цифровые технологии и качественный звук

ЦАП Metrum Acoustics Hex относится к довольно редкому, но популярному среди аудиофилов, классу преобразователей под названием NOS (non-oversampling, рус. без передискретизации). Основной особенностью таких устройств является исключение процесса передискретизации с повышенной частотой (интерполяции) и цифровой фильтрации аудиосигнала при цифроаналоговом преобразовании.

Теория

Наименование   Metrum Acoustics Hex
Производитель
  All Engineering, Нидерланды
  www.metrum-acoustics.com
Эксклюзивный дистрибьютор
в России
  Дистрибьюторская компания "План А"   
  hi-audio.ru
Цена   145 000 руб.

Как считает большинство конструкторов цифровой аудиотехники, передискретизация в сочетании с КИХ-фильтрами позволяет получить более качественные параметры цифроаналогового преобразования. Поэтому она используется в подавляющем большинстве выпускаемых в настоящее время ЦАПов.

Однако, по мнению главы компании All Engineering и конструктора Metrum Acoustics* Сейса Руйтенберга (Cees Ruijtenberg), несмотря на то, что теоретически это должно было бы привести к улучшению качества сигнала, в реальности такого улучшения не происходит. Более того, применение передискретизации ухудшает временные характеристики процесса и приводит к появлению цифровых артефактов, перечёркивая положительные стороны этой технологии.

В качестве одной из иллюстраций различий в подходах к цифроаналоговому преобразованию, на сайте компании в статье «Философия проектирования NOS-ЦАПов Metrum Acoustics» (Design Philosophy Metrum Acoustics NOS DACs) приводится следующий пример.

Представлены изображения осциллограмм отклика конвертера на единичный импульс.

На левом рисунке – результат работы NOS-преобразователя, а справа – типичного конвертера с передискретизацией. Сразу бросается в глаза, что временнáя характеристика процесса на иллюстрации справа содержит осцилляции, которые предшествуют и следуют за импульсом (т.н. «предзвон» и «послезвон»).

Как считают многие специалисты, из-за подобных осцилляций страдает в первую очередь звучание перкуссии и воспроизведение других высокочастотных сигналов. Именно искажения во временнóй области придают некоторую ненатуральность звучанию преобразователей с использованием передискретизации и цифровой фильтрации. Во-первых, перкуссия и тарелки воспроизводятся слишком ярко и звонко, во-вторых, другие инструменты частично теряют естественный тембр и мягкость звучания.

В противоположность этому, как уверены в Metrum Acoustics, применение метода NOS свободно от недостатков, указанных выше.

Следует подчеркнуть, что при разработке цифроаналоговых преобразователей учитывались также психоакустические аспекты работы цифровых устройств. Было замечено, что, если сравнивать результаты измерений,  полученных традиционными методами, то  у типичного ЦАПа они часто оказываются лучше, чем, у NOS-преобразователя, однако звучит последний более натурально.

Сейс Руйтенберг не одинок в своём подходе к решению технических вопросов преобразования цифрового сигнала, да и не он был первым**. В настоящее время кроме двух ЦАПов Metrum Acoustics (Hex и Octave MkII) в список NOS-преобразователей входит около 40 аппаратов от двух десятков производителей, среди которых такие известные фирмы как Audio Note, Light Harmonic, Wavelength Audio. Стоимость  NOS-ЦАПов – от 50 (Muse Audio Mini) до 20000 долл. США (Light Harmonic Da Vinci).

Теоретический спор сторонников разных типов ЦАПов продолжается, причём с явным перевесом на стороне производителей конвертеров с передискретизацией. Тем более интересно было послушать такой ЦАП, как Metrum Acoustics Hex.

От теории к практике

Для реализации своих теоретических воззрений разработчикам Metrum Acoustics надо было найти возможность исключить процесс передискретизации. Однако такой метод обработки цифрового аудиосигнала получил настолько широкое распространение, что оказался встроеным в работу всех современных микросхем цифроаналоговых конвертеров, использующихся в различных аудиоустройствах. Что же делать?

Большинство производителей NOS-преобразователей используют устаревшие чипы прошлых лет, в которых нет цифровой фильтрации и передискретизации, например, такие, как Analog Devices AD1865, Philips TDA1541, TDA1543, TDA1545 и другие.

Сейс Руйтенберг пошёл по другому пути, и… два года у него ушло на поиск нужного чипа. После тщательного отбора с многочисленными прослушиваниями был выбран высокоскоростной конвертер, который применяется в промышленной электронике. Кроме этого, при разработке преобразователя использовались технические решения из области высокочастотной радиотехники для частот порядка 500 МГц, которые превосходят по некоторым параметрам аналогичные решения, общепринятые в сфере производства бытового аудиооборудования. Кстати, подобным подходом пользуются и некоторые другие разработчики, как, например, известный конструктор Нельсон Пасс (Nelson Pass).

Первая модель NOS-преобразователя Metrum Acoustics под названием Octave была выпущена в 2011 году и сразу привлекла к себе внимание любителей точного звуковоспроизведения. В этом ЦАПе использовались восемь микросхем конвертера – по четыре на канал.

В ЦАПе Hex, как в самом передовом из аппаратов, выпускаемых под брендом Metrum Acoustics, нашли своё отражение лучшие технические решения компании. Количество чипов конвертера было увеличено в два раза: их здесь шестнадцать – по восемь на канал***. Этим достигается лучшее соотношение сигнал/шум, уменьшаются искажения и улучшается разрешение.

Для того чтобы избавиться от негативного влияния шумов и помех, применена гальваническая развязка и раздельное питание. Развязка блока USB и цифроаналогового конвертера выполнена на высокоскоростных оптронах, используемых в системах передачи данных. Кстати, повышенным вниманием к скоростным характеристикам конвертеров и других элементов схемы ЦАПа удалось достичь высокой скорости нарастания выходного напряжения – 35 В/мс.

В ЦАПе установлено три раздельных линейных блока питания на тороидальных трансформаторах и 18 стабилизаторов напряжения. Один БП используется для питания USB-модуля и управляющих схем, второй – для питания схемы цифроаналогового конвертера и третий – для выходных аналоговых цепей.

ЦАП может быть оснащён различным набором цифровых входов по желанию покупателя. К имеющимся двум оптическим (TOSLINK) и двум коаксиальным (RCA и BNC) могут быть добавлены AES/EBU и асинхронный USB. На передней панели преобразователя установлены кнопки подключения каждого из входов. При нажатии нужной кнопки над ней загорается индикаторная лампочка. Если при этом сигнал не подаётся, то лампочка начинает мигать.

В качестве модуля USB вначале использовалась готовый блок известной итальянской фирмы M2Tech, однако весной 2014 года, вследствие возникших проблем с новыми ОС iOS, в аппарате стал применяться модуль Combo384 другой итальянской фирмы – Amanero Technologies. В ЦАПе, который был у меня на тестировании, установлен как раз этот USB-блок.

Для снижения джиттера в ЦАПе используется буферизация цифрового сигнала. Все входы, поддерживают сигналы до 192/24 включительно, кроме оптического (96 кГц).

Схема ЦАПа – полностью балансная. Для обеспечения несимметричных выходов применены высококачественные выходные трансформаторы Lundahl LL1527XL. По желанию покупателя они могут быть заменены на трансформаторы LL1588, которые, как говорят, имеют более аналитический характер звучания.

Технические характеристики ЦАПа Metrum Acoustics Hex

 Тип ЦАПа

NOS, двойной моно, 8 конвертеров на канал

Цифровые входы:

оптический TOSLINK
коаксиальный RCA
коаксиальный BNC
AES/EBU
USB

 

1
1
опция
опция

Интервал поддерживаемых частот дискретизации:

TOSLINK
RCA, BNC и AES/EBU
USB

 

от 44,1 до 96 кГц
от 44,1 до 192 кГц
от 44,1 до 192 кГц

Аналоговые выходы:

RCA
XLR

 

1 пара
1 пара

Максимальное выходное напряжение:

RCA
XLR

 

2 В (RMS)
4 В (RMS) 

Выходное сопротивление:

RCA
XLR

 

40 Ом
80 Ом

Скорость нарастания выходного напряжения

35 В/мс

Частотный диапазон

от 1 Гц ±0 дБ до половинной частоты дискретизации –3 дБ

Нелинейные искажения

< 0,03 %

Отношение сигнал/шум

–125 дБ на разрядности 16 бит
 
–130 дБ на разрядности 24 бит

Питание:

   полная мощность
   схема

 

45 В·А
3 трансформатора, 18 стабилизаторов напряжения

Габариты

320 х 85 х 320 мм

Масса

5,5 кг (с модулем USB)

Практика как критерий истины

Как известно, критерием истины является практика. Поэтому, не полагаясь на красивые теоретические доводы о вреде передискретизации, сопутствующие расчёты, измерения и иллюстрации, необходимо было оценить на практике обоснованность подхода, используемого в Metrum Acoustics при разработке преобразователе Hex.

Желание оценить, к чему приводит отказ от передискретизации, подстёгивало моё любопытство чуть ли не в большей степени, чем желание познакомиться поближе с этим пользующимся хорошей репутацией аппаратом.  Кстати, ЦАП Hex обладает большим количеством наград популярных аудиоизданий, а компания звукозаписи STS Digital (Нидерланды), использует его в качестве референсного преобразователя.

В инструкции по эксплуатации ЦАПа указывается, что аппарат требует прогрева. И действительно, при первом включении звук показался мне слишком ярким и звонким. На прогрев ушло около недели, и, наконец, настало время для критического прослушивания.

Сначала были опробованы коаксиальные входы S/PDIF: RCA и BNC. Сигнал подавался с HDMI-выхода DVD-проигрывателя Pioneer DV LX50 через конвертер HDMI 2CH/5.1 CH Audio Extractor. С первых минут возникло ощущение некоторой необычности звучания, хотя я слушал хорошо знакомый мне диск DVD-аудио Рода Стюарта (Rod Stewart) It Had To Be You… The Great American Songbook (96/24, J.Records, 2002). Звучание был настолько чистым и музыкальным, что это доставляло большее удовольствие, чем обычно, и это было непривычно. Заслушался и не сразу вспомнил, что надо делать пометки для будущей статьи. Ещё раз с удовольствием прослушал почти весь диск, тем более, что Род Стюарт – мой любимый певец.

Если говорить о звуке более конкретно, то лучше зазвучал голос, запись которого сделана с большим количеством свистящих и шипящих звуков, – и это наилучшее звучание этого диска по сравнению с другими ЦАПами, которые я слышал. Легче, чем обычно, ощущалась разница в работе разных продюсеров и инженеров звукозаписи, записывавших отдельные песни альбома. Часть композиций (а их всего 14 на диске) была записана в Нью-Йорке, остальные – в Лос-Анжелесе, и они звучали по-разному: разная звуковая сцена, различия в тембрах одних и тех же инструментов и голоса певца, разная компрессия. И всё это было хорошо слышно.

Воспроизведение инструментов очень точно соответствовало их живому звучанию – например, рояль в песне Moonglow или в The Way You Look Tonight, или гитара в That’s All. А густой и глубокий звук контрабаса в финале песни These Foolish Things не оставлял сомнений в возможностях ЦАПа Hex правильно обрабатывать низкие частоты.

Добавлю, что ЦАП отменно играет и через оптический вход TOSLINK. Это означает, что всему в аппарате уделено самое пристальное внимание. Приходится честно признать, что этот преобразователь, работая через входы S/PDIF, переиграл мой неплохой ЦАП Audio Research DAC7, в котором установлена микросхема Burr-Brown PCM1792 с передискретизацией.

Далее я перешёл к прослушиванию при работе преобразователя через вход USB. Предварительно был установлен драйвер Amanero. Источником сигнала являлся музыкальный сервер «ПК Аудиофил IV» с платой вывода SOtM tX-USBexp. Поскольку модуль USB ЦАПа запитывается от собственного БП, то подача питания от платы была отключена. В качестве музыкального материала использовались произведения разных жанров в виде файлов с частотами дискретизации от 48 до 192 кГц.

Вступление к композиции Lazy Afternoon с альбома Клэр Мартин (Claire Martin) Too Much in Love to Care (FLAC 192/24, Linn Records, 2013) порой звучит сумбурно, но только не с ЦАПом Hex. Здесь каждый инструмент на своём месте, и звуковые образы не наслаиваются один на другой и не мешают правильному восприятию интересной аранжировки.

Спокойная мелодия North Country (FLAC 96/24, альбом Stone Rose, 2L, 2007) в исполнении Ула Йайло (Ola Gjeilo) (и ЦАПа Hex) даёт возможность оценить тембральную точность воспроизведения, в первую очередь, звука фортепиано, и «аналоговую» мягкость общей музыкальной картины. При этом флюгельгорн звучит очень утончённо, я бы сказал, интимно, так что создаётся впечатление, будто он играет только для вас. И всё это сопровождается беспрецедентной прозрачностью и чистотой звучания.

Я часто использую прекрасные записи фирмы Linn Records 2008 года с диска Just Like A Woman - Hymn To Nina в исполнении Барб Джангр (Barb Jungr) для того, чтобы оценить когерентность звучания аппаратуры. Дело в том, что на этом альбоме настолько удачно прописаны ударные инструменты, что звуки малого барабана или бонгов, воспроизводимые с помощью высококачественной аудиосистемы, даже на небольшой громкости могут вызывать тактильные ощущения – вибрацию на поверхности рук, как и в реальности, когда ударная установка находится недалеко от слушателя. Такие же ощущения я почувствовал, когда слушал песню The Times They Are A-Changin’ (FLAC 88/24). Не только эмоциональное, но и буквально физическое вовлечение слушателя в поток музыки – заслуга, в том числе ЦАПа Hex. А это доступно далеко не каждому преобразователю. Добавлю, что звуковые образы певицы и всего ансамбля были настолько натуральными и объёмными, что казалось, что они находятся у меня в комнате, как раз между колонками.

Ещё одна запись, которой я нередко пользуюсь для оценки звучания, – музыка с DVD-диска известного гитариста Лоуренса Джубера (Laurence Juber) Guitar Noir (AIX Records, 2003). Альбом мастерски записан в высоком разрешении продюсером и известным специалистом в области цифрового звука Марком Уолдрепом (Mark Waldrep). Запись трио – гитара, контрабас, перкуссия – получилась очень воздушной, с выверенным звучанием инструментов и чёткой сценой. Диск имеет награды как лучшая звукозапись и признан эталонной записью с высоким разрешением. Фактически, при прослушивании диска Guitar Noir (в данном случае в формате WAV 96/24) можно говорить о тестировании с помощью точной копии мастер-записи высшего качества.

Композиция Mosaic звучала легко и воздушно. Особенно можно выделить перкуссию – она не звенела, а как бы рассыпалась в воздухе. Вообще, такого точного воспроизведения высоких частот я не слышал у других ЦАПов. Это – завораживающий, можно сказать, серебристый звук.

В целом, я бы так мог описать работу ЦАПа Hex: необычайная чистота звука, точное и полное нюансов звучание, абсолютное отсутствие цифровых искажений, так раздражающих любителей музыки, и великолепное («серебристое») воспроизведение высоких частот. А самое главное – ощущение того, что создателями этого аппарата сделан ещё один шаг по приближению к натуральному звуку.

Интересно, что за последнее время, несмотря на появление новых технологий и микросхем конвертеров, популярность NOS-преобразователей не падает. И что показательно, их успех основывается не на результатах измерений, которые у этих ЦАПов часто уступают аналогичным результатам обычных конструкций, а только благодаря их звучанию.

Знакомство с этим интересным ЦАПом ещё раз напомнило мне классический постулат о том, что верность теории проверяется практикой. Очевидное, бросающееся в глаза (в уши?) превосходное звучание ЦАПа Hex – прекрасный пример реализации на практике технических идей, в значительной мере отличных от общепринятых.

Уступая по измерениям ЦАПам с традиционными для нашего времени схемными решениями, Hex, по моему мнению, обыгрывает их по многим параметрам звучания, и в первую очередь – по натуральности. А это означает, что ещё не всё так однозначно в вопросах объективной оценки качества цифровых аудиосигналов и их преобразования, и можно ждать новых, может быть, самых неожиданных, технических решений.

 Я с полной уверенностью могу рекомендовать ЦАП Metrum Acoustics Hex. По-моему, это один из лучших в своей ценовой категории преобразователей и один из первых в ряду устройств, постепенно всё более приближающих нас к достижению естественного звучания.

Ю. Кузьмин
Ноябрь 2014

 

 

_______

*     Metrum Acoustics – это подразделение компании All Engineering.

**   Концепция NOS-преобразователя была предложена в 1996 году японцем Рёхей Кусуноки (Ryohei Kusunoki).

 *** В названии преобразователей Metrum Acoustics зашифровано количество используемых чипов конвертера: в  ЦАПе Octave MkII – восемь чипов, в Hex (от hexadecimal) – шестнадцать.

 

Описание Metrum Acoustics Hex на сайте www.metrum-acoustics.com (на англ. яз.) и на сайте hi-audio.ru (на рус. яз.).

 

Звуковая система, использованная при тестировании
Metrum Acoustics Hex 

Источники:

DVD-проигрыватель Pioneer DV LX50 с конвертером HDMI 2CH/5.1 CH Audio Extractor

музыкальный сервер «ПК Аудиофил IV» с платой SOtM tX-USBexp, батарейным БП платы SOtM mBPS-d2s, ОС Windows 8.1 и программным проигрывателем JRiver Media Center

ЦАП:

Metrum Acoustics Hex  

Audio Research DAC7

Предварительный усилитель: Balanced Audio Technology VK-42SE

Усилитель мощности: Plinius SA-102 (в классе А)

Акустические системы: Naim Ovator S-600

Кабели: цифровой коаксиальный кабель RCA/BNC StereoLab Reference XV-Ultra, цифровой USB-кабель PROLINK Cinema OCC PHF366T-0120, межкомпонентные Atlas Mavros и Stereovox Calibri-X, акустические Atlas Mavros, сетевые Furutech

Сетевой фильтр: IsoTek Sigmas

Стойка для аппаратуры: Aavik A4

 

ПК Аудиофил благодарит дистрибьюторскую компанию ООО "План А" за предоставленный для тестирования ЦАП Metrum Acoustics Hex.

Фото: ПК Аудиофил, www.metrum-acoustics.com и hi-audio.ru.

Фотогалерея

Вверх