192/32 nie zawsze jest optymalnym ustawieniem dla przetwarzania D/A

 

Głośnik generuje dźwięk zgodnie z sygnałem, który otrzymał. W przypadku odtwarzania muzyki z nagrania cyfrowego nadpróbkownie 192/32 z potencjałem obliczeniowym PC zapewnia dużą dokładność przetwarzania na sygnał analogowy, by ten przekazany dalej do wzmacniacza mocy wysterował przetwornik elektroakustyczny, czyli głośnik.

 

Wikipedia o nadpróbkowaniu podaje: W uzasadnionych przypadkach celowe jest, aby częstotliwość próbkowania była znacznie wyższa niż to wynika z pasma sygnału. Dzięki temu łatwiej uniknąć zniekształceń aliasingowych, stosując relatywnie prosty antyaliasingowy filtr analogowy oraz niemal idealny filtr cyfrowy. Powodem, dla którego preferuje się układ prostego filtru analogowego z cyfrowym jest to, że filtry cyfrowe nie podlegają żadnym zmianom i ich odpowiedź na zadany sygnał wiernie odpowiada projektowi, co jest zadaniem trudnym do osiągnięcia w filtrach analogowych z uwagi na zmienność komponentów, z których są one wytwarzane. Technologia ta jest również stosowana w celu programowego zwiększenia rozdzielczości przetwornika analogowo-cyfrowego.

Taki sygnał analogowy z PC to HD Audio.

Sygnał analogowy dostarczany jest z PC ze standardowego wyjścia z gniazdem minijack 3,5. Potrzebny jest tu najczęściej tylko stosowny dla tego gniazda kabel z parą wtyków cinch (RCA). Jakość mechaniczna minijack nie jest jednak najlepsza i dla Audio HD z PC opracowany został adapter BenOx. Pojawiła się jednak w Windows możliwości automatycznej kalibracji rozmieszczenia głośników, a ponieważ nie można z niej korzystać z tym adapterem, to stał się mniej praktyczny, chociaż bez problemu działa ze stworzoną dla profesjonalnego użytku kalibracją MathAudio, która dostępną jest bezpłatnie dla foobar 2000.

Problem z sygnałem cyfrowym dla HD Audio

Występować może tu podpróbkowanie, o którym Wikipedia ogólnie informuje: Możliwe są przypadki, w których stosowana jest częstotliwość próbkowania niższa niż częstotliwość Nyquista. Dla sygnałów dolnopasmowych (zawierających częstotliwości od 0 do szerokości pasma) metoda ta wprowadza zniekształcenia aliasingowe. Jednak dla sygnałów środkowopasmowych, w których nie ma składowych o niskich częstotliwościach, które wprowadzałyby zniekształcenia w próbkowanym sygnale o wysokiej częstotliwości (ale o wąskim paśmie), jest możliwe stosowanie niższej częstotliwości próbkowania niż to wynika z twierdzenia o próbkowaniu. Technologia ta ma zastosowanie w radiokomunikacji cyfrowej.

Sygnał cyfrowy można przesyłać różnymi łączami

SONY/Philips Digital Interface Format pozwala przesłać kablem współosiowym do 192 kHz / 24bity. S/PDIF  – standard przesyłania sygnałów dźwiękowych rozwijany przy współpracy firm SONY i Philips. Pozwala na przesyłanie między dwoma urządzeniami dźwięku zapisanego cyfrowo bez potrzeby konwertowania go do postaci analogowej. Umożliwia to użycie zewnętrznych konwerterów cyfrowo-analogowych, których to jakość może być wyższa niż tych wbudowanych w urządzenie odtwarzające dźwięk. Stosowany jest również do przesyłania dźwięku do dekoderów, na przykład z konsol do gier do zestawów kina domowego.

Toshiba Link dla kabla optycznego ogranicza to do połowy. TOSLINK (oficjalnie EIAJ optical) - standard interfejsu umożliwiającego przesyłanie sygnału cyfrowego audio (S/PDIF) kablem światłowodowym. Stosowany w domowym sprzęcie audio, komputerach, konsolach oraz urządzeniach przenośnych. Standard obejmuje również transmisję optyczną w zakresie przesyłu cyfrowych danych (Fast Ethernet i FireWire).

AES/EBU to profesjonalne rozwiązanie, które nie występuje z PC. Opracowany w 1985 roku przez Audio Engineering Society (AES) standard połączenia cyfrowego dla sygnału audio, zatwierdzony też przez organizacje IEC (International Electrotechnical Commission), EBU (European Broadcasting Union), EIAJ. Sygnał w tym standardzie jest przesyłany jednym kablem symetrycznym (zrównoważonym) zaopatrzonym we wtyk XLR 3-stykowy. Transmisja odbywa się szeregowo, sygnał zawiera informacje lewego i prawego kanału, zakodowane z rozdzielczością do 24 bitów.

Standardowo w PC jest Universal Serial Bus, z którym może być bardzo różnie. Lepiej bywa z High Definition Multimedia Interface, ale użyty kabel może wprowadzić tu ograniczenia. Sieciowe połączenie kablem LAN 10 Base -T ma szerokie możliwości, a to jednocześnie powoduje dużą dowolność z rozdzielczością w rozwiązaniach oferowanych w konkretnym sprzęcie. Uwalniające od kabla Wi-Fi  IEEE 802.11 wprowadza do tego kolejne ograniczenia.

Optyczne połączenie cyfrowe to często loteria

Ustawienie WASAPI w bezpłatnym programie AIMP pozwala uzyskać dla wyjścia z Toshlink nadpróbkowanie 32/192, bo sterownik najbardziej popularnego DAC na płytach głównych PC obsługuje 192 kHz i to można ustawić również dla wyjścia optycznego. Natomiast zewnętrzny DAC podłączony optycznie może nie być przystosowany, by takie nadpróbkowanie z nim zadziałało i przesyłany do niego 32/192 może ulec podpróbkowaniu. Wikipedia w j. ang. podaje dla Toshlink:  Originally limited to 48 kHz at 20 bits PCM. Extended by manufacturers to support additional formats.  Z tego powodu wysyłanie przez kabel optyczny sygnału z wyższą rozdzielczością  sprawia najczęściej, że wystąpi jego podpróbkowanie. Nic dziwnego, że określenie bit perfect stało się bez mała religią wśród użytkowników drogiego sprzętu RTV, gdzie idealizowane było przez lata optyczne połączenie. Software dla wyjścia optycznego w PC działa stabilnie z ustawieniami przekraczający parametry tego łącza, ale ze sprzętem RTV mogą pojawić się najróżniejsze zakłócenia.

 

Może je spowodować nawet mechaniczna konstrukcja gniazda Toshlink . Dwa rowki w jego bocznych ściankach mają zapewnić stabilnie podłączenie. Brak tych rowków uniemożliwia stabilne podłączenie standardowego wtyku na kablu. Mechaniczne uszkodzenie wtyku lub gniazda, by pasowały ze sobą powoduje, że sygnał optyczny jest dostarczany niestabilnie. Występujące z tego powodu zakłócenie ograniczyć może maksymalne zredukowanie częstotliwości sygnału do 48 kHz. Takim urządzenie może być drogi DAC z oferty RTV i przesyłanie do niego przez kabel optyczny zakupionych nagrań z rozdzielczością 24/96 spowoduje ich podpróbkowanie. Te może być również z przesyłaniem przez USB. Na ilustracji powyżej widać gniazdo USB starszej generacji, które mogły mieć ograniczenia z przepustowością nawet do 187 kB/s (low speed), chociaż miały najczęściej znacznie lepsze parametry z 480 Mb/s, co było standardem USB 2.0

 

Takie gniazda zamontowane zostały w bardzo wielu drogich urządzeniach, jak np DAC USB Styleaudio Carat Ruby 2, gdzie w środku jest chip Tenor TE7022L, który w magazynie dla użytkowników sprzętu RTV zgrabnie określono "akceptujący sygnał 24bit/96kHz". W części analogowej są 3 pojedyncze wzmacniacze na kanał – OPA604 i dwa NE5534 Texas Instruments, co z pewnością ma swoje zalety, ale nie można tego zmienić bez poważnej ingerencji w konstrukcję. Natomiast dla PC są już od lat płyty główne, gdzie samemu bez żadnych narzędzi można w każdej chwili wymienić scalak wzmacniacza wyjściowego na najbardziej nam odpowiadający. Sprzęt w ofercie RTV to systemy wbudowane i szybko może stać się nieco archaiczny, a otwarta struktura PC pozwala na modernizacje, co z reguły nie jest drogie.

Widoczne na zdjęciu brytyjskie głośniki aktywne KEF LX II mają nadal cinch dla współosiowego podłączenia S/PDIF i Toshlink dla optycznego, ale gniazdo USB jest już współczesne, co gwarantuje obsługę wyższych rozdzielczości. Zewnętrzne DAC z USB-C odsługują nawet 32/384. W ofercie KEF jest również możliwości podłączenia bezprzewodowego. Występujące tu ograniczenia poruszone zostały szerzej pt "384 kHz w ofercie RTV bywa wiarygodne nieco inaczej"

Żadnych cyfrowych ograniczeń nie mają oczywiście aktywne głośniki z tylko analogowym podłączeniem, jak polskie APS Coax z norweskim elementem SEAS oraz brytyjska seria Tannoy Gold i o nich wspomniane jest pt "Atrakcyjny przetwornik elektroakustyczny dla odtwarzania muzyki w domu"

Natomiast w tekście pt  Bezprzewodowy odtwarzacz winylu kosztuje ponad 3 tys. PLN poruszony jest temat cyfrowego urządzenia wbudowanego w gramofon, które oferuje działający od 1887 roku japoński producent Yamaha. W tej cyfrowej ofercie MusicCast Vinyl 500 trudno jest nawet ustalić z jaką jakością odtwarzana jest muzyka wygenerowana z rowka płyty winylowej. Można odnieść wrażenie, że oferta skierowana jest do bezwzględnie wierzących w wyższości analogu nad cyfrą.

Ograniczenia z różnymi parametrami połączenia cyfrowego dla aktywnych głośników w ofercie MusicCast poruszone są szerzej pt "AudioVideo celnie o Yamaha NX-N500 z DSD 5,6 MHz i PCM 384/32" 

PC4uMusic multilingual facebook profile >