Если вы когда-нибудь слушали MP3, смотрели фильм на Netflix или звонили по Zoom, вы использовали ЦАП. Цифро-аналоговые преобразователи (или сокращенно ЦАП) - невоспетые герои эпохи цифрового аудио. Они повсюду: в смартфонах, телевизорах, саундбарах, беспроводных наушниках, и без них эти устройства были бы совершенно бесшумными.
Но что такое ЦАП, как он работает и зачем вообще покупать специализированный ЦАП, если кажется, что они уже есть во всех наших любимых устройствах?
Это модальное окно.
Начало диалогового окна. Escape отменяет и закрывает окно.
Конец диалогового окна.
Плохая новость: это техническая тема, которая иногда может стать очень сложной. Хорошая новость: мы будем разбирать ее шаг за шагом, по ходу дела объясняя все основные понятия. Готовы? Вот все, что вам нужно знать о ЦАПах.
Что такое ЦАП?
Как следует из названия, цифро-аналоговые преобразователи - это специализированные микрочипы, которые преобразуют нули и единицы цифрового аудиосигнала в электрические импульсы, необходимые колонкам или наушникам для воспроизведения звука.
При всей своей сложности ЦАПы - это просто новейшая версия аудиотехнологий, которые существуют уже более ста лет.
Виниловые пластинки хранят звуковые волны в виде крошечных канавок на виниле. Когда игла (стилус) проигрывателя проходит по этим бороздкам, она вибрирует, создавая крошечный электрический сигнал, который можно услышать как звук, пройдя через усилитель и колонки.
При воспроизведении аудиокассет они перемещаются по поверхности воспроизводящей головки, которая считывает различные магнитные заряды на поверхности ленты и снова преобразует их в сигналы, удобные для динамиков, которые нужно просто усилить.
Хотя это может быть чрезмерным упрощением, ЦАП можно представить как цифровой эквивалент стилуса проигрывателя.
Значит, ЦАП - это микрочип? Зачем мне покупать микросхему?
Да, собственно задача преобразования нулей и единиц в аналоговые сигналы выполняется микросхемой. И нет, если вы не являетесь дизайнером или инженером аудиопродукции, вы не станете покупать чип ЦАП сам по себе. Как и двигатель внутреннего сгорания без остальной части автомобиля, он будет не очень полезен.
Когда мы говорим о покупке ЦАПа, мы имеем в виду специализированное оборудование, призванное обеспечить лучшее качество звука, чем то, которое можно получить с помощью всех тех устройств, которые уже имеют собственные встроенные ЦАПы (смартфоны, телевизоры, беспроводные наушники, о которых мы говорили в самом начале).
Эти специализированные устройства бывают самых разных форм, размеров и цен (мы обсудим многие из них в ближайшее время), но поскольку все они построены на основе микросхемы ЦАП как основной технологии, мы часто называем все устройство ЦАПом.
Кому нужен ЦАП?
По правде говоря, мало кому нужен ЦАП. Для большинства из нас ЦАП, который уже встроен в устройства, которыми мы пользуемся каждый день, будет более чем достаточно, чтобы слушать аудио хорошего качества.
Если у вас ноутбук, то встроенный ЦАП вполне подойдет для воспроизведения звука из динамиков ноутбука. А если у него есть разъем для наушников, внутренний ЦАП позволит вам слушать звук в проводных наушниках - в зависимости от ноутбука и источника звука он может звучать очень хорошо. То же самое касается телевизоров, CD-плееров, подключенных к стереосистемам, или вашей любимой колонки Bluetooth.
Это тоже очень важно: даже самый лучший ЦАП не заставит плохие наушники или вкладыши звучать значительно лучше. Чтобы оценить разницу, которую дает специализированный ЦАП, вам понадобятся высококачественные наушники и/или колонки.
Таким образом, ЦАПы предназначены для тех, кто хочет получить что-то лучшее, чем просто хорошее, или для тех, кто имеет особые требования к совместимости форматов. Мы часто называем таких людей аудиофилами, но этот ярлык навевает мысли о людях, выкладывающих тысячи долларов за сложнейшие аудиосистемы. Правильнее будет сказать, что ЦАПы предназначены для тех, кто хочет, чтобы их аудиотехника - при любом уровне инвестиций - была как можно лучше.
Вот лишь несколько примеров сценариев, в которых имеет смысл приобрести ЦАП:
- У вас есть доступ к источнику цифрового аудио высокого разрешения, например стриминговый сервис Qobuzно встроенный ЦАП вашего ноутбука или телефона не может обрабатывать это аудио с его родной частотой дискретизации, например 192 кГц. Вместо этого звук передискретизируется до более низкой частоты, что может негативно сказаться на качестве звучания.
- У вас есть доступ к цифровому аудио в специальных форматах, таких как MQA или DSD, которые не могут быть декодированы обычным ЦАПом. Подробнее об аудиоформатах мы поговорим чуть позже.
- Вы недавно обновили усилитель/колонки/наушники и подозреваете, что ЦАП, встроенный в ваш старый ресивер или другое оборудование, теперь является самым слабым звеном в вашей цепи качества звука.
- У вас есть iPhone, и вы просто хотите слушать аудио без потерь в полном качестве.
Почесываете голову над последним вопросом? Каждый iPhone, начиная с iPhone 7, печально известен отсутствием разъема для наушников, что оставляет пользователям iPhone два выбора: купить беспроводные наушники или гарнитуру или приобрести переходник Lightning (или USB-C) на 3,5 мм для проводного прослушивания.
Bluetooth-наушники и наушники, используемые с iPhone, всегда получают звук с потерями из-за ограниченной поддержки кодеков Bluetooth в iPhone. Поэтому единственный способ услышать звук без потерь - это проводные наушники через адаптер. Внутри каждого адаптера - от самого дешевого за 9 долларов до тех, что стоят сотни, - находится ЦАП.
Подождите, значит ли это, что ЦАПы всегда проводные?
Да. Если вы хотите, чтобы ваш ЦАП работал как можно лучше, ему нужен как минимум проводной выход, чтобы вы могли подключить его напрямую к наушникам или к вашей аппаратуре hi-fi, что бы это ни было. После того как ЦАП выполнил свою работу, вы работаете с аналоговым аудиосигналом. Если вы попытаетесь передать этот сигнал на другое устройство по беспроводной сети, его придется сначала преобразовать обратно в цифровой, что сводит на нет весь смысл покупки специализированного ЦАПа. Как только вы получили аналоговый сигнал, вы хотите остаться аналоговым.
Вход ЦАПа более гибкий. Некоторые ЦАПы имеют встроенную функцию потоковой передачи музыки - например, Wiim Ultra. В этом случае ЦАП может получать цифровое аудио по Wi-Fi или даже Bluetooth.
Но в более типичном сценарии ЦАП использует проводной вход, а также проводной выход. Таким входом может быть оптическое соединение с CD-плеера, HDMI-соединение с Blu-ray-плеера или телевизора или USB-соединение с телефона, ноутбука, настольного ПК или планшета. Все эти проводные входы объединяет то, что они цифровые. Если вам попался ЦАП с аналоговыми входами, это означает, что в устройстве также есть АЦП (аналого-цифровой преобразователь), но мы оставим эту тему для другой статьи.
Что мне нужно знать о ЦАПах и аудиоформатах?
Цифровое аудио бывает разных форматов. MP3, AAC, WAV, FLAC, ALAC... и многие другие. Заманчиво думать, что ваш ЦАП должен понимать их все, но на самом деле все гораздо проще.
Большинство ЦАПов могут обрабатывать только один тип формата: LPCM.
LPCM расшифровывается как Linear Pulse-Code Modulation (линейная импульсно-кодовая модуляция) и является основой почти для всего цифрового аудио. Именно этот несжатый формат используется на аудио CD. Неважно, какую музыку вы пытаетесь воспроизвести - MP3 с потерями, поток из Spotify, CD, пережатый во FLAC, или ALAC без потерь из Apple Music - все они преобразуются в LPCM еще до того, как попадут на ЦАП.
Поэтому, хотя вашему ЦАПу не нужно понимать эти другие форматы, выбранное вами музыкальное приложение должно понимать их, чтобы конвертировать в LPCM. Старый добрый iTunes, например, не понимает FLAC. Если вы попытаетесь воспроизвести файл FLAC в iTunes, он не будет работать. Не потому, что ваш ЦАП не понимает FLAC (ни один ЦАП не понимает FLAC), а потому, что iTunes не может преобразовать FLAC в LPCM.
Однако есть два других цифровых аудиоформата, которые должны обрабатываться непосредственно ЦАПом, если вы хотите услышать их в самом высоком качестве: DSD и MQA.
DSD - это формат hi-res аудио, используемый на компакт-дисках Super Audio, и многие поклонники цифровой музыки считают его лучшим форматом. Вы можете найти программное обеспечение, которое конвертирует DSD в LPCM, но для поклонников DSD это нежелательно. Чтобы воспроизводить эти файлы нативно, ЦАП должен быть совместим с DSD.
MQA похож на DSD тем, что формат MQA можно воспроизводить только с помощью программного обеспечения. Но MQA имеет несколько слоев, известных как складки, и только первая складка может быть обработана программно и преобразована в LPCM. Если вы хотите полностью развернуть поток MQA, вам нужен ЦАП, который сможет это сделать.
В течение нескольких лет ЦАПы, совместимые с MQA, пользовались спросом, поскольку Tidal использовал MQA как эксклюзивный формат для своих потоков высочайшего качества. Однако с тех пор Tidal перешел на FLAC для всего своего каталога музыки без потерь, и ни один другой стриминговый сервис не добавил поддержку MQA.
Компания Lenbrook заявила, что вместе с HDtracks запустит новый потоковый сервис, который будет поддерживать MQA, но пока нет причин искать ЦАП, совместимый с MQA.
Биты и сэмплы
Итак, если вы не собираетесь воспроизводить файлы DSD или MQA, не подойдет ли вам любой ЦАП?
Опять же, все зависит от того, насколько серьезно вы относитесь к получению наилучшего качества звука.
У LPCM есть две основные характеристики: битовая глубина и частота дискретизации. Если вы когда-нибудь видели в статье, что качество CD обозначается как "16 бит/44,1 кГц", то это потому, что именно такая битовая глубина (16 бит) и частота дискретизации (44,1 кГц) используются для LPCM-аудио на стандартных компакт-дисках.
Если вы хотите узнать больше о битовой глубине и частоте дискретизации, у нас есть удобное руководство по hi-res аудио, которое должно ответить на ваши вопросы. Для наших целей сейчас достаточно знать, что LPCM может существовать с большей (и меньшей) битовой глубиной и частотой дискретизации, вплоть до 32 бит/768 кГц.
Именно здесь обычные ЦАПы обычно не справляются с ключевым требованием: Они не могут соответствовать разрядности и частоте дискретизации некоторых hi-res аудио. В этом случае вы либо ничего не услышите (поток просто не будет воспроизводиться), либо получите аналоговое аудио, подвергшееся ресемплингу. Если вы пурист, передискретизации следует избегать.
Некоторые встроенные ЦАПы могут работать в формате 24/48, другие - 24/96. И хотя 24/96 считается отличным уровнем разрешения, существует множество треков и альбомов в формате 24/192 - Apple Music, Tidal, Qobuz и Amazon Music поддерживают коллекции 24/192. Чтобы воспроизводить такие треки без потери качества, нужно искать ЦАП, способный обрабатывать их в естественном режиме.
DSD немного отличается. Он всегда имеет одинаковую битовую глубину (1 бит), но его частота дискретизации может варьироваться от 64 раз быстрее, чем качество CD (DSD64), до огромного 1024 раз быстрее (DSD1024). DSD1024 встречается очень редко - типичными DSD-файлами являются DSD64, DSD128 и DSD256. Но действует то же правило: чтобы избежать передискретизации DSD-треков, ваш ЦАП должен изначально поддерживать частоту дискретизации DSD, которую вы хотите воспроизводить.
За пределами форматов
Приобретение ЦАПа, поддерживающего нужные вам форматы, битовые глубины и частоты дискретизации, очень важно, но это лишь отправная точка с точки зрения фактического качества звука.
То, как спроектированы и изготовлены ЦАПы, может сильно повлиять на то, что вы услышите, именно поэтому существует такой огромный выбор марок, моделей, стилей (и цен) ЦАПов.
Шум, искажения и джиттер - вот лишь некоторые из нежелательных побочных эффектов процесса цифро-аналогового преобразования, которые могут быть уменьшены (в большей или меньшей степени) благодаря инженерным решениям, принятым разработчиками ЦАП. Если ваш ЦАП предназначен в первую очередь для работы с внутриушными мониторами (IEM) или наушниками, то в этом случае возникают дополнительные соображения, такие как мощность усиления, согласование импеданса и наличие балансных выходов.
О любой из этих областей можно написать целую статью. Нужно ли вам заботиться о них, зависит исключительно от вашего оборудования для прослушивания и вашей веры в то, что вы сможете услышать разницу между одним ЦАП и другим.
Выбор ЦАП
Поскольку ЦАПы бывают разных форм, размеров и цен, выбор правильного ЦАПа зависит от сочетания вашего бюджета и того, как вы слушаете (или хотите слушать) музыку.
Начните с малого - с ЦАП/усилителя с донглом
Безусловно, самый простой и доступный способ попасть в мир ЦАПов - это ЦАП/усилитель-донгл. Мы называем эти маленькие устройства донглами, потому что они предназначены для использования в качестве дополнения к компьютерам или смартфонам/планшетам. Вы не станете использовать их, например, с Hi-Fi системой, но они идеально подойдут для превращения вашего телефона в мощную Hi-Fi станцию. Цены на них варьируются от 10 до 450 долларов, что должно дать вам представление об огромном диапазоне возможностей и качества, которые вы можете ожидать.
Мы также называем их ЦАП/усилителями, потому что они не только преобразуют цифровой звук в аналоговый, но и усиливают выходной сигнал, чтобы вы могли слушать его через проводные наушники или вкладыши. Большинство из них имеют только один 3,5-мм разъем для наушников, но все чаще встречаются модели, оснащенные вторым 4,4-мм балансным выходом для IEMs/наушников, поддерживающих такой тип кабеля.
Существует два основных типа ЦАП/усилителей: те, которые поставляются с несколькими входными кабелями и/или адаптерами, и те, которые имеют только один тип входа (обычно USB-C или Lightning, но иногда и USB-A). ЦАП/усилители с несколькими входами, как правило, немного дороже из-за гибкости конструкции, но в качестве компромисса можно отметить, что они работают практически со всеми устройствами и платформами.
Вы также обнаружите, что в каждом стиле могут быть различные индикаторные светодиоды. Некоторые имеют один светодиод, который просто подтверждает питание и правильность работы, некоторые - один светодиод, который светится разными цветами, чтобы показать различные форматы и/или частоты дискретизации, которые воспроизводятся в данный момент, а некоторые имеют несколько светодиодов для более подробной информации.
Имейте в виду, что эти светодиоды служат для визуального отображения работы ЦАП/усилителя, но они не обязательны. У вас может быть очень мощный ЦАП/усилитель, у которого есть только один светодиод для питания, или, возможно, вообще нет светодиода. Внутри он все равно делает то, что ему нужно.
Также стоит помнить, что, хотя вы можете купить адаптер Apple Lightning-to-3,5 мм за 9 долларов (который технически является ЦАП/усилителем), это очень ограниченное устройство. Его максимальная битовая глубина/частота дискретизации составляет 24/48, и он не работает с MQA или DSD. То же самое можно сказать и о многих адаптерах USB-C-to-3,5 мм, которые вы найдете на Amazon. Всегда читайте спецификации, а в идеале - и профессиональные обзоры.
Примеры ЦАП/усилителей:
- Audioquest Dragonfly Cobalt
- Ifi Go Link
- Questyle M15
Портативные ЦАПы/усилители
По размеру, цене и зачастую производительности они стоят на ступень выше донглов. Такие ЦАПы обычно имеют встроенную аккумуляторную батарею, поскольку им требуется больше энергии, чем может обеспечить смартфон или ноутбук.
Вы можете ожидать, что у них будет больше входов и выходов (некоторые из них очень эффективно работают в качестве настольных ЦАПов - см. ниже), и иногда они имеют расширенные функции, такие как выбираемые фильтры.
Примеры портативных ЦАП/усилителей:
- Chord Mojo 2
- Fiio BTR7
Настольные ЦАП/усилители для наушников
ЦАП/усилители-донглы идеально подходят для использования в дороге, но если вы собираетесь слушать в основном дома, настольный ЦАП/усилитель может предложить вам больший выбор вариантов входов и выходов. При этом вам не придется тратить целое состояние - стоимость достойных настольных устройств начинается примерно от 50 долларов, а для тех, кто хочет получить максимальный уровень, может достигать 5500 долларов.
Эти устройства обычно требуют собственного источника питания (донглы получают питание от подключенного к ним устройства воспроизведения) и имеют более крупные размеры - от колоды карт до небольшого компьютера типа Apple Mac mini.
Обычно вы найдете несколько проводных цифровых входов (USB-A/USB-C для компьютерного аудио и оптический/коаксиальный для других источников, например CD-плееров), а некоторые модели добавляют к ним беспроводные цифровые входы, такие как Wi-Fi, AirPlay и Bluetooth. Но самая главная причина, по которой люди выбирают настольный ЦАП/усилитель, - это мощность. Внутренние усилители этих устройств могут быть гораздо больше и мощнее, чем у донглов, что позволяет им управлять большим количеством IEM и наушников, особенно высокоимпедансными моделями, которым требуется больше мощности.
Ищите устройства с различными выходами для наушников, а также хотя бы одним линейным выходом (обычно это набор левых/правых RCA-разъемов), чтобы вы могли направить преобразованный аналоговый сигнал на Hi-Fi компоненты или колонки.
Примеры настольных ЦАП/усилителей:
- Fiio K11 R2R DAC
- Ifi Zen DAC V3
Специализированные hi-fi ЦАПы или ЦАП/усилители
Если вы стремитесь повысить уровень своего hi-fi звучания, ничто не сравнится со специализированным hi-fi ЦАПом или ЦАП/усилителем. Они предназначены для работы с компонентными системами, в которых могут присутствовать различные устройства, такие как CD-плееры, аудио-видео ресиверы, интегральные усилители и специализированные усилители. Некоторые из этих устройств являются исключительно ЦАПами - в них нет выхода для наушников и какого-либо усилителя. Но в некоторых случаях эти устройства по сути являются теми же ЦАПами, что и настольные, только стилизованы и оформлены так, чтобы лучше сочетаться с компонентными системами. Цены на них могут варьироваться в широких пределах - от 100 долларов до нескольких тысяч.
Как и в настольных устройствах, вы можете рассчитывать на разнообразные стереофонические цифровые входы (как проводные, так и беспроводные), но некоторые из них также оснащены HDMI ARC/eARC для использования с многоканальным выходом телевизора. В зависимости от модели, он может иметь простой набор аналоговых выходных разъемов RCA или балансные выходы XLR для использования с очень дорогими компонентами.
Если вы планируете использовать один из этих ЦАПов с сервисами потоковой музыки и у вас нет специального сетевого музыкального стримера, обратите внимание на модель, которая поддерживает DLNA, AirPlay и Google Cast через Wi-Fi или Ethernet.
Примеры ЦАПов класса hi-fi
- Cambridge Audio DACMagic 200M
- Eversolo DAC-Z8
Если вам понравилась эта статья, подпишитесь, чтобы не пропустить еще много полезных статей!
Вы также можете читать меня в:
- Telegram: https://t.me/gergenshin
- Яндекс Дзен: https://dzen.ru/gergen
- Официальный сайт: https://www-genshin.ru