к статье «Компьютер как музыкальный сервер»

Вячеслав   07.05.2019

Здравствуйте, уважаемая редакция!

Хотелось бы узнать ваше мнение о звуковой карте EVGA NU AUDIO.

Спасибо.

ПК Аудиофил

Уважаемый Вячеслав!

Звуковая карта NU AUDIO выпускается фирмой EVGA (США), известной своими качественными компонентами для игровых компьютеров. Эта карта разработана совместно с английской компанией Audio Note, производящей аудиоаппаратуру класса хай-энд.

Основное предназначение звуковой карты NU AUDIO – применение в игровых компьютерах, и с этим она справляется хорошо – лучше, чем встроенный аудиокодек системной платы. Карта может также использоваться для прослушивания и записи файлов высокого разрешения, в том числе формата DSD. В её конструкция использованы интересные технические решения, направленные на получение хорошего звука. Однако, к сожалению, остаются нерешёнными некоторые общие проблемы вывода звука с ПК, что не даёт ей возможность в полной мере соперничать в качестве звучания, например, с вариантом использования специализированной USB-карты и внешнего ЦАПа. Подробнее о проблемах вывода звука с компьютера можно прочитать в нашем материале «Компьютер как музыкальный сервер».

Вот некоторые недостатки звуковой карты EVGA NU AUDIO по сравнению с указанным выше способом вывода звука через USB:

1. Питание карты от импульсного блока питания ПК.

2. Звуковая карта – внутренняя, и все её компоненты (ИС ЦАП, аналоговая усилительная часть и пр.) подвержены негативному влиянию помех различного рода, возникающих при работе ПК. Правда, надо отметить, что экранирующий металлический корпус и схемы фильтрации снижают степень такого влияния.

3. В конструкции карты предусмотрено использование USB-протокола при преобразовании цифрового сигнала, однако отсутствие генераторов с ультранизким уровнем фазового шума не позволяет делать это наиболее качественно.

В целом, можно сказать, что EVGA NU AUDIO – это хорошая звуковая карта, и она может с успехом использоваться любителями компьютерных игр, которые захотят слушать музыку в хорошем качестве с того же игрового ПК.

Вячеслав   08.05.2019

Огромное спасибо, клюнул на культовый брэнд Audio Note. Очень приятно получить такого качества ответ.

---

 

Сергей     23.10.2018

Здравствуйте!

Люблю музыку разных направлений. Симфоническую классику, камерную, джаз и рок. Моя система это - CD-проигрыватель Cambridge Audio Azur 651C - усилитель NAD 375BEE - акустика CANTON GLE 490, всё это соединяют достаточно качественные провода, названия производителей которых я забыл. Звучание меня устраивает. Суть вопроса заключается в том, что последнее время, в интернете, появилось много записей в хорошем качестве. Для того чтобы послушать их, мне приходится записывать CD, поскольку звучание кодека материнской платы (подключен ко входу усилителя) мне очень не нравится. Эксперименты с аудиокартами не обнадёжили. Теперь вопрос, схема: компьютер - USB - недорогой ЦАП - усилитель будет достаточной?

ПК Аудиофил

Уважаемый Сергей!

Вы совершенно правы, что звучание кодека материнской платы компьютера − невысокого качества и не может удовлетворить любителя музыки. Причём улучшить звучание встроенного кодека невозможно. Описание причин этого Вы можете найти в нашем материале «Компьютер как музыкальный сервер».

У Вас очень хороший проигрыватель компакт-дисков, но записывать музыку на CD для последующего воспроизведения на проигрывателе – это тоже не лучший вариант. Встроенные звуковые карты с аналоговым выходом также уступают по своим возможностям и по качеству звучания современным цифроаналоговым преобразователям, подключенным к ПК по USB.

Для получения высококачественного звука, по нашему мнению, лучше всего получить возможность проигрывать её с высоким разрешением по схеме, которую Вы сами описали, с источником, состоящим из ПК и ЦАПа. Для этого совсем необязательно приобретать дорогостоящую технику.

Добавим, что современные цифроаналоговые преобразователи позволяют улучшить также воспроизведение и компакт-дисков при подключении к проигрывателю по цифровому соединению.

Сергей     27.10.2018

Здравствуйтe!

Очень вам благодарен. "ПК Аудиофил" произвёл хорошее впечатление. Компетентное изложение материалов в области компьютерного аудио, его организации и технического обеспечения - без зауми и доступно, компетентные рекомендации и интересные публикации. В разделах сайта почерпнул много полезного, спасибо людям, его создавшим и помогающим новоиспечённым компьютерным аудиофилам.

Сергей     03.11.2018

Возник вопрос о качестве USB кабеля. Известные российские интернет магазины, предлагают весьма дорогие изделия. С аудио кабелем понятно. Он обладает ёмкостным, индуктивным и активным сопротивлениями, которые по разному влияют на передачу различных амплитудно-частотных составляющих аудио сигнала... В чём проблема передачи цифрового сигнала, имеющего постоянную амплитуду, по USB? Стоит ли покупать дорогой USB-кабель и почему?

ПК Аудиофил

Здравствуйте, Сергей!

Вы задали интересный вопрос. Раньше многие считали (да и сейчас часто высказывается такое мнение), что «цифра есть цифра», и с цифровым сигналом ничего не может произойти. Однако в реальности цифровые импульсы, передаваемые по проводнику, − это тоже аналоговый сигнал. И если кратко ответить на Ваш вопрос, то да, USB-кабель влияет на звук. Полный ответ на вопрос потребует довольно пространного объяснения.  Кстати, мы планируем подготовить материал по этому поводу для нашего сайта.

Насчёт приобретения дорогого кабеля. Во-первых, кабели – не главное звено аудиосистемы, и целесообразно, чтобы их цена составляла 5 -10 % от стоимости всего оборудования. При приобретении более дорогих кабелей в этом теряется смысл – Вы можете и не услышать разницу в звучании, и получается, что лучше расходовать деньги на покупку (замену) какого-либо компонента системы.

Во-вторых, для улучшения звучания цифровой части аудиосистемы мы рекомендовали бы обратить внимание также и на другие возможности: установить в ПК специальную карту USB-вывода (например, SOtM tX-USBexp), подключить регенератор USB-сигнала или USB-фильтр между ПК и ЦАПом.

---

Сергей, Ульяновск   16.03.2014

Уважаемый ПК Аудиофил, добрый день!

Нуждаюсь в вашей помощи по выбору ЦАПа и звуковой карты. В качестве транспорта − музыкальный проигрыватель. Ценю чистый, детальный, «мониторный» звук без приукрашиваний (слушаю музыку через студийные мониторы Genelec 1030A). В последнее время засматриваюсь на Atoll DAC 200, Mytek Stereo192 DSD DAC, Benchmark DAC2 HGC Black. Функция DSD мне по сути не нужна. Хотелось бы узнать ваше субъективное мнение на какой ЦАП обратить внимание, или, возможно, есть другая альтернатива (менее затратная). Кроме этого, до сих пор затрудняюсь в выборе звуковой карты. ПК Аудиофил, как вы считаете, стоит ли тратиться на дорогую звуковую карту, если звук будет дополнительно обрабатываься ЦАПом (мой список претендентов Infrasonic Quartet, RME, LynxStudio). Читал вашу статью о выводе звука через USB − всё-таки зв. карта играет большую роль.

ПК Аудиофил

Уважаемый Сергей!

В настоящее время, в связи с появлением доступных высококачественных ЦАПов с асинхронным USB, нет смысла устанавливать в музыкальный сервер дорогостоящую карту типа RME или LynxStudio – звук через S/PDIF или AES/EBU даже с хорошей картой будет не лучше, чем без карты через USB. Это же относится к карте Infrasonic Quartet.

Поэтому мы рекомендуем ориентироваться на ЦАП с высококачественным асинхронным интерфейсом USB. Из Вашего списка – это Mytek Stereo192 DSD DAC и Benchmark DAC2 HGC.

Причём на ЦАП такого уровня сигнал можно подавать с обычного ноутбука – не обязательно делать музыкальный сервер. Но если Вы всё-таки думаете собрать специальный аппарат, то рекомендуем ознакомиться с нашим новым проектом «ПК Аудиофил IV». При этом не обязательно делать аппарат дорогим – он может иметь более простой состав комплектующих.

Относительно DSD: если Вы услышите хорошие звукозаписи этого формата на хорошей аппаратуре, то, скорее всего, Вы измените своё мнение.

---

Артём, Иваново   02.03.2014

Здравствуйте!

Во-первых, хочется выразить создателям и авторам сайта глубокую благодарность и признательность. Более глубокого, но при этом незамусоренного сайта по данной теме я не видел. Большинство практических советов, о которых я читаю в комментариях, связаны с оптимизацией уже готовых систем пользователей. Я же строю новую систему абсолютно с нуля. У меня нет ни ЦАПа, ни усилителя, ни АС. Помогите, ответив на несколько вопросов:

1) Строя систему с нуля, логично ли сейчас приобрести хороший ЦАП с хорошим встроенным усилителем, или два отдельных устройства? Слушать буду BP-файлы, скачанные из интернета (FLAC и WAV).

2) Что сегодня оптимальнее/современнее: выбрать передачу сигнала от компьютера к ЦАПу по USB (сэкономив на полупрофессиональной встроенной звуковой карте в пользу более качественного ЦАПа) или остаться верным S/PDIF? Использоваться будет Win7 со всеми софтовыми оптимизациями.

3) Что выгоднее по соотношению цена/качество в ценовом диапазоне до 1000$: один ЦАП для подключения по асинхронному USB без использования звуковой карты или дешевый ЦАП + полупрофессиональная звуковая карта для использования по S/PDIF?

ПК Аудиофил

Уважаемый Артём!

Спасибо за хорошие слова о нашем сайте. Отвечаем на Ваши вопросы:

1) Если цель – получить хорошее качество звука, то лучше приобрести ЦАП-предусилитель (т.е. предусилитель со встроенным ЦАПом), а усилитель мощности – отдельно. Если финансовые возможности не позволяют это сделать, то тогда − интегральный усилитель со встроенным ЦАПом.

2) и 3) ЦАП с асинхронным USB.

---

Павел, Тверь   02.03.2014

Добрый день!

Мне кажется, что за источник лучше взять ноутбук с SSD (нет импульсного БП в отличие от ПК). Взять переходник USB-USB и сразу на ЦАП с асинхронным входом (сразу избавляемся от преобразований USB-S/PDIF посредством M2TECH).

ПК Аудиофил

Уважаемый Павел!

Вы совершенно правы, предлагая подобный состав цифрового источника звука c использованием переходника USB-USB с отдельным питанием. Такой переходник, установленный между компьютером и ЦАПом, не позволяет нежелательным шумам проникать на вход преобразователя по проводам питания и земли. Другой способ достичь такого же эффекта – использование ЦАПа с интерфейсом USB, в котором уже применена подобная развязка.

Кстати, на сайте одного из производителей переходников USB-USB, компании AQVOX (ФРГ), можно найти списки преобразователей, хотя и неполные, в которых контроллер USB запитывается от внутреннего источника (с ними не надо использовать переходник USB-USB) и в которых  питание на вход USB поступает с компьютера. При использовании переходников именно с такими ЦАПами (из последнего списка на указанном сайте) можно получить улучшение качества звука.

---

Антон, Пушкино Московской области   25.11.2013

Добрый день!

Прежде всего позвольте поблагодарить вас за замечательный сайт и доброжелательный подход к представлению информации. Я уже несколько лет увлекаюсь воспроизведением файлов высокого разрешения, прежде всего оцифровок винила. Ранее я использовал Asus Xonar ST c 2 ОУ Muses01, но пришел к выводу что звук Asus Xonar ST все-таки нельзя назвать 100% естественным. Кроме того, звучание Asus Xonar ST очень сильно зависит от питания, что для ЗК, на мой взгляд, не является положительной особенностью. Сейчас я рассматриваю варианты организации SPDIF цифрового вывода из ПК, прежде всего выбираю из рекомендованной вами ЗК Infrasonic Quartet и M2TECH HiFace Two RCA (черный). В ценовой категории до 10 т.р., какой SPDIF вывод PCI, PCIE, USB Вы бы посоветовали? Извините за возможный повторный вопрос, но в сети очень много положительный отзывов по новому M2TECH HiFace Two RCA.

ПК Аудиофил

Уважаемый Антон!

Спасибо за добрые слова о нашем сайте. Чтобы ответить на Ваш вопрос с максимальной определённостью, надо знать, на какой ЦАП предполагается подача цифрового сигнала, и на какой аудиосистеме Вы слушаете музыку. От этого зависит, какой тип цифрового выхода компьютера лучше использовать.

Хотя уже сейчас можно сказать, что, во-первых, если цифроаналоговое преобразование выполняется в компьютере (например, с помощью звуковой карты Asus Xonar ST или другой подобной карты), это отрицательно сказывается на звуке, в том числе, по причине некачественного питания карты, как Вы правильно заметили. Более подробно об этом можно прочитать в нашем материале «Компьютер как музыкальный сервер».

Во-вторых, малогабаритные конвертеры USB-S/PDIF типа M2TECH HiFace Two, обладающие многими положительными качествами, имеют некоторые особенности, не позволяющие получить самый высококачественный звук, а именно: питание от «загрязнённого» источника USB и использование предельно простой схемы из-за миниатюрности конструкции.

Опишите вкратце Вашу аудиосистему, и мы подскажем, как лучше поступить.

Антон   26.11.2013

Добрый день!

Спасибо за ответ. Направляю описание моей системы. ПК: • Корпус: Fractal Design Node 605 (корпусные вентиляторы сняты) • МП: GIGABYTE G1.Sniper B5 (rev. 1.0) • П: Intel Pentium G3420 Haswell + кулер Arctic Cool • БП: Thermaltake EVO_Blue 750W • SSD: Plextor PX-128M5S (системный) • Память: Crucial CT51264BA160B • HDD: Hitachi HGST HDP725050GLA360 (хранилище) • ОС: W7.

ПК подключен по HDMI разъему материнской платы к LCD ТВ (отдельной видеокарты нет). Для воспроизведения использую Aplayer через WASAPI Exclusive (пока нет устройства поддерживающего ASIO). Пока я использую коаксиальный выход МП (у этой карты есть коаксиальный выход на задней панели), контроллер Realtek ALC898. Цифровой коаксиальный кабель: DAXX R95 0,75 м. ЦАП + усилитель: Harman Kardon HK 990 (у усилителя есть встроенный ЦАП на 2-х AD 1955). В принципе усилитель может выдавать сигнал Master Clock и принимать синхронизованный SPDIF по собственному интерфейсу HRS-Link на разъеме RJ-45. Акустический кабель: DAXX S98 Колонки: JBL Studio 580.

ПК Аудиофил

Здравствуйте, Антон!

Спасибо за информацию. Исходя из этого описания Вашей системы и компьютера, мы бы рекомендовали установить в ПК звуковую карту Infrasonic Quartet и снимать с неё цифровой сигнал через коаксиальный выход. По нашему мнению, эта карта – лучшая из доступных карт среднего ценового диапазона. По сравнению с M2TECH HiFace Two этот вариант с картой будет давать более качественный звук.

Желательно также в Вашем ПК заменить блок питания на безвентиляторный (SilverStone или Seasonic), а вентилятор системы охлаждения процессора Arctic Cool подключить к системной плате через фильтр SOtM. Не помешает также установить фильтр SOtM SATA filter II на жёсткий диск. А если Вы используете компьютер только для звука, то лучше провести оптимизацию ОС W7.

---

 Владимир, Белогорск Амурской области   19.10.2013

Здравствуйте! А нет ли у вас конкретного ответа на следующий вопрос: чем и как выводить цифру с компа, PCM 352/384 кГц с дискретностью 24-32 бит? Контент-то в сети есть. С уважением, Владимир.

ПК Аудиофил

Уважаемый Владимир!

Как выводить с компьютера сигналы до 384 кГц/32 бит включительно зависит во многом от того, на каком ЦАПе они будут обрабатываться. В настоящее время большинство ЦАПов, поддерживающих сигналы до 384/32, получают их через USB-вход. Такой вариант является также наиболее приемлемым для домашнего использования. В принципе, можно снимать сигнал с любого компьютера, имеющего выход USB 2.0. Качество звука будет определяться техническим уровнем ЦАПа. Правда, есть возможность улучшить звук при использовании даже недорогого ЦАПа, если применить развязку источника и преобразователя и некоторыми другими способами.

В компьютере должен быть установлен программный проигрыватель с поддержкой соответствующих частот и разрядности, например, TEAC HR Audio Player, JRiver Media Center (для Windows), Audirvana Plus и Channel D Pure Music (для Apple).

Кстати, наш следующий проект будет посвящён специализированному компьютеру (музыкальному серверу) с USB-выходом для воспроизведения сигналов до 384/32 и DSD. В этом проекте будут подробно рассмотрено, как осуществить развязку, а также будут затронуты другие вопросы, позволяющие добиться высококачественного звука. Проект стартует в декабре этого года.

---

Александр, Пермь   26.08.2013

Здравствуйте. У меня медиаплеер Дюна. С выхода S/PDIF я с медиаплеера вхожу в ЦАП, тоже через S/PDIF. Но в ЦАПе есть вход мини-USB, который очевидно лучше. Как мне скоммутировать ЦАП с медиаплеером, если это возможно, т.е. с S/PDIF − в мини-USB?

ПК Аудиофил

Уважаемый Александр!

Отвечая на Ваш вопрос, хотелось бы, во-первых, обратить Ваше внимание на то, что вход USB ЦАПа предназначен для подключения компьютера и обработки пакетного цифрового сигнала. В отличие от этого, вход S/PDIF обрабатывает непрерывный цифровой поток. Различные цифровые проигрыватели, музыкальные серверы и медиаплееры, в том числе класса high-end, для вывода цифрового звукового сигнала оснащаются выходом S/PDIF, а не USB.

Выпускаются и широко используются конвертеры для преобразования USB в S/PDIF. Конвертеров для преобразования цифрового сигнала в обратном направлении, из S/PDIF в USB, не выпускается.

Отметим также, что нельзя утверждать, что вход USB во всех ЦАПах лучше работает, чем S/PDIF. Скорее наоборот, только у дорогих ЦАПов с хорошим асинхронным входом USB звучание через этот вход может быть лучше, чем через S/PDIF. Однако ещё раз подчеркнём, вход USB в ЦАПах предназначен для подключения компьютера, а не медиаплеера.

Если Вас не устраивает звучание Вашей системы, в которой медиаплеер подключается к ЦАПу через S/PDIF, то причину, скорее всего, надо искать не в типе соединения, а в чём-то другом.

---

Игорь, Чернигов, Украина   22.03.2013

А как же ПК на базе нового семейства i3 или i5 процессоров INTEL, где звук выводится в цифре (все форматы, кроме DSD) по HDMI на любой ЦАП...?

ПК Аудиофил

Уважаемый Игорь!

Действительно, в последние время многие системные платы (и видеокарты) оснащаются выходом HDMI, который может использоваться также для вывода цифрового аудиосигнала. Однако, каково качество этого сигнала? Если мы обратимся к схеме системной платы, то увидим, что сигнал проходит такой же путь к интерфейсу HDMI, как и к S/PDIF. То есть цифровой аудиосигнал подвержен всем тем же негативным влияниям, которые описаны в нашей статье «Компьютер как музыкальный сервер» в пп. (Д) – (К): нестабильность собственного тактового генератора ПК, шум на шине заземления, различные помехи и т.п. В результате – на выход HDMI непрерывный цифровой поток поступает с высоким уровнем джиттера, который, к сожалению, не позволяет получить качественный звук, если иметь в виду звуковоспроизведение высокой точности.

Добавим, что в настоящее время существует два способа вывести с компьютера цифровой сигнал для получения качественного звука:

а) потоковый сигнал с выхода S/PDIF или AES/EDU высококачественной звуковой карты/платы цифрового вывода (см., например, наши проекты ПК Аудиофил I, II и III);

б) пакетный сигнал с выхода USB или IEEE 1394 (FireWire, i-Link) при работе в асинхронном режиме с высококачественным ЦАПом  или внешней звуковой картой.

---

Вячеслав, Москва   09.02.2013

Добрый вечер!

Планирую собрать цифровой проигрыватель (только для воспроизведения звука). Хранение, работа с Инетом, видео и т.д. - на другом ПК. Усилитель Marantz pm80 и акустика Bose и внешний ЦАП Asus One через асинхронный USB. Кажется целесообразным сделать большой объем оперативной памяти - чтобы воспроизводить диск целиком из RAM диска. Нужна ли в таком случае звуковая карта? Вроде, если через Aplayer и ASIO, то сигнал не попадает на ЗП. Или я что-то не понимаю? Заранее благодарен!

ПК Аудиофил

Уважаемый Вячеслав!

Чтобы ответить на Ваш вопрос, нужна ли звуковая карта в музыкальном сервере, или лучше пользоваться USB, необходимо оценить возможности ЦАПа, с которым сервер будет работать в паре. У Вас хороший ЦАП ASUS Essence One, который имеет всё необходимое, чтобы получить на выходе отличный звук. Исходя из технических особенностей этого аппарата, при выборе варианта его работы – через цифровой вход S/PDIF (коаксиальный RCA) или USB в асинхронном режиме – мы бы отдали предпочтение первому варианту.

В этом случае целесообразно, по нашему мнению, использовать в музыкальном сервере качественную полупрофессиональную звуковую карту, например, одну из: Infrasonic Quartet, Marian Trace Alpha или ESI Juli@. Сигнал долженн сниматься с цифрового выхода. Для выбора звуковой карты Вы можете воспользоваться таблицей сравнения карт, а также подробным описанием всей процедуры создания МС в материале «ПК Аудиофил II: недорогой музыкальный сервер своими руками».

 

---

Никита   12.01.2013

Добрый вечер.

Хотелось бы узнать, что вы думаете о USB-конвертерах, работающих в асинхронном режиме (например, новые на чипе CM6631)? Есть мнения, что асинхронный режим в сочетании с внешним питанием конвертера и гальванической развязкой избавит сигнал, который отправится в ЦАП, от джиттера.

ПК Аудиофил

Подробный ответ на Ваш вопрос в гл. 2. «Использование интерфейса USB для вывода звука».

---

Макс   16.08.2012

Добрый день!

Почему в ПК Аудиофил рассматриваются варианты только со звуковыми картами? А как же USB интерфейсы? На дворе 2012 год, и очень много производителей DACов устанавливают у себя такие разъемы, многие из которых прекрасно справляются с 24/192, к примеру, тот же Cambridge DAC 100.

ПК Аудиофил

Подробный ответ на Ваш вопрос в гл. 2. «Использование интерфейса USB для вывода звука».

---

Андрей Смирнов, Санкт-Петербург   15.07.2012

Добрый день!

Подскажите, если материнская плата моего компьютера имеет оптический выход (Optical S/PDIF Out ports), то могу ли я посылать аудиосигнал, минуя звуковую карту, на внешний ЦАП прямо с материнской платы?

Андрей.

ПК Аудиофил

Вывод сигнала с S/PDIF выхода материнской платы, минуя звуковую карту возможен, но высокое качество звука получить вряд ли удасться. Подробное объяснение — в гл. 1. «Настольный компьютер».

---

Владимир Лебедев, Москва   24.06.2012

С того момента, как собрал свой первый музыкальный сервер, созрел для того, чтобы создать еще один в своей загородной квартире. Но с того момента появились какие-то необычные ЦАП: DacMagic Plus (19500 руб.), а также DacMagic 100 Digital to Analogue Converter (15000 руб.) http://www.cambridgeaudio.com/products.php . Если верить тому, что написано, они снимают сигнал с любым уровнем дискретизации прямо с USB выхода компьютера, что должно подтверждаться горением соответствующих светодиодов на их корпусе. Иными словами, с такими ЦАП вся возня с дорогостоящим переходником типа звуковой карты "квартет" вроде бы как излишня. Не могли бы прокомментировать это животрепещущее обстоятельство, а заодно и подсказать, какой девайс из вышеозначенных стоит купить и стоит ли покупать вообще?

ПК Аудиофил

Подробно вопрос об использовании USB рассматривается в гл. 2. «Использование интерфейса USB для вывода звука». О выборе ЦАПа и конкретно о Cambridge Audio DacMagic Plus можно прочитать в наших рекомендациях «Как выбрать ЦАП».

---

Фарид   30.05.2012

Здравствуйте, ПКаудифилы!

У меня вопрос по выбору подключения музсервера к внешнему ЦАП. Если несколько лет назад ответ был однозначный - коаксиал (SPDIF, AES ) или оптика, то в последнее время наблюдается быстрый прогресс в варианте подключения через USB. Во-первых, возник асинхронный вариант, который решил вопрос стабильности потока данных, во-вторых плотность потока доведена с помощью специализированных драйверов до 192 кбит. Сюда же можно отнести решения по гальванической развязке. Все это присутствует, например, в Cambridge Audio DacMagic Plus (кстати, единственный вариант полноценного USB в ценовом диапазоне до 30000 р., - далее только уровень за 50000 р. - Arcam D33, NAD M51). Вопрос - можно ли рассматривать USB как основной тип подключения ПК к ЦАП и выбирать соответствующий ЦАП? Может ли реально подключение по USB конкурировать с традиционными вариантами по качеству звука при равных параметрах передачи? Вопрос очень важный, т.к. для варианта USB не нужна звуковая карта, а это удешевляет общее решение и, возможно, уменьшает утилизацию ресурсов ПК при прочих равных условиях.

Спасибо...

ПК Аудиофил

Подробный ответ на Ваш вопрос в гл. 2. «Использование интерфейса USB для вывода звука».

---

Борис   10.05.2012

Господа, спасибо огромное за супер сайт!

У меня есть технический вопрос, на который мне пока не ответили. Известно, что цифровой сигнал с ПК через USB имеет высокий джиттер. Но есть ЦАПы (достаточно, правда, дорогие), которые работают по т.н. асинхронному принципу и сами управляют часами источника (ПК в данном случае). Почему тогда нельзя использовать ОБЫЧНЫЙ ПК в качестве сервера? Или есть еще проблемы, кроме джиттера, Или я не прав в принципе? Буду рад ответу!

Борис.

ПК Аудиофил

Подробный ответ на Ваш вопрос в гл. 2. «Использование интерфейса USB для вывода звука».

«Как вывести звук с компа»

Компьютер как музыкальный сервер (окончание)

Вопросы и комментарии посетителей сайта

 

 

Многие посетители нашего сайта хотели бы знать, как из персонального компьютера извлечь наилучший звук. В ответ на поступающие вопросы и в соответствии с нашими планами ПК Аудиофил начинает новый проект: «Компьютер как музыкальный сервер». Мы обсудим тему, поднятую Борисом и Фаридом, относительно использования выхода USB, а также ответим на некоторые другие важные вопросы, в том числе:

• Можно ли вообще получить хороший звук с ПК?
• Что мешает использованию компьютера в качестве цифрового источника звука высокой точности?
• Как полностью устранить или хотя бы частично нейтрализовать проблемы качественного звуковоспроизведения с ПК?
• Какой вариант конфигурации компьютера и ПО выбрать?

Мы проанализируем и опробуем различные решения, определим положительные и отрицательные стороны каждого из вариантов.

Первое, что хотелось бы обсудить,  а можно ли вообще получить высококачественный звук с компьютера? На этот вопрос существует простой и однозначный ответ – да, можно. И не только можно, но и нужно использовать ПК в качестве цифрового источника звука, надо только делать это правильно.

Задайте себе вопрос: с использованием какой аппаратуры записывается сегодня подавляющее большинство музыкальных фонограмм на студиях звукозаписи? Правильно, с помощью профессиональных студийных комплексов или цифровых звуковых рабочих станций, основанных на компьютерной технике. На каком оборудовании в студиях производится сведение, а затем прослушивание готовых записей в контрольных комнатах? – На оборудовании, основным элементом которого является опять-таки компьютер.

Можем ли мы, аудиофилы или меломаны, вообще любители музыки, приблизиться к звуку, который слышат звукорежиссеры и музыканты на студии? Уверены, что можем. И это стало возможным в последнее время благодаря развитию инфокоммуникационных технологий.

С точки зрения доступности высококачественных цифровых фонограмм, можно сказать, что уже сейчас с помощью Интернета можно получить много хорошей музыки различных жанров с высоким разрешением (ВР). Это или «бит в бит» копии цифровых мастер-файлов или приближенные к ним варианты с передискретизацией, если, например, оригинал записывался в профессиональном качестве 384 кГц/32 бит или в других цифровых форматах. (Хотя следует заметить, что всё больше бытовых цифровых аудиокомпонентов выпускаются с характеристиками профессиональных стандартов.)

С точки зрения технической – в продаже имеется масса музыкальных серверов и цифровых проигрывателей, которые по звуку и своим характеристикам практически не уступают профессиональной технике. А при наличии знаний, умений и навыков в технической области, и вовсе не фантастических (вполне скромных) сумм, можно сделать музыкальный сервер своими руками.

Так что мы оптимисты, что касается принципиальной возможности извлечения высококачественного звука из компьютера. И в подтверждение этих слов позволим себе сослаться на собственные разработки, представленные в разделе «Музыкальный сервер».

Но если взять обычный компьютер и подключить его к хорошей аудиосистеме, то нас постигнет разочарование – звук не понравится. В чём же дело?

Начнем с того, что сформулируем задачу этого проекта сайта ПК Аудиофил...

Наверное, основной вопрос, на который необходимо ответить прежде всего, может звучать так: что нужно сделать, чтобы компьютер стал цифровым источником, наиболее приближенным по качеству звука к музыкальному серверу уровня high-end? Подчеркнём также, что при рассмотрении различных вопросов в рамках этого проекта мы будем ориентироваться на самые высокие требования к воспроизведению музыкальных файлов ВР.

Далее последовательно рассмотрим различные подходы и варианты, начиная с самого простого.

 

1. Настольный компьютер

 

Посмотрим, вернее – послушаем, как «звучит» обычный настольный компьютер среднего уровня, который мы используем для работы (эти строки набраны на нём), а также для развлечений, например, для просмотра видео.

В комплектацию входит корпус Antec с вентиляторами Noctua (3 шт.) и блоком питания на 550Вт (тоже с вентилятором), системная плата, оптический привод и видеокарта (с вентилятором) ASUS, жёсткий диск Western Digital. ПК работает на ОС Windows 7.

Подключим к компьютеру высококачественную звуковую систему. Для этого воспользуемся аудиовыходами системной платы или на передней панели ПК, которые, кстати, имеют красивое название HD Audio (high definition audio – аудио с высокоим разрешением). С помощью имеющегося в составе ОС Windows 7 программного проигрывателя Windows Media попробуем включить воспроизведение музыкального файла ВР 192 кГц/24 бит формата WAV.

Формат WAV выбран в связи с тем, что он часто используется при записи цифровых фонограмм в студии, и оригинал мастер-записи обычно хранится в этом формате (мы для простоты рассматриваем здесь цифровую звукозапись на основе ИКМ-кодирования). А частота дискретизации 192 кГц и разрядность 24 бит - это максимальные параметры файлов ВР, которые можно получить через Интернет (хотя в последнее время опробуется распространение файлов и с более высокими частотой или разрядностью).

И сразу сталкиваемся с проблемой:  проигрыватель Windows Media, во-первых, не воспроизводит файлы формата WAV, а во-вторых, может работать только с частотами дискретизации  до 96 кГц.

Попутно отметим, что проигрыватель Windows Media не воспроизводит и файлы нужного нам формата FLAC без установки дополнительного подключаемого модуля. И добавим, что не все программные проигрыватели могут работать с файлами ВР. Зафиксируем эту проблему следующим образом:

(А) Обычный программный проигрыватель не воспроизводит файлы ВР.

Вывод: надо использовать специализированный проигрыватель. Загрузим известный нам проигрыватель foobar2000 и включим воспроизведение. Услышанный нами звук никак нельзя назвать высококачественным, – даже описывать его нет никакого желания.

Постараемся проанализировать причины невысокого качества «звучания» ПК.

Первое, на что сразу обращаем внимание, – это акустический шум вентиляторов и жёсткого диска. Вентиляторы корпуса, блока питания, системы охлаждения процессора и видеокарты, без которых не может обойтись обычный настольный компьютер, а также жёсткий диск создают вторую проблему:

(Б) Акустический шум вентиляторов и жёсткого диска.

И хотя в нашем ПК установлены малошумящие вентиляторы Noctua, всё равно шум заметный.

Теперь займемся аудиотрактом. На системной плате нашего компьютера установлена интегрированная аудиокарта на микросхеме ADI AD2000B, которая считается качественной среди других подобных.

Хорошо, что она поддерживает частоты дискретизации до 192 кГц и разрядность до 24 бит. Но плохо, что её технические характеристики довольно слабые: динамический диапазон, например, только 92 дБ, а гармонические искажения+шум – 70,5 дБ.

Понятно, что возможности встроенной аудиокарты, даже самой лучшей, нельзя сравнивать с техническим уровнем не только отдельного ЦАПа и усилителя, но и качественной звуковой карты. Чип размером 7 х 7 мм и толщиной 1мм оснащён таким количеством аудиокомпонентов (в том числе шестнадцатью АЦП и ЦАПами, операционными усилителями для многоканального звука 7.1, цифровым сигнальным процессором, компрессором, эквалайзером и много ещё чем действительно необходимым для ПК), что говорить о высококачественном цифроаналоговом преобразовании и усилении звука, с точки зрения точного звуковоспроизведения, не приходится. Отметим в связи с этим (В) невысокое качество цифроаналогового преобразователя и аналоговых цепей интегрированной аудиокарты.

Большое значение имеет также качество электропитания. Известно, какое серьёзное внимание разработчики высококачественной аудиоаппаратуры уделяют системе питания.  В схемах ЦАПов, например, часто используются раздельные блоки питания для цифровой и аналоговой части схемы, оснащённые большим количеством стабилизаторов. Всего этого нет, конечно, в обычном ПК. Поэтому –  

(Г) Упрощённая система питания, особенно аналоговых цепей звукового тракта, от неприспособленного для звуковоспроизведения БП не может обеспечить необходимое высокое качество электропитания, а, значит, и звучания аудитотракта.

Поскольку с аналоговых выходов на системной плате или лицевой панели ПК, даже при наличии красивого названия HD Audio, получить высококачественный звук не получается, попробуем вывести его в цифровом виде. Начнем с оптического выхода S/PDIF, подключённого к упомянутой микросхеме ADI AD2000B. Кстати, подобным цифровым выходом в настоящее время комплектуются многие системные платы. Соединяем этот выход через отдельный ЦАП с высококачественной аудиосистемой.

И снова сталкиваемся с проблемой: этот интерфейс не пропускает частоты выше 96 кГц. Подберём запись с частотой дискретизации 96 кГц и включим воспроизведение. Констатируем, что и на этот раз звук не радует нас.

В чём же дело? Разберёмся с цифровой частью аудиотракта. Одной из основных причин деградации звука в цифровых источниках является джиттер или фазовое дрожание – кратковременные фазовые отклонения цифрового сигнала от его нормального состояния.  Не вдаваясь в подробности физической сущности этого неприятного явления, отметим только, что джиттер приводит к искажению звука и появлению шумов. Звучание цифрового источника при наличии высокого уровня джиттера становится металлическим, жёстким, или, как часто говорят, «цифровым», особенно на высоких частотах. Низкие частоты теряют упругость. Ухудшается ощущение пространства, уменьшается глубина звуковой сцены, смазываются звуковые образы.

Перечислим основные причины возникновения джиттера при воспроизведении звука с помощью ПК.

(Д) Нестабильность собственного тактового генератора ПК. В отличие от качественных профессиональных аудиосистем, имеющих внутренний или внешний высокостабильный тактовый генератор, в компьютере частоты дискретизации обычно генерируется с помощью программных средств из базовой частоты, получаемой с помощью генератора, не обладающего необходимой для звуковоспроизведения стабильностью. Кроме того, в процессе деления частоты также возникает некоторый джиттер.

(Е) Шум на шине заземления. Импульсные токи, возникающие при одновременном переключении большого числа логических элементов системной платы, приводят к появлению импульсов на шине заземления, которые, в свою очередь, вызывают смещение уровней сигналов и уровней срабатывания схем тактирования.

(Ж) Нестабильность и помехи в системе питания. Нестабильность напряжения или его падение под нагрузкой, которое может происходить в различных частях электрической схемы ПК, приводит к изменению скорости реакции логических элементов, в том числе при цифроаналоговом преобразовании. Колебания питающих напряжений изменяют частоту тактового генератора, а помехи, распространяющиеся по цепям питания (например, от вентиляторов), также приводят к увеличению джиттера.

(З) Перекрёстные помехи.Взаимное воздействие сигналов друг на друга может проявляться как внутри интегральных схем, так и на близко расположенных дорожках печатной платы. Если  по одному проводнику проходит сигнал, а в другом, параллельно расположенном, в это время меняется ток, то такие изменения вызывают отклонение уровня сигнала в первом, сигнальном проводнике. Если это, к примеру, проводник, по которому идёт тактовый сигнал, то такая помеха может повлиять на время прихода тактовых импульсов.

(И) Влияние интерфейсов. В выходном интерфейсе S/PDIF или AES/EBU происходит кодирование двух сигналов (звукового и тактового) в один сигнал, который затем снова декодируется в два раздельных во входном интерфейсе (например, на входе отдельного  ЦАПа). Эти процессы также вносят джиттер. Кроме этого, некачественные «дешёвые» интерфейсы сами могут являться источником высокочастотных шумов.

(К) Электромагнитные помехи (ЭМП).  ЭМП воздействуют на сигнальные цепи и могут генерироваться импульсным источником питания, радиочастотными схемами, процессором,  видеокартой и другими подобными источниками, что вызывает увеличение джиттера.Необходимо подчеркнуть, что если цифроаналоговое преобразование производится внутри компьютера с помощью интегрированной или отдельной звуковой карты, в которой не предусмотрены специальные меры снижения джиттера, то перечисленные выше факторы вносят суммированный вклад в его увеличение. А это, в свою очередь, приводит к искажению звукового сигнала. При использовании отдельного ЦАПа большую роль играет его способность подавлять входящий джиттер и, с другой стороны, способность ПК как цифрового источника выдавать минимальный уровень фазового дрожания сигнала.

Говоря о влиянии ЭМП на увеличение джиттера, нельзя забывать также о прямом воздействии помех на элементы схемы аудиотракта. Известны, например, случаи, когда помехи, вызываемые работой видеокарты и её вентилятора, приводят к серьёзным искажениям звука в виде шума, треска или гула, воздействуя на сигнальные цепи звуковой карты, если карты расположены близко друг к другу, в соседних разъёмах PCI.

Рассмотрим теперь вопросы, связанные с программным обеспечением. Оказывается, что качество цифрового сигнала в значительной степени зависит от того, как работает операционная система и насколько её настройки оптимальны для звуковоспроизведения. Вот только один пример. Во время работы ПК процессор постоянно переключается от выполнения одних задач к другим в соответствии с алгоритмом, который заложен в ОС. Процессы, которые должны обслуживаться процессором в какой-то момент времени, в том числе и те, которые связанны с обработкой звуковых цифровых сигналов, конкурируют между собой за «рабочее» время процессора. И если ОС настроена таким образом, что важные для нас задачи, связанные со звуком, оказываются не первоочередными, то это отрицательно сказывается на качестве аудиосигнала. Можно сказать, что (Л) операционная система компьютера без специальной настройки не приспособлена для звуковоспроизведения.

Нужно также отметить, что, выполняя большой объем «ненужной» (для аудио) работы, процессор и другие элементы схемы компьютера могут потреблять больше энергии и значительно нагреваться. А это, в свою очередь, требует (М) использования шумящих и вызывающих помехи вентиляторов для принудительного охлаждения.

Чтобы настроить ОС для целей звуковоспроизведения должным образом, надо произвести остановку некоторых процессов, которые конкурируют с процессами аудио, мешая им; отключить неиспользуемые элементы; оптимизировать использование ресурсов процессора в первую очередь для аудио; снизить энергопотребление и т.п. Подробно об этом можно узнать на странице нашего сайта с описанием оптимизации ОС Windows 7 для аудио.

Однако это ещё не всё. При внимательном изучении свойств операционных систем можно увидеть, что самые распространенные из них имеют в своей структуре, относящейся к аудиотракту, существенные недостатки, которые не всегда можно преодолеть без использования специализированных звуковых карт и драйверов. В качестве примера рассмотрим упрощённую структурную схему аудиопроцесса в ОС Windows Vista/7, изображённую на приведённом ниже рис. 1.

Рис. 1

Сокращения:

Поток аудиоданных от аудиоприложения (например, программного проигрывателя), проходя через несколько этапов, поступает на аудиодрайвер, который управляет, например, звуковой картой. Направление движения указано стрелками.

Обратите внимание на участок блок-схемы между СРТ и KST. Именно на этом участке аудиоданные подвергаются цифровой обработке различными видами APO (audio processing object, русск. средство обработки аудиосигнала). Каждое APO имеет своё назначение и участвует в выполнении следующих функций:

• регулировка громкости и отключение звука;
• конвертирование разрядности цифрового сигнала, при котором входной сигнал (с разрядностью, например, 16 или 24 бит) сначала переводится в 32-битный с плавающей запятой, а затем обратно, причём это может производиться несколько раз;
• микширование сигналов, когда к исходным аудиоданным могут подмешиваться, например, сигналы звукового сопровождения системных событий ОС;
• измерение максимального уровня сигнала;
• ограничение уровня сигнала.

К сожалению, цифровая обработка сигнала, проводимая ОС на пути его следования от места хранения на жёстком диске до звуковой карты, не только не оставляет сигнал без изменения, но и вносит в него нежелательные коррективы. Поэтому говорить о точном звуковоспроизведении при использовании стандартного ПО компьютера не приходится. Другими словами, (Н) операционная система ПК без использования дополнительных программных средств не позволяет получить неискажённый цифровой аудиосигнал.

Есть ли выход из этого неприятного положения? Да, конечно. Для этого необходимо исключить нежелательную цифровую обработку сигнала, сократив путь от аудиоприложения до аудиодрайвера и направив аудиоданные в обход APO. Это делается с помощью специальных программных средств, например, ASIO. Поможет в решении этого вопроса и использование WASAPI в так называемом исключающем режиме (exclusive mode), драйверов Kernel Streaming или других подобных программных средств. Кстати, способы предохранения цифрового звукового сигнала от внесения нежелательных искажений со стороны различных ОС были разработаны в первую очередь для профессиональной цифровой звукозаписи.

Итак, мы рассмотрели основные недостатки аппаратной и программной части ПК, которые приводят к искажениям аудиосигнала в компьютере. Обозначим способы решения проблем со звуком, сведя их в таблицу.

 

Таблица. Как оптимизировать компьютер для аудио

Проблема		Способы решения
А	Обычный программный проигрыватель не воспроизводит файлы ВР	Установить программный проигрыватель, предназначенный для высококачественного звуковоспроизведения
Б	Акустический шум вентиляторов и жёсткого диска	Б.1 Использовать комплектующие с малым энергопотреблением, чтобы не применять вентиляторы
		Б.2 Оптимизировать ОС для снижения энергопотребления, чтобы не применять вентиляторы
		Б.3 Использовать безвентиляторный БП
		Б.4 Использовать твердотельный накопитель
В	Невысокое качество цифроаналогового преобразователя и аналоговых цепей интегрированной аудиокарты	Использовать отдельную плату цифрового вывода (звуковую карту)
Г	Упрощённая система питания, особенно аналоговых цепей звукового тракта, от неприспособленного для звуковоспроизведения БП	Г.1 Выводить звук в цифровом виде и использовать внешний ЦАП.
		Или Г.2 Использовать внешнюю звуковую карту со своим БП
Д	Нестабильность собственного тактового генератора ПК	Д.1 Использовать плату цифрового вывода (звуковую карту) с собственным тактовым генератором
		Д.2 В дополнение к п. Д.1: использовать внешний тактовый генератор
Е	Шум на шине заземления	Отключить в ОС неиспользуемые процессы и оборудование (для уменьшения количества работающих логических элементов системной платы, вызывающих импульсные токи на шине заземления)
Ж	Нестабильность и помехи в системе питания	Ж.1 Не осуществлять в компьютере цифроаналоговое преобразование, особенно чувствительное к качеству электропитания, – выводить звук в цифровом виде и использовать внешний ЦАП.
		Ж.2 Использовать высококачественный БП со стабильными напряжениями питания
		Ж.3 Использовать системную плату с улучшенными цепями питания
		Ж.4 Использовать специальные фильтры для подавления помех от жёсткого диска, вентиляторов (если приходится их использовать) и т.п.
З	Перекрёстные помехи	Использовать плату цифрового вывода (звуковую карту) со схемным решением, снижающим перекрёстные помехи
И	Влияние интерфейсов	Использовать плату цифрового вывода (звуковую карту) с высококачественными выходными интерфейсами
К	Электромагнитные помехи	К.1 Не использовать видеокарту
		К.2 Отключить оборудование (Wi-Fi, Bluetooth и т.п., если они не используются), которое может являться источником помех
		К.3 Использовать специальные материалы для поглощения электромагнитного излучения внутри корпуса компьютера
		К.4 Использовать системную плату с пониженным электромагнитным излучением
Л	Операционная система компьютера без специальной настройки не приспособлена для звуковоспроизведения	Оптимизировать ОС
М	Использование шумящих и вызывающих помехи вентиляторов	То же, что в пп. Б.1, Б.2, Б.3 и Ж.4
Н	Операционная система ПК без использования дополнительных программных средств не позволяет получить неискажённый цифровой аудиосигнал	Использовать ASIO, WASAPI в исключающем режиме и т.п.

Теоретически вроде бы всё понятно. А как насчёт практической реализации?

Для ответа на этот вопрос мы можем порекомендовать уважаемым посетителям сайта ознакомиться с несколькими реальными разработками, которые реализованы и опробованы нами:

• ПК Аудиофил IV: музыкальный сервер с выходом USB;
• ПК Аудиофил III: цифровой проигрыватель своими руками (архив);
• ПК Аудиофил II: недорогой музыкальный сервер своими руками (архив);
• Музыкальный сервер своими руками (архив).

Если же возникнут какие-либо вопросы по разработке и созданию собственного цифрового источника на базе ПК, мы будем рады помочь.

Хотелось бы ещё добавить к сказанному, что техника не стоит на месте, и выпускаются новые и всё более совершенные комплектующие, программы и периферийные устройства, которые могли бы быть с успехом использованы в музыкальном сервере. Поэтому впереди – создание новых устройств с использованием более совершенных конструктивных решений.

Компьютер как музыкальный сервер (начало)

Вопросы и комментарии посетителей сайта

2. Использование интерфейса USB для вывода звука

В последние годы всё большее распространение получает использование  интерфейса USB для вывода звука с компьютера. Неоспоримое удобство такого способа подключения компьютера к звуковой системе через внешний ЦАП подкрепляется расширяющимся выпуском цифроаналоговых преобразователей, оснащённых так называемым «асинхронным USB».

И это не просто модное увлечение любителей цифрового звука, а действительно серьёзный способ получения достойного цифрового источника (даже и высококачественного, при определённых условиях) в виде связки компьютер+ЦАП.

Правда, некоторую неопределённость вносит вопрос: почему же производители музыкальных серверов/цифровых проигрывателей класса high-end устанавливают на свои изделия цифровые выходы S/PDIF (RCA, BNC, оптический) и AES/EBU (XLR), а не используют возможности популярного интерфейса USB? Постараемся прояснить ответ на этот вопрос.

Основное различие между стандартами соединения компьютера и ЦАПа, S/PDIF и AES/EBU, с одной стороны, и USB – с другой, лежит в способе передачи данных. В первом случае данные от компьютера, с помощью соответствующего интерфейса, передаются на ЦАП в виде непрерывного потока, то есть в том виде, который они приобретают после программного проигрывателя. Во втором случае, в соответствии с протоколом передачи данных через USB, поток данных вначале разбивается на пакеты, а затем уже передаётся на вход USB ЦАПа, в котором он должен снова приобрести вид непрерывного потока перед цифроаналоговым преобразованием.

В передаваемых через USB-соединение пакетах данных, кроме данных, соответствующих звуковой информации, присутствует также информация конфигурирования, управления и состояния.

Спецификацией универсальной последовательной шины USB определены различные типы синхронизации при передаче информации от хоста (компьютера) к периферийному устройству (в данном случае – к ЦАПу). На начальном этапе использования USB для вывода звука с ПК широкое распространение получил так называемый адаптивный тип, технически связанный с микросхемами серии PCM270x компании Burr-Brown (Texas Instruments) из США.

Однако этот тип USB-соединения не мог обеспечить высокое качество звука, так как вызывал повышенный уровень джиттера. Кроме этого, преобразователи с USB-входом на базе микросхемы PCM270x, действующие в адаптивном режиме, могли работать с частотами дискретизации не выше 48 кГц и разрядностью до 16 бит, то есть могли обеспечить качество уровня компакт-диска, но не высокого разрешения.

После нескольких этапов развития технологии передачи цифрового звука через USB  в 2004 году компанией Wavelength Audio (США) был выпущен первый ЦАП, использующий асинхронный тип передачи данных. Преобразователь и необходимое для его работы ПО под названием Streamlength были разработаны Гордоном Ранкиным (Gordon Rankin). С тех пор асинхронный тип работы USB-интерфейса  утвердился как основной для передачи музыкального сигнала от компьютера к ЦАПу, а ПО Streamlength для асинхронного USB используется во многих высококачественных ЦАПах, в том числе таких компаний, как Ayre,  Aesthetix, Grace Design, Berkeley Audio Design и др. В настоящее время большинство выпускаемых цифроаналоговых преобразователей, которые оснащены интерфейсом USB для соединения с компьютером, работают по такому принципу.

В отличие от адаптивного, асинхронный тип работы USB-интерфейса для передачи звука является технически более совершенным, т.к. при его реализации происходит не только передача пакетов данных от компьютера к ЦАПу, но и осуществляется обратная связь с компьютером таким образом, чтобы управлять процессом этой передачи данных. Компьютер и ЦАП работают в этом случае согласованно, как связанные устройства.

Интересно, что асинхронный USB был выполнен на основе микросхемы TAS1020B, которая выпускалась одновременно с упомянутой PCM270x. USB-контроллер TAS1020B представляет собой интегральную схему с USB-трансивером, микропроцессором, буфером памяти и интерфейсом I²S для подключения к микросхеме цифроаналогового конвертера. В качестве примера на рис. 2 представлена блок-схема ЦАПа на базе USB-контроллера TAS1020B.

Рис. 2

В этой схеме ЦАПа с асинхронным USB тактовый генератор частоты дискретизации расположен в оптимальном месте – непосредственно рядом с микросхемой цифроаналогового конвертера. Это позволяет обеспечивать работу конвертера от потенциально более точного генератора, не полагаясь на использование нестабильного тактового сигнала из компьютера. И действительно, такая схема расположения высокоточного генератора, наряду с другими особенностями асинхронного типа USB-соединения, обеспечивает наименьший уровень джиттера и, соответственно, наилучшее качество звука. По сравнению с адаптивным типом, в асинхронном USB джиттер снижается на два порядка (в 100 раз!).

Добавим, что для работы преобразователя с асинхронным USB с сигналами выше 96 кГц/24 бит от ПК, оснащенного ОС Windows, потребуется специальный драйвер. Для компьютеров Apple, поддерживающих спецификацию USB Audio Class 2.0, такой драйвер не нужен.

Первые ЦАПы Wavelength Audio с асинхронным USB могли преобразовывать сигналы ВР с частотой дискретизации до 96 кГц и разрядностью до 24 бит. В настоящее время выпускаются цифроаналоговые преобразователи, в том числе и для бытового использования, которые поддерживают частоты до 384 кГц и разрядность до 32 бит, что соответствует самому высокому формату профессиональной цифровой звукозаписи. Кроме этого, в последнее время всё более широкое распространение получают музыкальные цифровые записи формата DSD, сигналы которых могут подаваться на ЦАП также через порт USB. Не так давно, в 2012 году, специально для этой цели был разработан открытый стандарт DoP (DSD over PCM) – метод для передачи DSD-аудио с помощью ИКМ фреймов. Описание последней версии 1.1 этого стандарта на англ. яз. можно найти здесь.

Производители ЦАПов предлагают широкий выбор устройств с асинхронным USB стоимостью от 3 тыс. руб. до астрономических цен с семизначными числами. Чтобы как-то сориентироваться в этом разнообразии преобразователей различного технического и ценового уровня, попробуем определить, каким требованиям должен отвечать ЦАП, чтобы можно было сказать, что он выдаёт звук действительно высокой точности. Отметим некоторые из таких характеристик, связанных с входным интерфейсом USB:

1. Высококачественная микросхема USB-контроллера.
2. Использование гальванической развязки.
3. Соответствие спецификации USB Audio Class 2.0.
4. Высокоточный тактовый генератор с низким уровнем джиттера.
5. Использование качественно выполненных драйверов.
6. Совершенная схема питания. Раздельные стабилизированные линии питания для USB-контроллера, конвертера и аналоговых цепей, а лучше – с отдельным трансформатором для каждой из них.
7. Высококачественная микросхема цифроаналогового конвертера.

Конечно, все вместе перечисленные характеристики встречаются только в самых совершенных (и часто –  дорогих!) ЦАПах. Однако можно сказать, что если преобразователь не обладает ни одной из таких характеристик, то вряд ли он сможет выдать высококачественный звук, если иметь в виду обработку сигналов ВР, поступающих с обычного компьютера через USB-соединение. К этому можно добавить, что качественно выполненная схема, работающая по адаптивному типу может «переиграть» некачественный ЦАП с асинхронным USB. Кстати, некоторые производители продолжают выпускать преобразователи с адаптивным USB.

 

3. USB или S/PDIF?

А теперь, переходя к вопросам уважаемых посетителей нашего сайта относительно того, может ли подключение по USB конкурировать с традиционными вариантами по качеству звука, ответим на него положительно. Да, высококачественный ЦАП с асинхронным USB в принципе может обеспечить низкий уровень джиттера цифрового сигнала и высокую точность воспроизведения звука. Вопрос перемещается в практическую плоскость, а именно: что выгоднее для любителя хорошего звука – использовать обычный ПК в паре с асинхронным USB-ЦАПом или собрать, например, музыкальный сервер и подключить его к (быть может более доступному по цене) преобразователю через S/PDIF или AES/EBU?

Ответ на этот вопрос требует знания конкретной ситуации, т.е. какие устройства и для прослушивания каких типов файлов (ВР или уровня качества компакт-диска) будут применяться, и выбор может быть в пользу как одного, так и другого варианта.

Для примера мы сравнили два варианта звучания музыкального сервера «ПК Аудиофил II» – при подключении через S/PDIF и асинхронный USB – в паре с ЦАПом Cambridge Audio DacMagic Plus.

Подключение осуществляется с помощью USB-кабеля, на одном конце которого обычный разъём типа А (подключается к источнику), а на другом – типа В (подключается к ЦАПу). Сначала мы попробовали, как работает эта пара устройств в конфигурации USB Audio Class 1.0, не требующей драйверов и поддерживающей сигналы до 96 кГц/24 бит. Предварительно надо было провести новую настройку программного проигрывателя foobar2000. Для этого после включения сервера и преобразователя в окне проигрывателя нажали на File > Preferences > Playback\Output и в окошке Device выбрали строку, соответствующую подключению через USB. Несложная настройка, после которой можно сразу слушать музыку.

Услышанное нас не вдохновило, потому что звучание сервера и преобразователя никак нельзя было причислить к звуковоспроизведению высокой точности.

Переходим теперь к более совершенному, асинхронному типу работы ЦАПа DacMagic Plus с использованием протокола ASIO или WASAPI. Для этого необходимо переключить цифроаналоговый преобразователь в режим USB Audio 2.0 для приема аудиосигналов до 192 кГц/24 бит и загрузить соответствующий аудиодрайвер, который можно скачать в «Центре поддержки» на сайте Cambridge Audio. Там же можно найти подробное описание того, как в этом режиме воспользоваться ASIO или WASAPI. Хотя это описание на английском языке, оно подробно иллюстрировано, в том числе, для подключения с использованием проигрывателя foobar2000.   

Выполнив загрузку драйвера и настройку программного проигрывателя для ASIO, как указано в описании, включаем сервер на воспроизведение. Сразу стало ясно, что звучание значительно лучше, чем при использовании режима USB Audio Class 1.0. Прослушав цифровые записи различных жанров и форматов (FLAC, WAV; от 88/24 до 192/24), переходим ещё раз к оценке работы двух устройств через коаксиальный S/PDIF с использованием того же музыкального материала, как и в случае работы через USB. Проводим несколько сеансов сравнения с перерывами.

В результате: у нас сложилось однозначное мнение, что несмотря на то, что в режиме асинхронного USB с ASIO два аппарата проявили себя очень достойно, та же пара «ПК Аудиофил II» и Cambridge Audio DacMagic Plus, с использованием того же протокола ASIO, но через выход  S/PDIF (с карты Infrasonic Quartet), звучала лучше. Это выражалось, в частности, в более широкой и глубокой музыкальной сцене, где каждый из воображаемых инструментов имел точно определяемый размер и был как бы окружён воздухом, отделявшим его от других инструментов. Звучание многих инструментов, например, фортепиано, виолончели, саксофона, имело более точный, как нам кажется, тональный баланс и больше напоминало звук живого исполнения. Не лишним будет отметить также отличное звучание контрабаса – полное и хорошо артикулированное. В случае работы устройств через USB-соединение пропадала упругость и точность звучания низких частот.

 

Звуковая система, использовавшаяся при проведении прослушивания: Источник: музыкальный сервер «ПК Аудиофил II» (выходы: коаксиальный S/PDIF и USB) ЦАП: Cambridge Audio DacMagic Plus (входы: коаксиальный S/PDIF и USB) Универсальный усилитель: Maranz PM8000 (в классе А) Акустические системы: DALI Suite 2.5 Кабели: цифровой S/PDIF – QED Reference Digital Audio, цифровой USB – типичный для подключения компьютера к периферийным устройствам; межкомпонентные Ecosse Maestro MA2; акустический Acrotec 6N-S1200, сетевой Audusa-Eupen Сетевой фильтр: Belkin Pureav PF40

 

Какие выводы можно сделать из описанного сравнения? Во-первых, несмотря на использование современной технологии асинхронного USB, звучание конкретного ЦАПа может быть более качественным при подключении через коаксиальный вход S/PDIF, а не USB. И, во-вторых, грамотно собранный и настроенный компьютер на базе полупрофессиональной звуковой карты (платы цифрового вывода) может выдавать такой цифровой сигнал, который при высококачественном цифроаналоговом преобразовании позволит получить отличный звук.

Многих, возможно, интересует более общий вопрос – что лучше для цифрового звука: непрерывный поток данных через соединение типа S/PDIF (или, например, AES/EBU) или пакетная передача через асинхронный USB? Мы придерживаемся такого мнения, что, по крайней мере, в настоящее время оба варианта позволяют достичь высококачественного звучания. Всё зависит от того, какой музыкальный сервер и какой ЦАП используется. С одной стороны, различными производителями выпускается множество музыкальных серверов, в том числе класса high-end, которые через выход S/PDIF или AES/EBU выдают точный сигнал с минимальным джиттером. С другой стороны, существуют ЦАПы, асинхронный USB-интерфейс которых выдаёт такой низкий уровень джиттера, который даже трудно измерить. Звучание (к сожалению, и цена) таких цифроаналоговых преобразователей – также на высоком уровне.

Развитие технологии покажет, какой из вариантов станет в будущем более предпочтительным. А может быть, станет использоваться какой-либо другой тип подключения, пока находящийся в стадии разработки. Поживём – увидим.

 

4. Ноутбук

В последние годы на выставках аудиотехники высшего качества в составе аудиосистем всё чаще можно увидеть ноутбуки, которые используются в качестве источника звука. С одной стороны – это удобно, с другой – в полной мере отвечает общим тенденциям развития информационных технологий. А как насчёт качества звука?

Некоторые полагают, что использование в ноутбуке автономного аккумуляторного питания позволяет, по аналогии с другими аудиокомпонентами, улучшить качество звука. К сожалению, этого не происходит. Во-первых, независимо от типа питания, электронная схема ноутбука, как и любого ПК, сама является источником необходимых компьютеру импульсных синхронизирующих сигналов различной частоты (для процессора, ОЗУ, интерфейсов USB, Wi-Fi и т. п.) и вредных помех, вызывающих увеличение джиттера (см. главу 1 этой статьи). Кроме этого, миниатюрность ноутбука приводит к тому, что, с одной стороны, возрастают перекрёстные помехи, а с другой – используются не самые оптимальные (для звука) схемные решения и компоненты. Поэтому получить качественный звук со встроенных аналогового или цифрового выходов (S/PDIF и HDMI) не удаётся.

Остаётся выводить цифровой аудиосигнал через выход USB и подавать его на ЦАП, оснащённый высококачественным интерфейсом, работающим в асинхронным режиме.

Но это не единственный способ повысить качество сигнала, извлекаемого из малогабаритных компьютеров. В последние время широкое распространение получили конвертеры USB-S/PDIF, позволяющие переводить цифровой сигнал из пакетной формы в потоковую для последующего преобразования с помощью внешнего ЦАПа. А зачем, спросите вы, нужно такое преобразование, если существуют ЦАПы с USB-входом, в том числе, с асинхронным режимом? Однако не все ЦАПы имеют такие входы и не все «умеют» работать через USB качественно. Кроме того, важен фактор портативности и удобства, особенно в случае использования такого устройства вместе с ноутбуком.

Конвертер USB-S/PDIF не просто переводит одну форму цифрового сигнала в другую. Он имеет и другую важную функцию: работая в асинхронном режиме передачи данных, конвертер использует свой генератор тактовых импульсов, как и в схеме ЦАПа, описанной выше (см. рис 2). Отличие между двумя устройствами заключается в том, что в ЦАПе сигнал после USB-контроллера поступает на цифроаналоговое преобразование, а в конвертере – на интерфейс S/PDIF, а уже затем – на ЦАП.

Необходимо отметить ещё одну особенность конвертеров USB-S/PDIF – большинство из них использует питание 5 Вольт, поступающее от компьютера. А это, к сожалению, приводит к негативным последствиям для качества звука, т. к. через провода питания и заземления передаются помехи. Надо учитывать также, что интерфейс S/PDIF тоже вносит некоторый дополнительный джиттер, который может ещё возрастать по причине некачественного питания.

Нами были опробованы в работе несколько конвертеров USB-S/PDIF. Можно сказать, что все они дают звук лучше, чем в случае использования собственных выходов ноутбука. Однако, и этот звук не может быть признан высококачественным, если оценивать такие его характеристики, как глубина звуковой сцены, микродинамика и детальность.

Отметим, что существуют специальные USB-переходники, которые подключаются на входе конвертера и разделяют питание и сигнал, давая возможность конвертеру получать питание от другого, более качественного источника. Один из примеров такого переходника – BPM (Battery Powered Module – русск.: модуль батарейного питания) австралийской фирмы Elijah Audio (на фото слева). Использование ВМР даёт реальный, слышимый выигрыш в качестве звука, ещё раз подтверждая вывод о том, что помехи, возникающие в конвертерах USB-S/PDIF в результате использования питания от ноутбука, сильно влияют на звук.

С другой стороны, выпускаются также конвертеры, имеющие собственный, высококачественный блок питания, и показывающие прекрасные результаты работы. Однако стоимость таких конвертеров немаленькая, может доходить до 1900 долл. США, и возникает резонный вопрос: а не лучше ли приобрести более качественный ЦАП с асинхронным USB, чем тратиться на дорогой конвертер?

Ещё один способ выведения звука с ноутбука – применение малогабаритного ЦАПа, подключаемого к выходу USB и имеющего выход на наушники. Здесь разработчики достигли удивительных результатов в отношении миниатюрности устройств. Достаточно, в качестве примера, привести ЦАПы AudiioQuest DragonFly и M2Tech HiFace USB DAC, представленные ниже на фотографиях. Причём последний обрабатывает сигналы до 384 кГц/32 бит!

Словом, для вывода звука с ноутбука имеется большой выбор разных устройств, многие из которых, несмотря на миниатюрность, своим звучанием могут доставить много удовольствия ценителям музыки.

Заключение

В настоящее время для вывода звука с компьютера используются различные способы и устройства, позволяющие достичь требуемых пользователю результатов в разных диапазонах цен.

Однако, если говорить о точном воспроизведении звука с высоким разрешением, имея в виду бескомпромиссное качество звучания, то, по нашему мнению, можно выделить два способа получения такого звука:

а) потоковый сигнал с выхода S/PDIF (или AES/EBU) высококачественной звуковой карты/платы цифрового вывода (см., например, наши проекты ПК Аудиофил I, ПК Аудиофил II и ПК Аудиофил III);

б) пакетный сигнал с выхода USB (или IEEE 1394) при работе в асинхронном режиме с высококачественным ЦАПом или внешней звуковой картой.