ЛАП, гук: методыка тэставання

Далёка не кожны карыстальнік кампутара здагадваецца пра тое, што на самой справе ўяўляе сабой ЛАП. Гук чуюць усе, але вось якім чынам ён апрацоўваецца, як аказваецца, уяўляюць сабе адзінкі. У разглядзе гэтай тэмы прыйдзецца трохі паглыбіцца ў разуменне прыроды гуку і прылад яго аднаўляюць.

Што такое ЛАП? Гук: асновы разумення

Некаторыя памылкова лічаць, што ЛАП - гэта цэнтральны аудиопроцессор. Збольшага так яно і ёсць. Але на самой справе ЛАП з'яўляецца частотна-аналагавым пераўтваральнікам, які і змяняе аудиосигнал да такога выгляду, які ўспрымаецца чалавечым слыхам.

Тут трэба рабіць розніцу паміж лічбавым і аналагавым сігналам. Тэхналогія, якая ўжываецца ў «лічбе» або пры аблічбоўцы аўдыё, мае на ўвазе праграмныя метады апрацоўкі, з-за чаго шматлікія прыхільнікі вінілавых пласцінак слухаць аналагічныя запісу на CD / DVD-дысках не могуць толькі па прычыне адсутнасці спецыфічнага скрыгату, які выдаецца алмазнай галоўкай прайгравальніка пры дотыку пласцінкі .

Аналагавая апрацоўка ўпершыню была ўжытая ў лямпавых узмацняльніках і катушечных магнітафонах. Такія прылады да гэтага часу карыстаюцца асаблівай папулярнасцю сярод прафесійных музыкаў, якія спрабуюць дадаць у гучанне сваёй кампазіцыі нейкай цеплыні.

частотныя характарыстыкі

Гук, ЛАП пераўтвараць і прайграваны, наўпрост залежыць ад прылады высновы сігналу, гэта значыць, гукавой карты. Але і гэта яшчэ не ўсё. Далёка не апошнюю ролю гуляюць акустычныя сістэмы ў выглядзе тых жа калонак (гучнагаварыцеляў) і узмацняльнікаў.

Тут трэба разумець, што ні адна сістэма не прайграе гук з параметрамі ніжэй магчымасцяў саундкарты. На сённяшні дзень, калі не ўдавацца ў падрабязнасці функцыянавання такіх прылад, аптымальнымі лічацца наступныя характарыстыкі:

• частата дыскрэтызацыі на ўзроўні 48 кГц (хоць стандарт 44,1 кГц);
• глыбіня 24 або 32 біта (хоць стандарт 16 біт);
• бітрэйт 320 кбіт / сек і вышэй (хоць стандарт 128 кбіт / сек).

дадатковыя параметры

У якасці частотных параметраў варта ўлічваць яшчэ і тое, што гук ЛАП пераўтвараць можа з ужываннем параметраў саўнда, успрыманага чалавечым слыхам. Тут варта спыніцца на тым, што менавіта мы можам чуць.

Абмежаванні нашага слыху знаходзяцца ў дыяпазоне ад 16 Гц да 20 кГц (часам 22 ці нават 24, але гэта рэдкасць). І ўсе асноўныя ЛАП гук апрацоўваюць менавіта ў гэтым дыяпазоне. Далей спынімся на методыцы тэставання, прапанаваную адным з папулярных інтэрнэт-рэсурсаў.

Прапанаваная методыка тэставання ЛАП

За правіла ўзята тэставанне вонкавых прылад, а не інтэграваных саундкарт, паколькі яны, як лічыцца, валодаюць характарыстыкамі на парадак ніжэй у параўнанні з вонкавым абсталяваннем.

У плане які ўжываецца ПА для ЛАП якасны гук тэстуецца на аснове тэхналогіі AudioDoctor FSQ 2006, якая, праўда, першапачаткова была распрацавана для праверкі аўтамабільных аўдыёсістэм, а толькі потым адаптаваная да хатніх умоў. Прылады, названыя ЛАП, падлучаліся напрамую праз USB-інтэрфейс і з дапамогай S / PDIF з выкарыстаннем небалансных выхадаў RCA (балансныя выхады XLR могуць паказваць зусім іншыя характарыстыкі).

Асобная роля была адведзена канвэртар M2Tech HiFace Evo, з дапамогай якога выраблялася канвертацыя файлаў у найбольш чытэльным фармат. У абавязковым парадку выраблялася тэставанне з ужываннем драйвераў ASIO.

Рэйтынг мікрасхем ЦАПов па гуку

Што паказаў вынік? Рэйтынг ЦАПов па гуку выглядае прыкладна наступным чынам:

• ASUS Essence III;
• Burson Audio Conductor Virtuoso 9018;
• Cary Audio DAC100;
• Chord 2Qute;
• Densen DenDAC 50;
• Fostex HP-A8;
• North Star Design Supremo;
• OPPO HA-1.

Чарговасць вельмі ўмоўная, паколькі часцяком многае залежыць нават не ад гукавых характарыстык, а ад кошту.

Аднак Cary Audio ў гэтым спісе паказвае найвышэйшыя паказчыкі і па гуку, і па пашырэнні стереобазы. Акрамя таго, не варта забываць, што рэйтынг ЦАПов па гуку ўключае ў сябе некаторыя недакументаваныя магчымасці прылад дадзенага тыпу.

Выкарыстанне гукавых карт

Пераўтваральнікі разлічаны на ўжыванне ў гукавых картах. Як жа функцыянуе ЛАП? Гук (прынцып працы гэта пацвярджае) прайграваецца на аснове пераўтварэнні лічбавага сігналу на ўваходзе ў выглядзе двайковага кода, кожнаму значэнню якога адпавядае пэўнае напружанне, ток і зарад.

АЛП-прылады працуюць па зваротным прынцыпе. Але калі паглядзець менавіта на ЛАП, гук, апісанне пераўтварэнні якога будуць разгледжаны ніжэй, прайграваецца выключна на аснове уваходнага кода. Для яго ўспрымання сістэмай выкарыстоўваецца стандартная тэхналогія PCM. Многія, напэўна, звярталі ўвагу, што стандартныя WAV-файлы адзначаюцца менавіта як PCM.

Але мала толькі мець у наяўнасці ЛАП. Гук, апрацоўка і прайграванне сігналу немагчыма без прымянення адпаведных праграмных інструментаў, званых кодэкамі. Яны як раз і створаны для таго, каб саундкарта магла распазнаць ўваходныя дадзеныя і прайграць гук праз гучнагаварыцелі. Кодэкі і пераўтваральнікі ў дадзеным выпадку выступаюць у ролі нейкага моста паміж лічбавым кодам і «жалезным» прыладай (па тыпу таго, як працуе DirectX).

Гукавыя карты, у якіх за аснову ўзята прымяненне ЛАП, вы чынам ставяцца да вонкавых прылад, а не здымным, што ўстанаўліваюцца ў слоты на мацярынскай плаце, не кажучы ўжо пра інтэграваных гукавых чыпах накшталт Intel Audio або Realtek.

ЛАП (вонкавы гукавы модуль маецца на ўвазе) здольны апрацоўваць ўласнымі сродкамі (для гэтага ён і створаны). Але для перадачы апрацаванага сігналу на прыладу прайгравання трэба, каб і яно працавала карэктна. А тут без прымянення кіраўнікоў праграм ініцыялізацыі, званых драйверамі, не абысціся.

драйверы прылад

Большасць гукавых карт аперацыйнымі сістэмамі любога тыпу вызначаецца аўтаматычна. Драйверы ўсталёўваюцца з уласнай базы дадзеных. Але для некаторых прылад можа спатрэбіцца ручная інсталяцыя, прычым не толькі драйвераў, але і спадарожных кодэкаў (напрыклад, пакет K-Lite Codec Pack).

Каб не займацца падобнага роду працэдурамі, для любога ЛАП з добрым гукам вырабляць ўстаноўку або апдэйт драйвераў (падтрымання іх у актуальным стане) пажадана з дапамогай спецыяльных праграм аўтаматычнага абнаўлення. Адной з такіх з'яўляецца ўтыліта Driver Booster, якая першапачаткова вырабляе зварот на інтэрнэт-рэсурс вытворцы абсталявання, а затым запампоўвае самы свежы драйвер прылады, што вызначаецца аўтаматычна, і інтэгруе яго ў сістэму.

Праграмнае забеспячэнне

Апрацоўка гуку праз ЛАП немагчымая без адпаведнага ПА. Аб кодэках і драйверах ўжо было сказана. Але вось налада аптымальнага якасці гучання ці нават апрацоўка аудиоинформации, як лічаць многія гукарэжысёры, не можа ажыццяўляцца без прымянення праграмнага комплексу.

Не кажучы пра ўсталёўку драйвераў, пажадана мець на кампутары праграмы накшталт SoundMax. Такія ўтыліты, у адрозненне ад тых жа сродкаў аперацыйнай сістэмы, дазваляюць вырабляць больш тонкую наладу.

Для апрацоўкі аўдыё лепш выкарыстоўваць спецыялізаваныя рэдактары, у якіх, дарэчы, можна змяняць нават стандартныя налады, уключаючы частату дыскрэтызацыі і глыбіню. А калі паралельна будуць устаноўлены драйверы ASIO4ALL, у самой панэлі налады саўнда можна змяняць такія характарыстыкі, як колькасць сэмплаў (напрыклад, 512, што адпавядае хуткасці затрымкі 10 ms), не кажучы ўжо пра якасць гуку (напрыклад, выставіць значэнне не 44100 Гц, а , скажам, 48 або 96 кГц).

мабільная тэхніка

Лепшы гук ў смартфона з ЛАП можна ацэньваць вельмі ўмоўна. Мяркуйце самі, бо для прайгравання тых жа нізкіх частот патрэбен адпаведны дынамік з дыяметрам 32 цалі. А адкуль у тэлефоне або планшэце ён возьмецца?

Але перавагу можна аддаць вытворцам, якія першапачаткова пазіцыянуецца, як першынцы ў галіне апрацоўкі гуку і заснавальнікі тэхналогій гэтага тыпу. Карпарацыя Sony - таму яркае пацверджанне.

Пры выбары прылады варта аддаць перавагу мадэлям з пластыкавым корпусам, паколькі адлюстраванне гуку ў іх па сваіх характарыстыках і ўзроўню нашмат вышэй. Металічныя корпуса нават пры ўмове ўстаноўкі самага магутнага пераўтваральніка выглядаюць нашмат больш слабымі. Звязана гэта толькі з тым, што метал паглынае гук. Да таго ж чым больш прастору паміж асноўным які прайгравае дынамікам і задняй вечкам, тым лепш будзе адлюстраванне. Але і перабольшваць не варта, паколькі занадта вялікі зазор можа выклікаць з'яўленне пабочных эфектаў рэверберацыі або хоруса, а прасцей кажучы, скажэнні гуку ў яго першапачатковым варыянце.

дадатковыя характарыстыкі

Як ужо зразумела, ЛАП гук апрацоўвае на аснове лічбавага двайковага кода, выкарыстоўваючы для гэтага змена напружання і частоты току. Але тут трэба яшчэ разумець, што толькі такімі характарыстыкамі прылады гэтага тыпу не абмяжоўваюцца. Сярод усіх параметраў, якія прымяняюцца ў апісанні любога ЛАП можна сустрэць і шматлікім незразумелыя значэння накшталт параметраў частотна-хвалевай мадуляцыі PCM. Гэта як раз і ёсць асноўны прынцып працы абсалютна ўсіх пераўтваральнікаў.

У самым простым выпадку аналіз уваходнага сігналу і яго пераўтварэнне будуецца на прынцыпе падсумоўвання значэнняў напружання, току і зарада, якія ў лічбавым выразе могуць прымаць значэнні альбо нуля, альбо адзінкі (зыходзячы з умоў прымянення двайковага кода).

Асобна варта звярнуць увагу на такія параметры, як разраднасць, часам яшчэ званую адрознівальнай здольнасцю або крокам квантавання, перадаткавая характарыстыка, частата Найквиста (дыскрэтызацыі), дыяпазон параметраў уваходнага сігналу, манатоннасць, выхадны выкід пры змене дадзеных у пэўны прамежак часу, хібнасць зрушэння паміж сапраўдным сігналам і параметрам, прынятым у якасці «ідэальнага», інтэгральная і дыферэнцыяльная нелінейнасць адхіленні характарыстык пры назіральнай рознасці прырашчэння вых дных сігналаў.

Для ЛАП кожнаму значэнню двайковага кода можа адпавядаць адзін транзістар, на які пасылаецца сігнал. Пераўтваральнікі па падлучэнні дзеляцца на паралельныя і паслядоўныя. Але ўсё роўна яны звяртаюцца да вузлоў электрычнай сеткі, узаемадзейнічаючы з выхадам.

Большасць прылад пабудавана на аснове матрыцы R - 2R, якая з'яўляецца адной з самых распаўсюджаных і цяпер ўжываюцца структур, якія выкарыстоўваюць ўсяго два значэнні супраціваў, паміж сабой якія знаходзяцца ў прапорцыі 2: 1. Такім чынам, тэставанне ЛАП зводзіцца да двух метадам: вызначэнню напружання і сілы току ў нармальным і інверсны рэжыме. Пры гэтым дасягаецца сталасць параметру імпедансу і адсутнасць ёмістных токаў. Але недахоп складаецца ў тым, што для апорнага крыніцы галоўнай умовай з'яўляецца наяўнасць вельмі нізкага імпедансу. Акрамя таго, нельга для пасылу сігналу выкарыстоўваць рэзістар, падлучаны да апорным крыніцы паслядоўна. Затое ў такой схеме падлучэння, як правіла, не патрабуецца вырабляць зазямленне.

Асобна варта адзначыць так званую сігма-дэльта-мадуляцыю, якая адказвае за ўзровень частоты дыскрэтызацыі. Пераўтварэнне (квантавання) вырабляецца адным зарадам, які ў дзесяткі і нават сотні разоў можа перавышаць асноўную частату Найквиста. Интерполяционный фільтр, які ўжываецца на адным з этапаў пераўтварэння сігналу, мяняе паслядоўнасць двайковага кода, дадаючы нулі для нізкачашчынных патокаў дадзеных і адзінкі - для высокачастотных.

Паколькі большасць правадыроў з'яўляюцца і актыўнымі, і рэактыўнымі, максімальная дакладнасць пры тэставанні дасягаецца толькі ў выпадку ўжывання найменшых контураў зваротных токаў, што спрыяе памяншэнню індуктыўнасці кабеляў і, як следства, - паніжэння шумоў. У якасці прыкладу можна прывесці нават гітарныя педалі эфектаў. Гітарысты ведаюць, што, чым даўжэй шнур ад гітары да «прымочкі», тым мацней фон. Менавіта гэтая сітуацыя самым лепшым чынам ілюструе разуменне сутнасці пытання.

ЛАП да нагрузкі наўпрост падключыць можна. Але для гэтага павінна выкарыстоўвацца дадатковае прылада накшталт паўторніка напружання або Інвертуйце ОУ, якія выступаюць у якасці буфера або прылады ўзгаднення. Пры гэтым асобна стаіць спыніцца на пытанні зазямлення любы схемы. Рэкамендуецца выкарыстоўваць стварэнне асобных палігонаў для лічбавай і аналагавай часткі, паколькі шумы ад лічбавых кампанентаў могуць уплываць на аналагавую частку сеткі. Дасягаецца гэта ужываннем тонкага правадыра або выкарыстаннем двух ўнутраных слаёў праз двайное адтуліну.

замест выніку

Вядома, тут былі разгледжаны некаторыя навуковыя прынцыпы і нават пытанні тэхнічныя, якія радавому карыстачу, увогуле-то, зусім ні да чаго. Але, калі задумацца, часам веданне тэорыі можа вельмі моцна спатрэбіцца. Той жа выбар гукавой карты не можа абысціся без ведання асноўных аспектаў, якія тычацца прынцыпаў яе працы і карэктнага функцыянавання ў кампутарнай сістэме.

Быць можа, некаторыя карыстальнікі яшчэ не зразумелі, што нізкая якасць гуку, прайграванага праз калонкі, наўпрост звязана з ужывальным абсталяваннем. Пры гэтым саундкарта, выкарыстоўваная для прайгравання ператворанага лічбавага сігналу ў яго аналагавым выглядзе, павінна быць толькі вонкавага тыпу. Менавіта такія прылады дазваляюць пачуць усё тое, што інтэграванымі або здымнымі дэвайсамі ня прайграваецца. Як лічыцца, у 80 працэнтах выпадкаў праблема заключаецца менавіта ў гэтым. Дарэчы сказаць, многія сэрвісы накшталт iTunes, Spotify ці нешта яшчэ «заточаныя» як раз пад выкарыстанне ЦАПов. Існуюць нават адмысловыя док-станцыі ў выглядзе вонкавых прылад, якія падключаюцца да плэераў iPod, не кажучы ўжо пра астатніх мабільных гаджэтах.

Само сабой зразумела, што не апошнюю ролю адыгрывае і акустычная сістэма, і навушнікі, бо атрымаць нармальны гук з дынаміка, магчымасці якога абмежаваны гукавымі характарыстыкамі на ўзроўні 20-10 000 Гц, будзе проста немагчыма. Таму большасць прапанаваных прылад у выглядзе слухавак для мабільных сістэм выкарыстоўваць не варта. Калі ўжо на тое пайшло, чаму б не слухаць музыку ў слухаўках K99, якія вырабляюцца кампаніяй AKG, або выкарыстоўваць аналагічныя апараты ад Sennheiser? Зрэшты, выбар сёння досыць вялікі.

Што ж тычыцца тэхналогіі тэставання, якая была разгледжана вышэй, яе разуменне немагчыма хаця б без пачатковых ведаў фізікі, які тлумачыць прыроду гукавых хваляў, і нават электратэхнікі, паколькі гэтая дысцыпліна дае аснову для таго, каб разабрацца ў любой электрычнай схеме. І, вядома, тут былі прыведзены толькі асноўныя кароткія звесткі, якія тычацца пераўтваральнікаў сігналу. Каб разабрацца ў гэтым пытанні найбольш поўна, пажадана пачытаць дадатковую літаратуру.