В то винтажное время было мало ЦАП и конвертеров, предназначенных только для аудио — техники.

Винтажный ЦАП плюсы и минусы

Это не значит, что хороших аналого-цифровых преобразователей не было. В конце концов, промышленность давно обратилась к цифровым технологиям — и для применений, гораздо более чувствительных, чем звук. Но в начале 1980-х годов все еще оставалось проблемой интегрировать элементы отчетливо прозрачным способом.

И стоимость всегда была важным фактором, даже в профессиональном звуковом оборудовании.

Некоторая предыстория и основы ЦАП

Перед дискретизацией звук всегда необходимо фильтровать, чтобы удалить частоты, превышающие половину частоты дискретизации. Для компакт-дисков это означает, что 20 кГц должны проходить без изменения, а 22 кГц полностью исключены! Для этого требуются сложные аналоговые фильтры с плохой фазовой характеристикой из-за их чрезвычайно высоких частот среза. Даже лучшие образцы были далеки от оптимума, и многие факторы делали практически невозможным получение надлежащего отклика.

ЦАП для CD плеера

Многие из оригинальных аналого-цифровых преобразователей (ЦАП) для компакт-дисков использовали метод последовательного приближения. Просто делает предположение («может быть, на полпути») на уровне ввода, а затем играете в игру «слишком высоко, слишком низко», пока не остановится на значении, которое соответствует вводимому. Звучит безумно, я знаю, но это работает…

Поскольку преобразование основано на многократном просмотре образца и сравнении его с последним предположением, необходимо удерживать вход стабильным. Этот этап хитроумно назван этапом «Sample-and Hold». Но это довольно сложная задача — забыть все, что вы знали о последнем образце, а затем получить следующий в этих схемах.

Иногда мы слышим об эффектах «диэлектрического поглощения» в конденсаторах для звука, и в целом это не очень важный фактор, но в случае с образцом и хранением он был значительным. Каскад выборки и хранения работает, беря дискретизированный звук и «удерживая» его в конденсаторе в течение интервала преобразования.

Даже конденсаторы отличного качества могут «поглотить» несколько процентов сигнала, когда их попросят перейти от полностью заряженного до нуля. Ошибка в 2% может показаться незначительной, но точность CD составляет 0,002%, если все работает правильно…

16 битный ЦАП

До передискретизации только эта небольшая секция, конденсатор выборки и хранения и связанная с ним схема — всего лишь удерживание сигнала в течение 20 с лишним микросекунд приводило к всевозможным проблемам со звуком! И это было до попытки отличить один уровень сигнала от 65 000 других, что требуется для всех 16-битных преобразователей.

Все вместе эти ошибки сделали практически невозможным достижение 16-битных возможностей компакт-диска на момент его выпуска. Это не означает, что отличные звуки были невозможны, но реальная производительность преобразователей не составляла 16 фактических бит искажения, что действительно очень мало. Одной из особенно слабых сторон была точность при низких уровнях сигнала, когда искажение аудиосигнала увеличивалось по мере уменьшения уровня музыки.

В некоторых ранних преобразователях (винтажных ЦАП) это было заметно по потере реверберации. Это также полная противоположность аналоговой записи, где искажения растут с увеличением уровня сигнала.

Передискретизация — где меньше значит больше

Введите передискретизацию, при которой мы будем производить выборку с меньшим количеством битов, что означает больше ошибок, но сделайте так, чтобы эта ошибка повторялась гораздо чаще! Как ни парадоксально, более грубый сигнал — но с очень высокой скоростью — в конечном итоге более точен, чем большее количество более медленных битов.

Первоначальная частота дискретизации компакт-диска, составлявшая сорок с лишним тысяч раз в секунду, выросла до головокружительных нескольких миллионов раз в секунду … Но с точностью только от 1 до 6 бит!

Но зачем вообще нужна передискретизация?

Ответ — точность. В наших исходных 16-битных преобразователях для компакт-диск плееров нам нужно было сделать каждую выборку с точностью до 0,002%, примерно одна часть из 65000, что является очень небольшой ошибкой. Преобразователи с таким уровнем производительности либо не существовали, либо были невероятно дорогими. Однако сделать идеальный 6-битный конвертер несложно — в конце концов, есть только 64 возможных ответа!

Передискретизация работает, распределяя неизбежные искажения в очень широком диапазоне частот, начиная с очень точного преобразователя с низким битом. Когда этот многомегагерцовый сигнал подвергается цифровой фильтрации в звуковой спектр, полученный звук преобразуется с очень высокой точностью — гораздо точнее, чем это было возможно при использовании любой предыдущей технологии.

В отличие от прошлого, поскольку теперь мы производим выборку на мегагерцовых скоростях, вместо того, чтобы разрешать 20 кГц и отклонять 22 кГц, требования к фильтрации значительно ослаблены. В результате фазовая характеристика (все ноты поступают одновременно) теперь практически идеальна.

Тот конденсатор выборки и хранения, о котором мы беспокоились раньше? На 6 МГц его производительность теперь не играет роли.

Благодаря передискретизации аналого-цифровых преобразователей к 1988 году точность преобразования как на высоких, так и на низких уровнях сигнала была превосходной, а 18-битные характеристики были обычным явлением в профессиональных записывающих устройствах.

Я надеюсь, что эта статья « Винтажный ЦАП » немного помогла. Пожалуйста, оставляйте комментарии ниже, чтобы мы могли вернуться к вам. 

Если вы хотите узнать больше об этой теме, и быть в курсе, пожалуйста, подпишитесь на наш сайт.

Не забывайте сохранять нас в закладках! (CTRL+SHiFT+D) Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соц.сетях.

Вам нужен хороший фонокорректор, новый усилитель или отличный ЦАП, плеер, наушники, АС или другую звуковую технику, (усилитель, ресивер и т.д.) то пишите в ВК, помогу выгодно и с гарантией приобрести хорошую звуковую технику…

Будут вопросы пишите помогу чем смогу это моя цель и программа, удачи найти свой звук.

Желаю удачи в поиске своего звука! На нашем сайте Звукомания есть полезная информация по звуку и видео, которая пригодится для каждого, причем на каждый день, мы обновляем сайт «Звукомания» постоянно и стараемся искать и писать только отличную, проверенную и нужную информацию.