Свою статью Джон Аткинсон начинает с цитат из беседы с Робом Уоттсом, главным специалистом по цифровой звукотехнике на фирме Chord Electronics, создателем уникальных алгоритмов цифровой интерполяции, автором схемы цифрового фильтра с идеальной временной характеристикой WTA, разработчиком необычного формирователя шума для цифровой схемы (в DAVE он 17-го порядка и с соотношением сигнал/шум в 350 дБ).
«Ахиллесова пята цифровой аудиотехники — передача временных характеристик быстро изменяющегося сигнала… Наш слуховой аппарат необычайно чувствителен к импульсным сигналам и восприятие звука происходит именно во временной области. Так мы воспринимаем тон, тембр и локализуем объекты в звуковом пространстве… даже ничтожные по величине ошибки во временной области колоссально влияют на субъективное восприятие. За временные характеристики сигнала в цифровой системе звукопередачи отвечает восстанавливающий фильтр ЦАПа, а в повсеместно используемых ЦАПах неизбежны временные ошибки восстановления, так как им не хватает вычислительной мощности.»
Наблюдения о звуке
«Так совпало,—пишет Джон Аткинсон,— что я готовил мастеринг для очередного релиза под лейблом Stereophile: Tight Lines, сборника камерной музыки С. Матсона. Моей задачей было выбрать оптимальный алгоритм подмешивания псевдослучайного шума (дитеринга), чтобы преобразовать 32-разрядные аудиозаписи в 16-разрядные для мастер-диска CD. С помощью DAVE как преобразователя цифровых битов в аналоговые электрические колебания я смог выбрать оптимум легко и быстро.»
Выводы
«Время, которое ЦАП/цифровой предусилитель/усилитель для головных телефонов Chord DAVE провел в моей системе, я вспоминаю с большим удовольствием. Этот аппарат обладает удивительной способностью воссоздавать глубину и объем стереопанорамы; с его участием музыка хранит внутренний напор, драйв, раскрывает глубину музыкальных деталей — к этому быстро привыкаешь и хочется повторить эти ощущения снова и снова. Следует учесть, что необыкновенная прозрачность звучания накладывает высокие требования на прочие компоненты трактa. Если сравнивать DAVE c недавно протестированными мной «верхними» ЦАПами от Meridian и dCS, то цена у DAVE существенно ниже.»
Для интересующихся мы приводим результаты всех измерений Chord DAVE, проведенных в лаборатории Stereophile.
Полностью статью Джона Аткинсона можно прочитать на сайте журнала Stereophile.
Результаты измерений
Измерения Chord DAVE проведены с помощью станции Audio Precision SYS2722, использовались цифровые выходы Audio Precision (оптический и электрический), а также подключение по USB от MacBook Pro (батарейное питание, ПО для вспроизведения тестовых сигналов Pure Music 3.0). Утилита USB Prober определила ЦАП Chord как «Dave», производитель «Chord Electronics Ltd,» серийный номер «413-001.» Порт USB DAVE работает в оптимальном для соблюдения временных параметров сигнала асинхронном изохронном режиме. Утилита AudioMIDI показала, что при подключении по USB DAVE может принимать 32-разрядные данные с частотами дискретизации от 32 до 768 кГц. Оптический вход «понимает» частоты дискретизации до 96 кГц включительно, входы AES/EBU и S/PDIF — до 192 кГц.
В режиме предусилителя максимальный выходной уровень сигнала на частоте 1 кГц и регуляторе выхода в положении «0 дБ» составил 8,75 В с симметричного выхода и 4,375 В с несимметричного и выхода на наушники. В положении регулятора уровня «+3 дБ» уровни выхода составили 12,35 В и 4,375 соответственно, выше этого уровня входной цифровой сигнал уровня 0 дБ приводит к клиппингу на выходе. В режиме линейного выхода максимальный уровень выходного сигнала на балансном выходе составил 6,2 В. На всех трех выходах ЦАПа сигнал не меняет абсолютную полярность (в положении переключателя Phase = «Pos»). Выходное сопротивление выхода RCA и выхода на головные телефоны — менее 0,5 Ом (удивительное достижение), на симметричном выходе — 66 Ом и не зависит от частоты.
На рис. 1 показана импульсная характеристика DAVE для входных данных 44.1 кГц. В целом она соответствует времясимметричному фильтру с бесконечной импульсной характеристикой FIR, но количество весовых коэффициентов явно больше обычного. Такой фильтр классифицируется как длинный. Сигнал вида «белый шум», дискретизированный на 44.1 кГц, показывает удивительно быстрый спад АЧХ выхода на частотах выше 20 кГц (Рис. 2, красный и пурпурный графики). На частоте Найквиста в 22,05 кГц фильтр полностью подавляет выходной сигнал (Рис. 2, зеленая линия), что означает полное подавление отраженных от тестового сигнала 19.1 кГц ложных частот начиная с 25 кГц. Обратите внимание, что тестовый сигнал 19,1 кГц практически не порождает гармонических искажений.
Рис. 1. Chord DAVE, переходная характеристика (один отсчет на уровне 0 dBFS, дискретизация 44.1 кГц, временное окно 4 мс).
Рис. 2. Chord DAVE, широкополосный спектр белого шума уровня –4 dBFS (красный — левый канал, пурпурный — правый) и спектр сигнала 19.1 кГц уровня 0 dBFS (синий —левый, голубой — правый), дискретизация 44.1 кГц, масштаб по вертикали 20 dB/деление.
АЧХ DAVE при частотах дискретизации входного сигнала в 44.1, 96, 192 и 384 кГц показана на рис. 3. Во всех случаях спад начинается исключительно быстро как раз после частоты Найквиста. Единственное исключение — частота 384 кГц (синий и зеленый графики), для которой выбран более плавный спад на ультразвуковых частотах например, на 190 кГц спад составляет -13.3 дБ. Измерения проведены при отключенном фильтре ВЧ, при включеннном фильтре (на графиках не показано) спад составлял 3 дБ на частоте 40 кГц для данных 96 кГц и 8 дБ на частоте 60 кГц для данных 192 кГц. Разделение каналов более 125 дБ в обе стороны (великолепный результат) на частотах 1 кГц и ниже, на верху звукового диапазона — не менее впечатляющее значение 95 дБ. В спектре низкочастотных шумов (рис. 4) не видно никаких следов наводок от блока электропитания.
Рис. 3. Chord DAVE, отключенный фильтр (HF filter off) АЧХ при входном сигнале уровня –12 dBFS на нагрузке 100 кОм, частота дискретизации входного сигнала 44.1kHz (зеленый —левый, серый — правый), 96kHz (голубой — левый, пурпурный — правый), 192kHz (синий —левый, красный — правый), 384kHz (синий —левый, серый — правый), масштаб по вертикали 1 дБ/деление.
Рис. 4. Chord DAVE, спектр шумов и ложных частот при входном сигнале с ППСШ 24-bit, 1kHz на уровнях: 0dBFS (синий —левый, красныйй — правый), –60dBFS (зеленый — левый, серый — правый), масштаб по вертикали 20 дБ/деление.
После того, как я изменил разрядность входного сигнала с 16 на 24 при подмешанном псевдослучайном шуме (ППСШ) и уровне -90 dbFs, уровень шумов упал на 23 дБ (рис. 5), указывая на реальное разрешение преобразования 20 бит, что является пределом ЦАПов. С 24-разрядными входными данными от USB спектр выходного сигнала (Рис. 6) не содержит гармонических искажений или связанных с БП наводок. Три уровня постоянного напряжения при входном сигнале без ППС на уровне –90.31dBFS четко определены, но содержат случайный ВЧ-шум (рис. 7). Измерения проводились при выключенном фильтре ВЧ, при включенном фильтре ВЧ-шумы почти не менялись.
Рис. 5. Chord DAVE, спектр шумов и помех при входном сигнале 1kHz с ППС шумов на уровне –90dBFS для: 16-разрядных данных (голубой — левый, пурпурный — правый) и 24-разрядных данных (синий — левый, красный — правый), масштаб по вертикали 20 дБ/деление.
Рис. 6. Chord DAVE, спектр шумов и помех при входном сигнале 1kHz с ППСШ на уровне -90dBFS для 24-битоваых данных по USB (синий — левый, красный — правый), масштаб по вертикали 20 дБ/деление.
Рис. 7. Chord DAVE, осциллограмма сигнала 1 кГц без ППСШ на уровне –90.31dBFS, 16-битовые данные по TosLink (синий — левый, красный — правый).
Как мы уже могли понять из Рис. 2, DAVE имеет исключительно низкий уровень гармонических искажений, даже на «тяжелую» нагрузку в 600 Ом (Рис. 8), при которой единственная заметная, если так можно назвать сигнал уровнем –120dB (0.0001%), гармоника — третья. Интермодуляционные искажения исчезающе малы (Рис. 9). Проверка специальным сигналом на прохождение фазового дрожания тактовой частоты (джиттера) при 16-разрядном тесте TosLink J-Test (Рис. 10) показала, что уровень нечетных гармоник соответствует младшему биту LSB, последовательность прямоугольных импульсов с низкой частотой также находится на правильном уровне (зеленая линия), никаких артефактов джиттера не наблюдается . Картина измерений также прекрасна на 24-разрядном сигнале J-Test (Рис.11), в спектре сигнала нет последствий джиттера, виден лишь случайный шум крайне малого уровня.
Рис. 8. Chord DAVE, спектр синусоидального сигнала 50 Гц при положении регулятора уровня «0dB» в полосе частот 0–1 kHz, входной уровень 0 dBFS, сопротивление нагрузки 600 Ом (синий — левый, красный — правый), линейный масштаб по оси частот.
Рис. 9. Chord DAVE, спектр интермодуляционных искажений в полосе от 0 до 30 кГц, включен фильтр HF filter on, регулятор уровня на «0dB,» сигнал 19+20kHz уровня 0dBFS , нагрузка 600 Ом, частота дискретизации 44.1kHz (синий — левый, красный — правый), линейный масштаб по оси частот.
Рис. 10. Chord DAVE, спектр джиттера в аналоговом выходном сигнале при входном цифровом сигнале частотой 11.025 кГц и уровнем –6 dBFS, частота дискретизации 44.1kHz, переключение младшего бита LSB с частотой 229 Гц: 16-разрядные данные подаются на вход TosLink (синий — левый, красный — правый). Центральная частота 11.025 kHz; полоса ±3.5kHz.
Рис. 11. Chord DAVE, спектр джиттера в аналоговом выходном сигнале при входном цифровом сигнале 11.025 кГц и уровнем –6 dBFS, частота дискретизации 44.1kHz, переключение младшего бита LSB с частотой 229 Гц: 24-разрядные данные подаются на вход TosLink (синий — левый, красный — правый). Центральная частота 11.025kHz; полоса ±3.5kHz.
Если бы мне и не пришлось сначала слушать ЦАП Chord DAVE в своей системе, то он и без этого произвел бы на меня наилучшее впечатление. В результатах измерений все прекрасно и придраться абсолютно не к чему. — Джон Аткинсон
