Цап принцип работы

Формирование выходного сигнала

ЦАП можно подключить к нагрузке напрямую, однако, как правило, ставится дополнительный буфер или согласующее устройство. Это может быть неинвертирующий ОУ или повторитель напряжения (см. рис. 6). При использовании буфера следует удостовериться, что он не вносит погрешность больше 1/2 МЗР. При согласовании ОУ с ЦАП следует учитывать и другие параметры ОУ: полосу пропускания, размах напряжения и т.д.

Рис. 6. Способы формирования выходного сигнала

Земля

Если на плате имеется только один слой земли, то шум от цифровых элементов может проникнуть в аналоговую часть схемы. Чтобы избежать этого, рекомендуется делать отдельные полигоны земли для аналоговой и цифровой частей, соединенные тонким проводником. Второй способ — использовать два внутренних слоя, соединенных сквозным отверстием. Этот метод более надежен, однако стоимость платы увеличивается

Литература

1. McCulley В. Bridging the Divide
2. Kester W. Data Conversion Handbook//Analog Devices, 2004.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

Внимание! 800 рублей для новичков на Aliexpress Регистрируйтесь по нашей ссылке. Если вы впервые на Aliexpress — получите 800.00₽ купонами на свой первый заказ.. Цифровой осциллограф DSO138

Кит для сборки

Цифровой осциллограф DSO138. Кит для сборки

Функциональный генератор. Кит для сборки

Настраиваемый держатель для удобной пайки печатных плат

Алексей (AlexD)
Алматы, Казахстан
Список всех статей

Профиль AlexD

Родился 6 апреля 1972 года.Хобби-радиоэлектроника.Увлекся железом еще с раннего детства,чем доставлял немало хлопот родителям.Не брали в радиокружок в 4 классе,т.к. в школе еще не преподавали физику (вот такие были правила).Ремонт профессионального звукового и светового оборудования ведущих мировых брендов.

Характеристики

ЦАП находятся в начале аналогового тракта любой системы, поэтому параметры ЦАП во многом определяют параметры всей системы в целом. Далее перечислены наиболее важные характеристики ЦАП.

• Разрядность — количество различных уровней выходного сигнала, которые ЦАП может воспроизвести. Обычно задается в битах; количество бит есть логарифм по основанию 2 от количества уровней. Например, однобитный ЦАП способен воспроизвести два (21) уровня, а восьмибитный — 256 (28) уровней. Разрядность тесно связана с эффективной разрядностью (англ. ENOB, Effective Number of Bits), которая показывает реальное разрешение, достижимое на данном ЦАП.
• Максимальная частота дискретизации — максимальная частота, на которой ЦАП может работать, выдавая на выходе корректный результат. В соответствии с теоремой Котельникова, для корректного воспроизведения аналогового сигнала из цифровой формы необходимо, чтобы частота дискретизации была не менее, чем удвоенная максимальная частота в спектре сигнала. Например, для воспроизведения всего слышимого человеком звукового диапазона частот (обычно от 16 до 20 кГц), спектр которого простирается до 20 кГц, необходимо, чтобы звуковой сигнал был дискретизован с частотой не менее 40 кГц. Стандарт Audio CD устанавливает частоту дискретизации звукового сигнала 44,1 кГц; для воспроизведения данного сигнала понадобится ЦАП, способный работать на этой частоте. В дешевых компьютерных звуковых картах частота дискретизации составляет 48 кГц. Сигналы, дискретизованные на других частотах, подвергаются передискретизации до 48 кГц, что частично ухудшает качество сигнала.
• Монотонность — свойство ЦАП увеличивать аналоговый выходной сигнал при увеличении входного кода.
• THD+N (суммарные гармонические искажения + шум) — мера искажений и шума вносимых в сигнал ЦАПом. Выражается в процентах мощности гармоник и шума в выходном сигнале. Важный параметр при малосигнальных применениях ЦАП.
• Динамический диапазон — соотношение наибольшего и наименьшего сигналов, которые может воспроизвести ЦАП, выражается в децибелах. Данный параметр связан с разрядностью и шумовым порогом.
• Статические характеристики:
  • DNL (дифференциальная нелинейность) характеризует, насколько приращение аналогового сигнала, полученное при увеличении кода на 1 младший значащий разряд (МЗР), отличается от правильного значения;
  • INL (интегральная нелинейность) характеризует, насколько передаточная характеристика ЦАП отличается от идеальной. Идеальная характеристика строго линейна; INL показывает, насколько напряжение на выходе ЦАП при заданном коде отстоит от линейной характеристики; выражается в МЗР;
  • усиление;
  • смещение.
• Частотные характеристики:
  • SNDR (отношение сигнал/шум+искажения) характеризует в децибелах отношение мощности выходного сигнала к суммарной мощности шума и гармонических искажений;
  • HDi (коэффициент i-й гармоники) характеризует отношение i-й гармоники к основной гармонике;
  • THD (коэффициент гармонических искажений) — отношение суммарной мощности всех гармоник (кроме первой) к мощности первой гармоники.

Как получить полный кайф от звучания?

Важный момент, на который стоит уделить внимание: чтобы ЦАП полностью раскрыл свои возможности, стоит позаботиться о том, чтобы подключаемая к нему акустика позволяла воспроизводить весь частотный диапазон. Лучше, если она будет Hi-Fi класса

Ещё лучше для стационарных устройств, если вы добавите в систему и усилитель такого же уровня. В этом случае от преобразователя вы получите максимум удовольствия.

Выбор ЦАПа дело не сложное. Просто определитесь, для какого устройства он будет предназначен. А дальше изучите бренды производителей самих устройств и используемых в них чипов и выберете только проверенных.

Так же обратите внимание на разрядность обработки сигнала, которая бывает 16, 24 или 32-х битной. Однако здесь есть спорные вопросы

Одни логично полагают что больше – значит лучше. А для других реально слышимая разница в качестве звука настолько трудно различима, что не стоит внимания. Здесь уже решать вам.

И не исключено, что, расширив возможности своей техники, у вас появится несколько интересных вопросов. Задавайте их мне, и вы обязательно получите на них ответы в новых обзорах и статьях. Желаю новых ощущений от приятного прослушивания любимой музыки, пока!

Что такое Джиттеринг?

Но всё же, что такое Джиттер? Этот эффект полностью зависит от частоты дискретизации, или от того как часто мы измеряем изменение амплитуды аналоговой звуковой волны. Представьте, что мы делаем это реже, чем 44.1 Гц или раз в секунду. Если мы попытаемся таким образом оцифровать звук очень высокой частоты, например тарелок ударной установки или колокольчиков, мы не будем успевать замерить прохождение сигналом полной амплитуды звука и при неудачном стечении обстоятельств будем замерять только нижние значение амплитуды или средние. В итоге, вместо высокого и чистого звука мы получим невнятное дрожжание звука, которое совсем не похоже на то, что мы записывали. Просто посмотрите на иллюстрацию и вам всё станет ясно.

Под пунктом А вы видите нормальную частоту дискретизации, которая успевает измерить движение звуковой волны в каждом его положении и в оцифрованном виде мы получим тот же звук, что и слышали от живого инструмента. На рисунке B мы видим, что амплитуда звука успевает полностью измениться, но частота дискретизации недостаточная для того, чтобы успеть замерить это, и потому мы услышим дрожание звука более низкой частоты, чем был звук изначально.

Просто запомните, что минимально необходимая частота дискретизации для полного отсутствия джиттеринга это 44.1 Гц, с этой частотой кодируется вся современная музыка, поэтому я писал чуть выше, что если вы слушаете то, что было записано за последние 20 лет, скорее всего, не содержит этот паразитный эффект.

Приложения

ЦАП, как правило, применяются в музыкальных проигрывателях с целью переустройства числовых потоков информации в аналоговые аудиосигналы. Они, кроме того, используются в телевизорах и мобильных телефонах с целью переустройства, соответственно, видеоданных в видеосигналы, которые подсоединяются к драйверам экрана с целью отражения монохроматических либо разноцветных изображений.

Именно эти два приложения используют схемы ЦАП на противоположных концах компромисса между плотностью и количеством пикселей. Аудио — это низкочастотный тип с высоким разрешением, а видео — высокочастотный вариант с низким и средним изображением.

Из-за сложности и необходимости точно подобранных компонентов все, кроме самых специализированных ЦАП, реализованы в виде интегральных микросхем (ИС). Дискретные связи, как правило, являются чрезвычайно быстродействующими энергосберегающими типами с низким разрешением, которые используются в военных радиолокационных системах. Очень высокоскоростное испытательное оборудование, особенно пробоотборные осциллографы, также могут использовать дискретные ЦАП.

Связанные материалы

Принципы схемотехники электронных ламп…
Желающие освоить подзабытую технику электронных ламп обращаются к литературе прежних лет. Но с этим…

Аудио ЦАП DAC. Поделки начинающего цапостроителя. Часть 6. Модернизация!…
«Если не нравится вещь – не спеши ее выкидывать» народная мудрость. Начну я свое повествование со…

Требуются кузнецы-молодцы!!!…
ТРЕБУЕТСЯ НОВЫЙ КУЗНЕЦ в Датагорскую кузницу! И не один! Этот гражданин НЕ должен быть посредником,…

Ламповый Hi-Fi усилитель своими руками. Торопкин М. В….
Торопкин М. В. Ламповый Hi-Fi усилитель своими руками. — СПб.: Наука и Техника, 2005. — 240 с: ил….

Travel Silent Guitar. Безмолвная гитара путешественника, часть 1: преамбула…
Если честно, готовился я к написанию серии статей долго — материал неоднозначный, повторению…

Аудио ЦАП DAC. Поделки начинающего цапостроителя. Часть 1. pcm2704 + ad822…
Когда очень хочется слушать музыку… Я беру в руки перфоратор! Собираем аудиоцап на pcm2704! Когда…

Мое поколение не верит в себя…
Я рыскал в поисках простого программатора МК по сети. И набрел на сайт молодого парняги, студента…

Полный аудио усилитель на TDA7293. Итоги…
Привет! Продолжаем разговор, начатый в предыдущих статьях «TDA7293 и LM3886 — две пары кирпичиков…

Чем герметизировать фланцы динамиков при сборке АС? Прокладки для динамиков…
Привет, дрУги! Поделитесь знаниями в комментах — кто чем герметизирует примыкание фланца динамика к…

Аудио ЦАП DAC. Поделки начинающего цапостроителя. Часть 13. PCM63P-K, о грейде чипов ЦАП…
На столе PCM63P-K. Заняться изготовлением данного утройства меня подтолкнуло любопытство. Когда я…

Аудио ЦАП DAC. Поделки начинающего цапостроителя. Часть 12. PCM63, AD1862…
«Эй, Макфлай! – взвизгнул он. – Никуда не уходи! Ты – следующий!» PCM63 и AD1862. Они пришли одной…

Дискотека своими руками. Б.Ю. Семёнов…
Дискотека своими руками. Б.Ю. Семёнов Издательство: «Солон-пресс» Год издания: 2005 Страниц: 256…

Что такое битность записи, динамический диапазон и на что они влияют

Если вы послушаете старые mp3 файлы или плохие MIDI записи вы заметите, что вам сложно различать музыкальные инструменты, если они играют одновременно, они просто сливаются в «звуковую кашу» и разобрать в ней ничего невозможно.

Это происходит от того, что у записи узкий динамический диапазон. Чем он больше, тем более глубоким слышится звук, более приятным и реалистичным. Узкий динамический диапазон просто не позволяет разным инструментам, которые звучат одновременно, иметь различную громкость и один инструмент глушит другой, от этого возникает мутный неприятный звук и слушать такую музыку совершенно не хочется.

Теоретически за динамический диапазон отвечает битность звука во время его кодирования в цифровой вид. Чем выше битность, тем больше значений может принимать звуковая волна за единицу времени и тем шире может быть динамический диапазон. Но это в теории, т.к. это кроме битности на громкость могут влиять много других факторов и битность начинает влиять на динамический диапазон тогда, когда все другие факторы исключены.

Например, почти вся современная музыка выпускается со значительной компрессией, чтобы увеличить базовую громкость всего материала, от этого сильно страдает динамический диапазон, т.к. все тихие места композиции подтягиваются и становятся более громкими, а очень громкие пики инструментов срезаются до среднего значения

Таким образом, после процедуры компрессии уже почти не важно какой была битность записи. Но в том случае если вы слушаете качественный материал, который не испортили на студии, битность действительно начинает играть значительную роль в динамическом диапазоне

Самое распространённое значение сегодня это 16 битная запись, но уже набирает популярность 24 битная музыка, а в скором времени в общее пользование начнут попадать 32 битные записи музыкальных произведений. При качественной обработки музыкального материала на студии и без ужасающей компрессии 16 битная точность записи, в общем, достаточна для того, чтобы не испытывать проблем с динамическим диапазоном.

Но в определении качества звука мы снова сталкиваемся с особенностями человеческого восприятия звука. Что такое 16 битная запись звука? Это значит, что одно измерение изменения амплитуды звуковой волны может принимать 65536 значений, что даёт нам динамический диапазон до 96,33 Дб. В свою очередь это означает, что звук с громкостью до 96,33 Дб должен быть записан без искажений по уровню громкости.

Если вы похожи на меня, то в большинстве случаев вы слушаете музыку в наушниках, а в наушниках довольно опасно долго слушать громкую музыку и, поверьте, 96,33 Дб это очень громко. Я стараюсь не превышать 60-65 Дб при прослушивании, этого вполне достаточно чтобы в полной мере насладиться звуком, но недостаточно чтобы повредить слух. И, как видите, у меня остается значительный запас по громкости до заветных 96,33 дб. По этой причине записи с 24 битной точностью для меня не дадут никакого преимущества, я просто не буду слышать разницы из-за того, что не слушаю музыку достаточно громко. Если кто-то из ваших знакомых, слушающий музыку в наушниках, говорит вам, что есть разница между 16 битной записью и 24 битной — не верьте ему. Он стал жертвой маркетинга и просто верит, что разница есть, хоть он её и не слышит. Добавим к этому тот факт, что наш слух имеет разную чувствительность по громкости к разным частотам звука, поэтому 16 битных записей для прослушивания в наушниках хватит для любых ситуаций.

Так почему многие люди верят, что 24 битная запись музыки значительно превосходит 16 битную? Для некоторых ситуаций это действительно так. Например, если вы слушаете живую запись симфонического оркестра, вам действительно нужна 24 битная запись, т.к. вам придется значительно повышать громкость, чтобы услышать все нюансы. Вы повышаете громкость технически, на вашем устройстве, но та громкость, которую вы услышите будет нормальной, потому что записи симфонической музыки делаются довольно тихими как раз для того, чтобы можно было расслышать все нюансы звука. Но это правило не работает для современных записей поп музыки, т.к. уже на студии записи делают предельно громкими и если вы будете слушать её на той же громкости, что и качественную запись оркестра, вы просто рискуете повредить свой слух.

Также 24 битная запись подходит для записи звука. Гораздо эффективнее сделать запись в более высокой битности и потом, при финальной обработке снизить её до 16, чем наоборот. Если вы сделаете запись в 16 битах и потом искусственно увеличите её до 24, то качество будет даже ниже, чем при исходных 16 битах, а возможно и такое, что в звуке появится посторонний фоновый шум.

Музыка — именно она

По всем параметрам выигрывает один из лучших ЦАПов в мире. Сейчас мы его вам представим.

КЕМБРИДЖ АУДИО DACMAGIC PLUS —Лучший Аудиофильный ЦАП

Cambridge Audio — одна из самых известных компаний в аудиоиндустрии, которая производит широкий спектр высококачественной продукции. Таким образом, вы можете верить, что устройство DacMagic Plus будет идеальным для большинства аудиофилов и даже профессиональных музыкантов.

Фактически, мы считаем, что это лучший ЦАП до 500! Устройство оснащено 24-битными ЦАП Twin Wolfson и использует повышающую дискретизацию AFT2 24 бит / 384 кГц с повышением частоты дискретизации и уменьшением джиттера. Он также оснащен беспроводным соединением BT и выбираемыми цифровыми фильтрами, что дает пользователю возможность настройки управления.

В результате звук будет безупречным, независимо от формата или устройства, которое вы используете. Вы можете использовать его с проигрывателями Blu-ray, домашними кинотеатрами, телефонами, ноутбуками и так далее. Когда DacMagic Plus подключен к сети, вам больше не нужно беспокоиться о качестве звука!

Плюсы:

• Twin Wolfson 24-битные ЦАП
• AFT2 Повышение частоты дискретизации
• Асинхронный USB-вход
• Он также может быть использован в качестве цифрового предусилителя
• BT связь

Минусы:

• Немного дорогой
• Нет пульта дистанционного управления
• Нет индикатора уровня громкости

Основные типы цифро-аналоговых преобразователей

1. Широтно-импульсный модулятор, где стабильный ток или напряжение переключается в низкочастотный аналоговый фильтр с длительностью, определяемой с помощью цифрового входного кода. Этот метод зачастую применяется с целью управления скоростью электродвигателя и затемнения светодиодных ламп.
2. Цифро-аналоговый аудио-преобразователь с избыточной дискретизацией или интерполяционные ЦАП, например, использующие дельта-сигма-модуляцию, используют метод изменений плотности импульсов. Скорости более 100 тысяч выборок в секунду (например, 180 кГц) и разрешение 28 бит достижимы с помощью устройства с дельта-сигмой.
3. Двоично-взвешенный элемент, который содержит отдельные электрические компоненты для каждого бита ЦАП, подключенного к точке суммирования. Именно она может складывать операционный усилитель. Сила тока источника пропорциональна весу бита, которому он соответствует. Таким образом, все ненулевые биты кода суммируются с весом. Это происходит, поскольку они имеют в распоряжении один и тот же источник напряжения. Это единственный из наиболее быстрых способов преобразования, но он не идеален. Так как есть проблема: низкая верность из-за больших данных, необходимых для каждого отдельного напряжения или тока. Такие высокоточные компоненты дорогие, поэтому этот тип моделей обычно ограничен 8-битным разрешением или даже меньше. Коммутируемый резистор имеет назначение цифро-аналоговых преобразователей в параллельных источниках сети. Отдельные экземпляры включены в электричество на основе цифрового входа. Принцип работы цифро-аналогового преобразователя этого типа заключается в коммутируемом источнике тока ЦАП, из которого выбираются разные ключи на основе числового входа. Он включает синхронную конденсаторную линию. Эти единичные элементы подключаются или отключаются с помощью специального механизма (лапки), который находится около всех штекеров.
4. Цифро-аналоговые преобразователи лестничного типа, который представляет собой бинарный-взвешенный элемент. Он, в свою очередь, использует повторяющуюся структуру каскадных значений резистора R и 2R. Это повышает точность из-за относительной простоты изготовления механизма с одинаковым номиналом (или источников тока).
5. Последовательное наступление либо цикличный ЦАП, который один за другим строит выходные данные в течение каждого этапа. Отдельные биты цифрового входа обрабатываются всеми разъемами, пока не будет учтен весь объект.
6. Термометр — кодированный ЦАП, который содержит равный резистор или ток-источник сегмент для каждого возможного значения выхода ЦАП. 8-разрядный ЦАП градусника будет располагать 255 элементами, а 16-заряженный ЦАП термометра будет иметь 65 535 частей. Это, пожалуй, самая быстрая и высокоточная архитектура ЦАП, но за счет высокой стоимости. Благодаря этому типу ЦАП достигнуты скорости преобразования более одного миллиарда выборок в секунду.
7. Гибридные ЦАПы, которые используют комбинацию вышеуказанных методов в одном преобразователе. Большинство интегральных микросхем ЦАП относятся к этому типу из-за сложности одновременного получения низкой стоимости, большой скорости и правильности в одном приборе.
8. Сегментированный ЦАП, который объединяет принцип кодирования термометра для старших разрядов и двоичного взвешивания для младших компонентов. Таким образом достигается компромисс между точностью (с помощью принципа кодирования термометра) и количеством резисторов или источников тока (с использованием бинарного взвешивания). Глубокое устройство с двойным действием означает сегментацию 0 %, а конструкция с полным термометрическим кодированием — имеет 100 %.

Большинство DACS, представленные в этом списке, полагаются на постоянное опорное напряжение, чтобы создать их выходное значение. В качестве альтернативы умножающий ЦАП принимает переменное входное напряжение для их преобразования. Это накладывает дополнительные конструктивные ограничения на полосу пропускания схемы реорганизации. Теперь понятно, для чего нужны цифро-аналоговые преобразователи разных видов.

Характеристики ЦАП

Наиболее важные характеристики ЦАП:

• Разрядность, шаг квантования (разрешающая способность) и точность преобразования.
• Передаточная характеристика (ПХ) — зависимость выходного сигнала ЦАП от входных данных.
• Разрядность (N) — количество бит во входном коде.
• Разрешение — это выходное напряжение, соответствующее 1 МЗР. Оно зависит от количества разрядов и определяет точность преобразования сигнала.
• Частота дискретизации (частота Найквиста) — максимальная частота, на которой ЦАП может работать, выдавая на выходе корректный результат. В соответствии с теоремой Котельникова, для корректного воспроизведения аналогового сигнала из цифровой формы необходимо, чтобы частота дискретизации была не меньше удвоенной максимальной частоты в спектре сигнала.
• Полная шкала — диапазон значений выходного сигнала.
• Монотонность — участок на ПХ, где наклон постоянен. На этом участке ЦАП линеен.
• Время установления — интервал времени от момента изменения входного кода до окончательного вхождения выходного сигнала в заданный диапазон отклонения.
• Выходной выброс — это переходный процесс, возникающий во время смены входных данных. Величина выброса зависит от количества переключаемых разрядов.
• Погрешность смещения нуля — разность между фактическим и идеальным выходным сигналом, когда на входе ноль.
• Погрешность ПШ — разница между фактическим выходным напряжением и напряжением ПШ.
• Погрешность усиления — отклонение наклона ПХ от идеального.
• Дифференциальная нелинейность — разность приращений выходных сигналов, соответствующих смежным соседним кодам.
• Интегральная нелинейность — максимальное отклонение реальной ПХ от прямой линии.

Самый лучший китайский цап для музыки

Китайский цап скорее всего мало будет отличаться от остальных, только по одной причине: «они теперь все китайские». =)

Но тем не менее, есть один экземплярчик, на который стоит обратить внимание, так как именно его предпочитают даже сами наши азиатские друзья!

CHORD ELECTRONICS MOJO DAC — Amp Combo

Несмотря на то, что оно умещается на ладони, это устройство обладает широкими возможностями и функциями. Это и ЦАП, и усилитель для наушников , что означает, что вы сможете в полной мере использовать только что купленные высококачественные банки!

Этот ЦАП Mojo был разработан с учетом портативности, поэтому большинство пользователей подключают его к своим телефонам, планшетам или ноутбукам и наслаждаются результатом на своих наушниках (наушники-вкладыши или студийные наушники).

Хорошая новость заключается в том, что он работает со всеми операционными системами на рынке, поэтому у вас не возникнет проблем с установкой. Не говоря уже о том, что он запомнит настройки, которые вы использовали в последний раз.

Кроме того, он воспроизводит практически любой аудиофайл, поскольку он поддерживает 32-битную частоту до 768 кГц и четырехканальный DSD 256. Устройство оснащено двумя 3,5-мм аналоговыми портами, что означает, что вы можете поделиться музыкой с другим человеком. Наконец, батарея LiPo обеспечивает от восьми до десяти часов воспроизведения, и все это в твердой алюминиевой раме.

Плюсы:

• Портативный и простой в использовании
• ЦАП и усилитель для наушников в одном устройстве
• Два 3,5 мм порта
• Время работы от 8 до 10 часов
• Работает с большинством устройств и аудио-файлов
• Твердая алюминиевая рама

Минусы:

• Не могу носить его в кармане
• Не работает во время зарядки
• Немного дороже

Принцип работы

Принцип работы ЦАП заключается в суммировании аналоговых сигналов (ток или напряжение). Суммирование производится с коэффициентами, равными нулю или единице в зависимости от значения соответствующего разряда кода. Выходной сигнал ЦАП может иметь форму тока, напряжения или заряда. Преобразователи с токовым выходом используются в основном в прецизионных и высокочастотных схемах. Для определенности мы будем рассматривать ЦАП с выходным напряжением, как наиболее распространенные. Из таблицы 1 видно, что максимальное выходное напряжение на 1 МЗР (младший значащий разряд входного кода) ниже напряжения полной шкалы (ПШ). Некоторые ЦАП позволяют использовать всю шкалу.

Разновидности аудио ЦАПов

Но что это за чудо, спросите вы? И какое оно? И как его вообще можно использовать?

Начнём отвечать в обратном порядке. Условно, интересующие нас ЦАПы можно разделить на две категории: компактные (переносные) для работы с плеерами, смартфонами и стационарные, для подключения к компьютерам и телевизорам.

Первые подключаются к гаджету на IOS или Android через USB с помощью OTG и короткого экранированного кабелей. Возможно, понадобится установка сопутствующего приложения. Часто такие устройства имеют встроенный усилитель и аккумулятор, что позволяет использовать их и как пауэр-банк.

Стационарные ЦАПы это солидные устройства выполненные, обычно, в алюминиевом корпусе, эффективно отводящем тепло. Многие оснащаются собственным дисплеем, аналоговыми регуляторами громкости и тембра. Главное их отличие, помимо высокой мощности, это наличие разнообразных разъемов для подключения всевозможных устройств:

• Оптический (Toslink);
• USB-B, позволяющий обходить звуковую карту и читать музыкальные файлы прямо с жёсткого диска;
• Электрический (AES/EBU и SPDIF);
• В некоторых устройствах имеется картридер и стандартный USB для флешек.

В обоих типах преобразователей используется вывод аналогового аудиосигнала через линейный RCA выход (под «тюльпаны»), mini-jack или jack для профессиональной акустики и высокоомных наушников.

Музыка для души и «цапанье» только в помощь

Модули ЦАП немного сложнее, чем, скажем, выбор пары наушников, поэтому мы собрали эти полезные рекомендации, в которых рассказывается об основных функциях, которые следует учитывать.

ВХОДЫ И ВЫХОДЫ

Если вы посмотрите на цап, вы заметите, что большинство из них имеют несколько типов входов (оптические, коаксиальные, USB и другие). Хорошее эмпирическое правило — выбирать устройство с разными типами ввода, потому что это означает, что вы можете использовать его с широким спектром устройств, от мобильных телефонов и планшетов до телевизоров и даже проигрывателей.

Что касается выхода, большинство из них поддерживают классический выход 3,5 мм (для наушников), но современные устройства также поддерживают подключение по BT.

ДРОЖАНИЕ или ДЖИТТЕР

Джиттер — это тип искажения (или шума), который можно услышать в верхней части звука, и делает его менее приятным. Это происходит, когда ЦАП не оснащен технологией, необходимой для декодирования воспроизводимого файла, или не поддерживает необходимые фильтры для создания идеального качества звука.

Чем лучше ЦАП, тем меньше джиттер и тем лучше будет звук.

ПОДДЕРЖИВАЕМЫЕ ФОРМАТЫ ЗВУКА

Модуль ЦАП не сможет многое сделать с сильно сжатым форматом MP3, потому что сжатие уничтожает части аудиофайла. Таким образом, если вы хотите убедиться, что ваши деньги потрачены не зря, вам нужно приобрести устройство, которое будет работать с качеством CD или выше.

Это означает, что устройство должно поддерживать такие форматы, как WAV, FLAC, ALAC (Mac) или PCM без потерь или DSD.

КОМПАКТНЫЙ ПРОТИВ ПОЛНОРАЗМЕРНОГО

Современные модули ЦАП обычно бывают компактными. Из-за последних технологических достижений они по-прежнему обладают множеством интересных функций, но у них не так много доступных портов и соединений.

С другой стороны, у полноразмерного устройства достаточно места для широкого спектра соединений, наборов микросхем и расширенных настроек. Тем не менее, даже несмотря на то, что они очень привлекательны с точки зрения возможностей, разница в цене может побудить многих меломанов придерживаться компактных версий.

Ошибки переключения

Идеальное изменение выходного сигнала ЦАП – это монотонное его нарастание или спадания, но в реальности это не так, а изменения сигнала происходят скачкообразно. В отличии от времени установления, ошибка переключения вызвана не соответствием внутренних переключений (доминирующий фактор), или же емкостными связями между входными цифровыми и выходными аналоговыми сигналами:

Ошибка характеризуется площадью под положительным и отрицательным ложным импульсом и измеряется в вольт-секундах (чаще всего в мкВ∙с или нВ∙с).

С возрастанием количества параллельных переключателей возрастает и ошибка. Это один из недостатков архитектуры R-2R. Ошибки в архитектуре R-2R наиболее заметна при изменении всех битов или при переключении наиболее значащих битов, при переключении из 0x7FFF в 0x8000 (для 16-битных ЦАП).

Если уменьшить количество переключающихся последовательных резисторов нельзя, то применяют классическую схему фильтрации на выходе преобразователя, схемы показаны ниже:

На рисунке а) показан самый простой RC фильтр, который устанавливается на выходе и позволяет несколько снизить уровень амплитуды выходной ошибки, однако тем самым он затягивает скорость нарастания сигнала, чем увеличивает время отставания. На рисунке b) представлен вариант с добавлением выборки и удержанием цепи. Да, это позволяет снизить ошибку практически до нуля, однако реализовать такую схему чрезвычайно сложно, так как она накладывает жесткие требования к временным показателям срабатывания, а также жесткую синхронизацию с частотой обновления ЦАП.

Подбор ЦАП

Для выбора подходящего ЦАП необходимо определить требования, которым должны соответствовать его параметры. В первую очередь это — разрядность, разрешение, время установления выходного сигнала (быстродействие), интерфейс подключения, напряжение питания и т.д. Обычно при проектировании устройства сначала выбирается его главный элемент — вычислительное ядро (процессор, ПЛИС, МК и т.д.), который определяет интерфейс обмена с остальными элементами схемы. В таблице 2 приведены четыре наиболее распространенных интерфейса для ЦАП.

Параллельный интерфейс — наиболее простой в реализации, однако при этом используется много линий передачи данных, микросхема имеет много выводов и занимает больше места на плате. Последовательные шины I2C и SPI являются наиболее распространенными в современных МК. Недостаток SPI — его нельзя настраивать так точно, как I2C, поэтому устройства с SPI могут быть не полностью совместимы между собой.

Разрядность ЦАП и величина опорного напряжения определяют шаг изменения выходного сигнала. Время установления определяет быстродействие ЦАП. При работе с постоянными или низкочастотными сигналами этот параметр не имеет большого значения. Однако им нельзя пренебрегать при работе на ВЧ.

Нелинейности бывают двух типов: интегральная и дифференциальная. Линейный ЦАП работает как зеркало, точно отражая входные данные. Влияние нелинейностей проиллюстрировано рисунком 5. Как правило, эти искажения следует учитывать в прецизионных схемах, таких как системы калибровки или измерительное оборудование.

Рис. 5. Нелинейные искажения выходного сигнала

Для работы ЦАП нужно два источника напряжения (питания и опорное). В некоторых схемах для них используется один вывод, однако в этом случае точность ИП должна быть очень высокой, не хуже 1%. Преобразователи с раздельными выводами имеют более сложную схему, однако они не так требовательны к выбору ИП.

Тип и размер корпуса также имеют большое значение и могут существенно сузить диапазон выбора. Например, если конвейер автоматической сборки не позволяет устанавливать ИС с шариковыми выводами, то ЦАП, не выпускающиеся в других корпусах, использовать нельзя. Во-вторых, корпус может повлиять на распределение тепла на плате. В портативных устройствах и устройствах с батарейным питанием можно использовать только малопотребляющие ЦАП.