой фильтр.

   У производителей CD-проигрывателей и цифровых процессоров есть два варианта выбора: купить готовую микросхему фильтра, выполняющего восьмикратную (8х) передискретизацию, или создать нестандартный фильтр на основе универсальной микросхемы цифрового сигнального процессора (DSP). Разработчик такого фильтра должен написать программу, которая управляет микросхемой DSP, что дорого и требует времени. Следовательно, нестандартные фильтры намного дороже, но они дают разработчику CD-проигрывателя возможность творчески управлять звучанием аппарата. К тому же нестандартные цифровые фильтры могут работать быстрее, чем однокристальные фильтры с восьмикратной передискретизацией. Нестандартный фильтр можно сделать для работы с 16-, 32- и даже 64-кратной передискретизацией. Сторонники этого решения — особенно фирмы "Кгеll", "Theta" и "Wadia" — считают, что программное обеспечение для их нестандартной фильтрации лучше содержащегося в обычных интегральных микросхемах цифровых фильтров. В частности, большинство нестандартных цифровых фильтров оптимизированы по параметрам работы во временной области, а не в частотной. Например, процессоры "Wadia" превосходно ведут себя во временной области, — их отличает почти безупречное воссоздание прямоугольных импульсов и отсутствие предварительного и последующего эха в импульсном отклике. Такие прекрасные свойства во временной области порой достигаются ценой некоторого спада в полосе звуковых частот. Фильтры "Wadia" обладают спадом около 3 дБ на частоте 20 кГц. Процессор "The Meitner Intelligent Digital Audio Translator" (IDAT) использует комбинацию фильтров, чтобы добиться идеальных характеристик как во временной, так и в частотной областях

   В некоторых цифровых процессорах используются так называемые однобитные ЦАП"ы, которые правильнее называть ЦАП"ами с формированием шума, делъта-сигма-ЦАП"ами или ЦАП"ами с передискретизацией. Эти преобразователи также известны по их торговым маркам: "Bitstream" (фирмы "Philips"), "MASH" ("Matsushita", разработка "Nippon Telephone and Telegraph"), а также "РЕМ" (разработка,JVC"). Все эти преобразователи работают по одному и тому же принципу: для преобразования двоичного кода в аналоговый сигнал вместо резисторной матрицы с различными весами битов однобитный ЦАП использует только два состояния — ноль и единицу. Однобитный код — это серия изменяющихся по продолжительности импульсов постоянной амплитуды. От ширины импульса зависит напряжение на аналоговом выходе. Этим объясняется, почему однобитное кодирование называют также широтно-импульсной модуляцией.

   Однобитный код достаточно высокочастотный (кратность передискретизации от 64 до 256), благодаря чему возможно восстановление звукового сигнала из двух логических состояний при помощи схемы с коммутируемым конденсатором. Поэтому однобитный ЦАП не требует такой точности, как ЦАП"ы на основе резисторной матрицы. В ЦАП"ах с передискретизацией амплитудное разрешение заменяется на разрешение по времени. По природе своей они имеют хорошую линейность и без подстройки MSB (собственно, MSB там и нет). ЦАП"ы с передискретизацией не требуют и преобразователя тока в напряжение.

Винил, конечно, сейчас - модная штука, друзья, но побороть цифровую дистрибуцию музыки ему не придется никогда. Цифровые источники звука вот уже более полутора десятка лет прочно удерживают доминирующее положение как в профессиональном, так и в бытовом секторах электроники. Поговорим о том, как выжать максимум Hi-Fi-соков из ассортимента плодов - от интернет-радиостанций до 24-битового аудио.

Когда-то проигрыватель компакт-дисков был единственным решением, и вообще поначалу считался крутым High End, но сегодня эту тему, похоже, можно считать морально исчерпанной. Да, по старинке еще многие держат CD в коллекциях, но как физический носитель он проигрывает винилу, который банально красивее выглядит, а технически уступает по параметрам HD-аудио, которым уже вовсю торгуют в интернете не только аудиофильские, но и мейджор-лейблы. Таким образом, вместо CD-плеера нам нужно более универсальное устройство с внешними входами, которое могло бы преобразовать двоичный код из нулей и единиц в аналоговый сигнал, который далее подавался бы на усилитель и колонки в итоге.

ЦАПы есть везде

Блоком с цифроаналоговым преобразователем (ЦАПом, конвертером, DAC) оснащен и AV-ресивер, и CD-, и в принципе любой медиаплеер. Как самостоятельное устройство ЦАПы появились в качестве High-End-апгрейда существующему CD-проигрывателю. Конструкторы полагали, что плеер разумнее разнести в отдельные блоки с собственным электропитанием.

Один из первых внешних ЦАПов Sony DAS-R1, выпущен в конце 1987 года

В первом устанавливалась собственно механическая часть со считывающей оптической системой и цифровым выходом. Это называлось CD-транспорт. Во втором блоке движущихся узлов уже не было - лишь плата ЦАПа, значение которого в настоящее время выросло до звания цифрового хаба. Кстати, очень часто бывает и так, что в современном CD-проигрывателе найдется пара цифровых входов для подключения внешних источников.

Жизненный цикл звука от источника, последующей записи и оцифровки, обработки, и обратного цикла - цифроаналогового преобразования

Современный конвертер взаимодействует с целым рядом источников сигнала - главное, чтобы для всех нашлась соответствующая коммутация. Источником может быть и старенький DVD-плеер – обычно они подключаются через оптический TosLink или коаксиальный кабель. Последний выглядит как обычный «тюльпан» из стереопары. Дорогие модели могут еще используют соединение разъемами типа XLR. С помощью USB входа к ЦАПу можно подключить компьютер или портативный источник звука.

Помимо этого, портативные ЦАПы делают совместимыми с источниками на основе iOS- или Android-телефонами, айподами, планшетами и другими гаджетами. Фактически во всех этих случаях конвертер становится внешним звуковым модулем с отдельным питанием и хорошей начинкой, которые не снились в штатной мультимедийной технике. А еще современные ЦАПы нередко оснащают усилителем для наушников.

Мультибитные и однобитные ЦАПы

До 21 века цифроаналоговые преобразователи оперировали только с 16-битным аудио, согласно формату Red Book для компакт-диска. Другого просто не было. Частота дискретизации у CD была 44 кГц, у профессиональных DAT-рекордеров капельку выше - 48 кГц. Сначала все ЦАПы работали по «параллельному» принципу - все 16-разрядов «взвешивались» на R-2R матрице (резисторной схеме лестничного типа).

Пример схемы R/2R ЦАПа

Знатоки знают наизусть и ценят такие марки чипов, как Burr-Brown PCM63 или Philips TDA1541. Однако R-2R матрицы оказались дороговатым и не слишком технологичным удовольствием. Требовалась точная лазерная подгонка всех номиналов сопротивлений. В противном случае при работе неточный замер битов приводил к нарушению линейности сигнала.

Поэтому на смену R-2R пришли ЦАПы с 1-битовым преобразованием, получившим название "дельта-сигма". Если мультибитники выдавали напряжение сигнала напрямую, исходя из всех поступивших на матрицу 16-битовых данных, то в дельта-сигме напряжение колебалось в зависимости от того «ноль» пришел на приемник или «единичка». 1 - означала увеличение напряжения аналогового сигнала, а 0 - уменьшение.

Микросхема мультибитного ЦАПа Burr-Brown PCM63

Старые аудиофилы нет да и вспомнят музыкальность R-2R чипов, но и деваться некуда. Дельта-сигма оказались и практичнее в настройке, и дешевле в производстве. Да и качество SACD-формата доказало, что 1-битовое преобразование отлично умеет справляться с High-End задачами. Частота дискретизации SACD измеряется уже не кило-, а мегагерцами, поэтому в схеме можно обойтись совсем простыми аналоговыми фильтрами.

В классических схемах на базе PCM до сих пор приходится фильтровать помехи квантования цифровым способом - их существует несколько и некоторые модели ЦАПов предоставляют возможность выбрать один из них.

Сами же дельта-сигмы прогрессировали в сторону гибридных схем, где поток обрабатывался каскадами, как по 1-битной, так и параллельной схеме. Но самое главное, величина цифрового слова выросла в них сначала до 24, а потом и до 32 бит. Кроме того, перспективным направлением являются ЦАПы на программируемых вентильных матрицах (FPGA), где и вовсе нет традиционных конвертеров.

Современный ЦАП Mytek Manhattan работает с потокоми РСМ 32 бит / 384 кГц, DXD, DSD-DS-DSD256 (11.2 MHz)

Для чего такая расширенная разрядность? Для достоверности. В профессиональной индустрии сегодня используются 24-битная запись, обеспечивающая более точное описание оригинального сигнала. Как уже упоминалось, ряд музыкальных изданий уже доступен в формате высокого разрешения. Так что можно, конечно, послушать урезанную версию на компакт-диске или МР3, но согласитесь, интереснее встать на одну ступеньку ближе к звукорежиссерам, которые возились с вашим любимым альбомом. И поэтому ваш ЦАП должен быть полностью готовым для приема контента высокого разрешения - как по USB, так и по остальным протоколам передачи данных.

Очевидный тренд современной бытовой аудиотехники - это различные портативные колонки и наушники, именно в этих товарных категориях сегодня представлено больше всего позиций. Соревноваться с ними в популярности очень тяжело, но есть одно устройство, необходимость наличия которого постоянно возрастает - это ЦАП, цифро-аналоговый преобразователь. Зачем он нужен?

Воспользуемся методом «от противного». Если вы ортодоксальный консерватор и не слушаете ничего, кроме FM-радио, грампластинок и прочих магнитоальбомов, то ЦАП вам НЕ нужен. Для всех остальных, от геймеров до киноманов - это определенно must have, если конечно вы не привыкли довольствоваться любимым увлечением по остаточному принципу.

Кстати говоря, зачем вообще музыка записывается, хранится и передается в цифровом виде? Ведь по природе своей она имеет аналоговый характер. Прежде всего — это удобно, поскольку с пластинкой или катушкой подмышкой особо не походишь. Затем - цифровой формат подразумевает передачу и копирование без потерь. Так что основная задача ЦАП - это максимально качественно произвести конвертацию.

Простейший пример - типичный смартфон. У большинства из нас в нем, помимо прочего, хранится масса песен либо имеются возможности потокового воспроизведения из Сети. Казалось бы - достаточно воткнуть наушники и насладиться музыкой. Но штатный ЦАП смартфона мало того, что чаще всего разрабатывается далеко не аудиофилами, так еще и в качестве основного пункта техзадания имеет низкое энергопотребление, которое с качеством звучания не коррелирует от слова совсем. Выход - использование внешнего конвертера, портативного и «долгоиграющего» (за счет собственного аккумулятора), который в состоянии будет «раскачать» даже самые тугие наушники.

А что же дома, где проблема экономии электроэнергии прямо скажем вторична? Допустим вы любите какой-нибудь телеканал или передачу, поиграть на приставке или посмотреть фильм. Аудиосистема абсолютного большинства современных плоскоэкранных телевизоров разрабатывается по остаточному принципу, вплоть до категории «контроля работоспособности», примерно как со штатными кабелями или наушниками - убедился, что аппарат функционирует и отложил их в сторону. Такая же ситуация с аналоговыми выходами — они есть, но прямо скажем — «для галочки». Цифровые же выходы если и отличаются качеством, то в гораздо меньших пределах. Таким образом - существует возможность полноценного подключения телевизора к уже имеющейся стереосистеме и это опять же задача ЦАП.

Для людей, чья работа проходит непосредственно за компьютером, ЦАП тоже серьезное подспорье и даже радость. Подключив через него колонки или наушники, можно обеспечить себя качественной музыкой в параллель к рабочему процессу. Подобных примеров использования - масса, так что вопрос «надо/не надо» тут не стоит, задача исключительно выбора подходящего устройства.

Так что, тут как ни крути, а без хорошего ЦАП на сегодня просто не обойтись.

 

---

Читайте:
Учет расчетов с бюджетом Сырники из творога на сковороде — классические рецепты пышных сырников Сырников из 500 г творога Салат "черный жемчуг" с черносливом Салат черная жемчужина с черносливом Лечо с томатной пастой рецепты Афоризмы и цитаты про суицид