Что такое ацп и чем оно отличается от цап

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.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА (ЦИФРОВОЙ ПРИЁМНИК)

Принципиальная схема блока цифрового приёмника и драйвера дисплея представлена на рисунке:

увеличение по клику

Главной задачей цифрового приёмника IC1 является декодирование потока данных в формате S/PDIF в последовательный формат данных, который может быть передан микросхемам ЦАП. Микросхема приёмника расположена на отдельной печатной плате таким образом, чтобы  коаксиальный и оптический входные разъемы могли быть размещены в наиболее удобном месте на корпусе устройства.

Входной импеданс, который имеет традиционное для коаксиального входа значение в 75Ом, определяется номиналом резистором R1. Оптический вход реализован на широко распространённой микросхеме IC2. Сигнал с её выхода подается на вход IC1 через делитель R1-R2, значения резисторов которого выбираются таким образом, что сигнал на R1 был немного больше (0,6 В), чем стандартное значение для коаксиального входа (0,5 В).

При использовании оптического входа необходимо установить перемычку JP1. Коаксиальный вход при этом использоваться не может! 

Резисторы R7-R10 необходимы для устранения высокочастотного «звона», вызванного ёмкостной нагрузкой образованной соединительным шлейфом и входной ёмкостью цифрового фильтра.

Режим работы цифрового приёмника задаётся уровнями на входах М0-М3. Подробнее о режимах работы можно прочитать в справочном руководстве на микросхему  CS8414. Рекомендуемым режимом является I2S, так как при этом режиме число битов в принципе не фиксируется: это могут быть 16-битные данные или 24-битные. Поэтому необходимо установить DIP-переключатели S1 в положение S1-4 ON (M1 = 1), а остальные ВЫКЛ (М0 = М2 = М3 = 0).

Возможность выбора различных режимов работы цифрового приёмника была заложена с учетом возможного будущего расширения функционала или обновления конструкции. Так же это позволяет использовать плату приёмника для совместной работы с другими типами ЦАП.

Так как производитель рекомендует сбрасывать микросхему приёмника сразу после подачи питания, для этих целей применена микросхема IC4.

Для снижения уровня шумов и помех микросхема кварцевого генератора IC3 расположена максимально близко к соответствующему входу (FCK) микросхемы IC1, а шина питания снабжена фильтром на элементах L3, C10, C11. В шинах питания других микросхем также установлены отдельные фильтры.

С выходов демультиплексора IC5 через разъём К2 сигналы (а также напряжение питания +5В и общий провод) поступают на блок индикации, который соединяется с платой приёмника 10-жильным кабелем. Для упрощения схемы и уменьшения цепей коммутации используется двухразрядный семисегментный индикатор, поэтому десятичная точка и дробные части для некоторых значений частоты дискретизации входного сигнала опускаются. При возникновении ошибки чтения входных данных (сигнал ERF — активный) на дисплее будут высвечиваться два тире. Благодаря размещению блока индикации на отдельной печатной плате его удобно монтировать в любом подходящем месте позади передней панели устройства.

Информация о тактовой частоте входного сигнала используется не только для индикации, но и для управления частотой среза выходных аналоговых фильтров ЦАП.

Сигнал о наличии в записи предискажений  с выхода приёмника подаётся на цифровой фильтр. Индикация этого режима не предусмотрена, так как компакт-диски с такими записями встречаются довольно редко. Но раз уж они бывают, то данный ЦАП имеет возможность обработать любые предискажения, а обработка их в цифровом фильтре позволяет избавиться от необходимости коммутации дополнительных RC-цепей в аналоговом фильтре.

Продолжение следует…

Статья подготовлена по материалам журнала «Электор»,
вольный перевод Главного редактора «РадиоГазеты».

Разновидности аудио ЦАПов

Но что это за чудо, спросите вы? И какое оно? И как его вообще можно использовать?

Начнём отвечать в обратном порядке. Условно, интересующие нас ЦАПы можно разделить на две категории: компактные (переносные) для работы с плеерами, смартфонами и стационарные, для подключения к компьютерам и телевизорам.

Первые подключаются к гаджету на IOS или Android через USB с помощью OTG и короткого экранированного кабелей. Возможно, понадобится установка сопутствующего приложения. Часто такие устройства имеют встроенный усилитель и аккумулятор, что позволяет использовать их и как пауэр-банк.

Стационарные ЦАПы это солидные устройства выполненные, обычно, в алюминиевом корпусе, эффективно отводящем тепло. Многие оснащаются собственным дисплеем, аналоговыми регуляторами громкости и тембра. Главное их отличие, помимо высокой мощности, это наличие разнообразных разъемов для подключения всевозможных устройств:

• Оптический (Toslink);
• USB-B, позволяющий обходить звуковую карту и читать музыкальные файлы прямо с жёсткого диска;
• Электрический (AES/EBU и SPDIF);
• В некоторых устройствах имеется картридер и стандартный USB для флешек.

В обоих типах преобразователей используется вывод аналогового аудиосигнала через линейный RCA выход (под «тюльпаны»), mini-jack или jack для профессиональной акустики и высокоомных наушников.

Аналого-цифровые преобразователи с балансировкой заряда (дельта-сигма)

Это самый интересный тип устройства, не в последнюю очередь благодаря своему принципу работы. Он заключается в том, что происходит сравнение входного напряжения с тем, что накопилось интегратором. На вход подаются импульсы с отрицательной или положительной полярностью (всё зависит от результата предыдущей операции). Таким образом, можно сказать, что подобный аналого-цифровой преобразователь является простой следящей системой. Но это только как пример для сравнения, чтобы вы могли понимать, что такое дельта-сигма АЦП. Принцип работы системный, но для результативного функционирования этого аналого-цифрового преобразователя мало. Конечным результатом является нескончаемый поток единиц и нулей, который идёт через цифровой ФНЧ. Из них формируется определённая битная последовательность. Различают АЦП-преобразователи первого и второго порядков.

PS Audio DLIII Digital Link — 30000 руб.

Звук 4

Конструкция 4

Достоинства

Аналоговые цепи работают в классе А

Недостатки

Отсутствует выход на наушники

В основе этого продукта американской фирмы лежит интересная философия. Поскольку микросхем собственно ЦАП’ов — раз-два и обчелся, цифровой тракт звучит примерно одинаково. «Голос» устройства определяется аналоговыми цепями, а схем их создания — великое множество. Для DLIII были выбраны транзисторные аналоговые цепи, работающие в классе А с неглубокой обратной связью. Решение аудиофильское, что вкупе с наличием балансных выходов и высококлассных гнезд RCA позволяет адресовать аппарат самым взыскательным меломанам.

Трехступенчатое преобразование входного сигнала позволяет свести джиттер к минимуму, т.е. улучшить разрешение стереокартины. Действительно, создаваемые DLIII музыкальные образы — удивительно четкие, ни один инструмент не «выпячен», но голос каждого ясно различим. Если ваша система позволяет подключить DLIII по балансной шине, советуем обязательно взять аппарат на заметку.

Графики АЧХ и КНИ образуют нечто похожее на дельту реки: на верхах нелинейные искажения начинают расти, амплитуда входного сигнала падает (классическая картина работы аудиоканала на пределе полосы пропускания). Единственный в подборке аппарат (не считая NuForce, пожелавшего остаться в этом смысле неизвестным), который инвертирует фазу входного сигнала. Зато дисбаланса по каналам практически нет. В спектре выходного сигнала заметны следы нескольких разностных гармоник, но с достаточно низкой амплитудой (–80–90 дБ). «Коврик» располагается на уровне –100 дБ, что следует считать хорошим показателем.

Musical Fidelity M1DAC — 21700 руб.

Звук 5

Конструкция 4

Достоинства

Поддержка сигнала 24/192

Балансный цифровой вход

Недостатки

Нет выхода на наушники

Помимо ЦАП’a в линейку М1 британской фирмы Musical Fidelity входит CDтранспорт, на работу с которым M1DAC рассчитан в первую очередь. но перед нами отнюдь не узкий специалист. на его задней панели расположены не только порт USB, но и другие цифровые входы вплоть до AES/EBU, а также несимметричный и балансный аналоговые выходы. Цепи преобразования основаны на чипе BurrBrown DSD1796, что позволяет конвертировать любой входной сигнал в поток 24 бита/192 кГц и превращать в аналог именно его, повышая точность передачи нюансов.

На некоторых треках верхи были слегка подчеркнуты, но это не приводило к излишней звонкости (перкуссия выдвигалась на передний план, но многим нравится такая подача, скажем, хардроковых композиций). Это справедливо только по отношению к «несжатым» записям. С файлами Мр3 все было проще и однозначней: при воспроизведении через M1 они ощутимо прибавляли в естественности.

Неравномерность АЧХ приближается к средней по тесту величине, при этом наличествует довольно значительный (0,2 дБ) подъем на частоте 18 кГц. Это приводит к легкому подчеркиванию верхов, поэтому не рекомендуем использовать ЦАП со «звонкой» полочной акустикой. Дисбаланс по каналам пренебрежимо мал. График КНИ можно без натяжки назвать образцовым — он, фигурально выражаясь, стелется по земле. Фаза входного и выходного сигналов совпадает. Интермодуляционные искажения представлены (см. спектр выходного сигнала) лишь разностной гармоникой первого порядка и на ничтожно низком уровне (–90 дБ).

ВСТУПЛЕНИЕ

Если с работой усилителя все понятно, ну или хотя бы это так на первый взгляд, то вот с тем, за счет какой магии работает ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь), еще предстоит разобраться. Ну посудите сами. В эту загадочную коробочку подается бесконечный поток единиц и нулей, а на выходе мы получаем последний альбом Tool. Каким образом бинарный код превращается в звук? Какие варианты преобразования есть? В чем отличия, преимущества и недостатки? Попытаемся разобраться.

Из прошлого текста мы помним, что “электрический звук” это и есть ток — комбинация напряжения и силы тока. Различные походы к усилению сигнала не меняют единого подхода к преобразованию его цифровой личины в ток. Это превращение нулей и единиц, единиц и нулей в то самое напряжение на выходе. Которое подается на усилитель для дальнейшего усиления в достаточной мере для раскачки колонок и наушников.

Как же ЦАП понимает сигнал и читает его? Попробуем разобраться.

Технология DualCoreADC® и почему она важна

Одной из давних инженерных проблем с амплитудной осью является динамический диапазон. Например: что делать, если у нас есть сигнал, который обычно составляет менее 5 вольт, но иногда может резко колебаться вверх? Если мы установим разрешение АЦП в расчете на 0–5 В, то система будет полностью перегружена, если сигнал превысит этот уровень.

Одним из решений было бы задействовать два канала, настроенных на разные коэффициенты усиления; и на один из них направлять данные 0–5 В, а на другой — с более высокой амплитудой. Но это очень неэффективно: мы не можем использовать два канала для каждого входного сигнала — это вдвое снизит производительность системы сбора данных. Также усложнится и затянется анализ данных после каждого измерения.

Технология DualCoreADC от компании Dewesoft решает эту проблему путем использования двух отдельных 24-битных АЦП на канал, а также автоматического переключения между ними в режиме реального времени и создания единого непрерывного канала. Эти два АЦП всегда измеряют высокий и низкий коэффициент усиления входного сигнала. Благодаря этому достигается полное измерение диапазона датчика и предотвращается отсечение сигнала.

Благодаря технологии DualCoreADC системам сбора данных SIRIUS удается достичь соотношения «сигнал-шум» 130 дБ и более 160 дБ в динамическом диапазоне. Это в 20 раз лучше, чем могут обеспечить типичные 24-битные системы.

Принцип работы АЦП

Итак, мы узнали, что АЦП преобразует аналоговый сигнал в цифровой. Но как он это делает?

Я не буду рассказывать, как это происходит на уровне электронных схем — это тема для электронщиков. Разработчикам же устройств на микроконтроллерах (особенно начинающим), вполне достаточно знать общий принцип работы АЦП, чтобы понимать, как будет работать создаваемое ими устройство и достаточна ли будет точность измеряемого аналогового значения.

Итак, первым делом АЦП должен преобразовать аналоговый сигнал в дискретный. Для чего это нужно?

Как вы уже знаете, аналоговый сигнал — это непрерывный сигнал. То есть такой сигнал может принимать бесконечное количество значений, и ни у какого процессора не хватит “мозгов” для обработки всех этих значений.

Поэтому первая задача АЦП — это разбить измеряемый диапазон на какое-то конечное количество значений.

Например, мы хотим измерить напряжение в диапазоне от 0 до 9 В. Допустим, нам достаточно точности в 1В. Тогда мы разбиваем этот диапазон на 10 значений и получаем, что каждому значению напряжения соответствует такое же число. То есть 0 — это 0 В, 5 — 5 В и т.п.

А как же, например, напряжение 4,3 В? Да никак. Оно просто округляется, и АЦП преобразует его в число 4. Этот простой пример отображён на рисунке ниже.

Возникает вопрос — а как измерять большие напряжения? Или как повысить точность (например, если мы хотим измерять напряжение с точностью до 0,1В)?

Расскажу и об этом, но сначала о разрядности АЦП.

ВСТУПЛЕНИЕ

Если с работой усилителя все понятно, ну или хотя бы это так на первый взгляд, то вот с тем, за счет какой магии работает ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь), еще предстоит разобраться. Ну посудите сами. В эту загадочную коробочку подается бесконечный поток единиц и нулей, а на выходе мы получаем последний альбом Tool. Каким образом бинарный код превращается в звук? Какие варианты преобразования есть? В чем отличия, преимущества и недостатки? Попытаемся разобраться.

Из прошлого текста мы помним, что “электрический звук” это и есть ток — комбинация напряжения и силы тока. Различные походы к усилению сигнала не меняют единого подхода к преобразованию его цифровой личины в ток. Это превращение нулей и единиц, единиц и нулей в то самое напряжение на выходе. Которое подается на усилитель для дальнейшего усиления в достаточной мере для раскачки колонок и наушников.

Как же ЦАП понимает сигнал и читает его? Попробуем разобраться.

Почему важна частота выборки?

Понимание характера сигналов и их максимально возможных частот является важной частью точных измерений. Предположим, мы хотим измерить выходной сигнал акселерометра

Если мы ожидаем, что он будет испытывать колебания с максимальной частотой 100 Гц, мы должны установить частоту выборки по крайней мере в два раза больше (принцип Найквиста). На практике же для получения качественного сигнала лучше устанавливать частоту выборки в 10 раз больше. Поэтому в этом случае мы устанавливаем частоту выборки 1000 Гц и выполняем измерение.

Теоретически все как надо, но что, если частота сигнала при высокой амплитуде не увеличилась? Если это так, то наша система не сможет точно измерить или преобразовать сигнал. Кроме того, измеренные значения могут оказаться вовсе неверными.

Чтобы представить себе искажения из-за недостаточной частоты выборки, посмотрите старый фильм про проезжающий вагон, когда камеры еще снимали со скоростью 24 кадра в секунду: при разных скоростях это может выглядеть так, как будто колеса вращаются назад или же вообще не двигаются.

Это своего рода стробоскопический визуальный эффект, вызванный гармонической зависимостью между частотой вращения колеса и скоростью съемки камеры. Возможно, вам попадались видео, где кажется, что вертолет висит в воздухе, а его лопасти вообще не двигаются. Это происходит, если выдержка камеры была синхронизирована со скоростью вращения лопастей вертолета.

Это несущественно для кинематографии, но если мы занимаемся наукой, для нас невозможно серьезно полагать, что колеса автомобиля вращаются назад, а быстро вращающиеся лопасти вертолета не двигаются.

При оцифровке АЦП сигналов напряжения важна точная установка частоты выборки. Если задать слишком высокое значение, мы потратим впустую вычислительную мощность и в конечном итоге получим файлы данных, которые слишком велики и неудобны для анализа. Слишком низкая частота выборки, в свою очередь, порождает две проблемы:

1. утрата важных компонентов динамического сигнала;
2. получение ложных («паразитных») сигналов (если в системе не применяется фильтрация-сглаживание).

Наглядный пример слишком низкой частоты выборки: исходный сигнал и результат (в черном цвете) — ложный сигнал (шум).

ЦАПЫ: С усилителем

Выход для наушников
/
Оптический выход
/
Разрядность: 24 бит
/
С усилителем

Основные плюсы

• Встроенный RIAA-корректор служит для подключения проигрывателей виниловых пластинок, с возможностью перезаписи их в цифровой формат
• Поддержка работы с наушниками студийного уровня за счёт применения современного мощного усилителя с фильтрами шумов
• Разъёмы для наушников и микрофона позолочены, чтобы обеспечить контакт без потери качества звука
• Очень высокий показатель соотношения сигнал/шум достигается за счёт электронных компонентов высокого класса и передачи сигнала посредством интерфейса UAC2
• С бесплатным приложением MediaToolbox можно чистить звуковые дорожки от шумов, сортировать аудиофайлы, записывать собственные музыкальные произведения

Показать все товары в категории «С усилителем»

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.

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.

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.

Итак, что такое ЦАП?

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

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

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

Звучный

Esoteric D-07X — это хороший ЦАП, который многим покажется чересчур дорогим — около 6 тысяч долларов. Но знатоки понимают, за что такая цена у такого компактного оборудования. Этот вариант отличился хорошим качественным корпусом, большим выбором функций и режимов, а главное — супер-высококлассным звуком. В похожей модели, которая вышла немного ранее, была замечена проблема с USB-приемником.

Новинка вроде как лишилась этого бага. Её оснастили трансляцией файлов, возможностью отключать и новеньким слотом для наушников. Есть и независимая регулировка громкости. Несмотря на большое количество нововведений, они практически не повлияли на повышение стоимости.

Конечно, можно рекомендовать какие-то определенные настройки и регулировку оборудования, но, скорее всего, правильнее будет владельцу самостоятельно разобраться с каждой функцией, чтобы установить оптимальные для себя режимы.

Похожие записи:

Как поставить сушильную машину, над стиральной? Пуэ-7 п.1.7.10-1.7.48 заземление и защитные меры электробезопасности область применения. термины и определения Светильник своими руками Как установить библиотеку eskw компас v16 4 симулятора работы электрических схем на русском Почему при прохождении электрического тока проводник нагревается