Do czego służy przetwornik cyfrowo-analogowy DAC i dlaczego jest niezbędny do odtwarzania muzyki cyfrowej?
 

Przetwornik cyfrowo-analogowy to element zestawu audio, bez którego muzyka cyfrowa nie miałaby racji bytu. Stanowi on nieodłączną część każdego sprzętu grającego – zarówno stacjonarnego, jak też przenośnego. Część osób nie zdaje sobie sprawy jak ważną rolę odgrywa. Co więcej, użytkownicy, którzy nie interesują się tematyką audio często nawet nie wiedzą o obecności DACa w swoim sprzęcie.

W niniejszym artykule wyjaśnimy do czego służy przetwornik cyfrowo-analogowy. Powiemy dlaczego powinniśmy zwrócić szczególną uwagę na jego model oraz parametry.

Przetwornik cyfrowo-analogowy, zwany często DAC to skrót od angielskich słów: Digital to analogue converter. Praktycznie wszystkie zapisywane obecnie pliki audio to muzyka cyfrowa. Wyjątek stanowi płyta winylowa, w której dźwięk ma postać analogową.

Przetwornik cyfrowo-analogowy służy do przetworzenia muzyki cyfrowej do postaci analogowej, która wydobywa się z głośników. Każde urządzenie, które stanowi źródło dźwięku cyfrowego – odtwarzacz CD, konsola do gier czy amplituner posiada wbudowany przetwornik DAC.

Z technicznego punktu widzenia muzyka cyfrowa to zakodowany ciąg znaków. Nie stanowi to dźwięku, który mógłby usłyszeć człowiek. Powstaje więc pytanie, dlaczego wszystkie pliki są kodowane, skoro potem i tak muszą być ponownie przetwarzane do postaci analogowej. Sprawa jest bardzo prosta. Pliki takie mieszczą się na dyskach twardych, pamięciach przenośnych i w odróżnieniu od nośników analogowych, takich jak płyta gramofonowa czy kaseta magnetofonowa nie tracą na jakości z upływem czasu, a poziom szumów i zakłóceń jest zdecydowanie niższy. Ilość miejsca zajmowanego przez muzykę przechowywaną w formie cyfrowej jest dużo niższa.

Aby w pełni zrozumieć rolę przetwornika cyfrowo-analogowego musimy znać najważniejsze różnice pomiędzy sygnałem analogowymi cyfrowym. Po pierwsze, sygnał analogowy ma postać ciągłą w czasie, natomiast cyfrowy jest próbkowany w równych odstępach. Ilość próbek pobranych w ciągu sekundy to częstotliwość próbkowania, która stanowi bardzo ważny parametr. Drugą różnicą jest zakres wartości, jakie mogą przyjmować dane sygnały. Analogowy może przyjmować dowolne wartości z określonego przedziału, natomiast cyfrowy jedynie określone zakresy.

Pierwszym formatem muzyki cyfrowej, który pojawił się na rynku był CD Audio. Niemal od razu nowy nośnik zyskał znaczącą popularność, a tym samym przyczynił się do popularyzacji cyfrowego sposobu zapisu dźwięku. W przypadku standardowej płyty CD częstotliwość próbkowania wynosi 44.1kHz, co oznacza, że w ciągu sekundy pobieranychjest 44.100 próbek o rozdzielczości 16 bitów.

Obecnie istnieje wiele cyfrowych formatów audio, które różnią się sposobem kodowania, rozdzielczością zapisu czy częstotliwością próbkowania. Mogłoby się wydawać, że cyfrowy zapis pliku rozwiązuje wszystkie problemy i w dzisiejszych czasach jedyne co pozostaje to cieszyć się wysokiej jakości dźwiękiem. Niestety rzeczywistość jest nieco inna. Pewne problemy występują już na etapie pierwotnej zamiany dźwięku analogowego do postaci cyfrowej. Mogą wtedy powstać błędy kwantyzacji oraz pewnego rodzaju szumy, jednak omówienie powyższych zagadnień wykracza poza ramy niniejszego artykułu. Należy jedynie pamiętać, że zapis dźwięku w postaci cyfrowej również niesie za sobą pewne problemy.

Zależnie od konfiguracji sprzętu audio przetwornik DAC może stanowić jedynie układ scalony, który znajduje się wewnątrz urządzenia. Rozwiązanie to jest stosowane bardzo często w budżetowym sprzęcie audio, takim jak wieże stereo, odtwarzacze CD. Istnieje kilka firm, które produkują dobrej jakości przetworniki DAC. Takie układy wykorzystywane są przez producentów sprzętu audio. Jako przykłady możemy wymienić firmy: Texas Instruments, Burr Brown, AKM (Asahi Kasei Mikrodevices), ESS Sabre.

Skoro wiemy już do czego służy przetwornik DAC nadszedł czas, aby wyjaśnić jak jest zbudowany. Wbrew pozorom jego budowa jest dość prosta. Najważniejszymi elementami są rezystory, które sterowane są za pomocą przełączników. Zawsze występuje równieżw zmacniacz operacyjny, który odpowiada za wzmocnienie sygnału analogowego.

Jak nietrudno się domyślić od jakości wykonania i zastosowanych podzespołów w dużej mierze zależeć będzie jakość dźwięku. Poszczególne przetworniki różnią się do siebie maksymalną rozdzielczością plików, które mogą zostać przetworzone. W modelach słabej jakości, na skutek źle zaprojektowanych obwodów mogą dodatkowo powstawać niepożądane zakłócenia, negatywnie wpływające na jakość dźwięku.

Dość słabo poznanym rodzajem zniekształceń, które mająduży wpływ na brzmienie jest jitter. Jest to błąd czasowy, objawiający się złą synchronizacją dźwięku. Powstaje na skutek niewłaściwie zaprojektowanych układów zegara cyfrowego. Jitter może pojawić się za każdym razem, gdy sygnał porusza się po płytce drukowanej. Problem ten można rozwiązaćpoprzez zastosowanie asynchronicznego zegara w przetworniku DAC, który eliminuje, bądź znacząco ogranicza ten typ zniekształceń.

Dobry przetwornik to jednak nie wszystko. Nie należy oczekiwać cudów, jeśli plik, który chcemy odtworzyć jest słabej jakości. Nawet najlepszy przetwornik nie jest w stanie oddać dźwięku najwyższej jakości z pliku mp3 o rozdzielczości 128kb/s. Najlepsze rezultaty brzmieniowe uzyskamy odtwarzając formaty bezstratne, czyli FLAC, WAV, ALAC, DSD.

 Do czego służy przetwornik cyfrowo-analogowy DAC i dlaczego jest niezbędny do odtwarzania muzyki cyfrowej?

Nieco innym rozwiązaniem, znacznie lepszym jeśli chodzi o możliwe do uzyskania brzmienie jest kupno oddzielnego urządzenia. Wtedy to przetwornik DAC stanowi osobny element toru audio. Osobne urządzenie również nazywane jest przetwornikiem cyfrowo-analogowym. Odseparowany DAC posiada oprócz układu scalonego odpowiedzialnego za przetwarzanie sygnału również własny zasilacz oraz wzmacniacz sygnału analogowego. Z reguły zastosowane w takich urządzenia podzespoły są znacznie lepszej jakości niż stosowane w układach znajdujących się wewnątrz innego urządzenia.

Aby stworzyć kompletny zestaw audio z odseparowanym przetwornikiem DAC potrzebne jest źródło sygnału, np. czyli odtwarzacz CD, koniecznie z wyjściem cyfrowym (optycznym lub koaksjalnym). Następnie sygnał trafia do zewnętrznego przetwornika cyfrowo-analogowego wysokiej jakości. Po przetworzeniu sygnał w formie analogowej przesyłamy do wzmacniacza. Obecnie mamy całkiem spory wybór takich urządzeń, a rozpiętość cenowa jest szeroka. Jako przykład możemy podać bardzo dobry przetwornik NuPrime DAC 9, który jest w stanie przetworzyć sygnał DSD w rozdzielczości 256kHz lub PCM w rozdzielczości 32bit/384kHz. Urządzenie posiada zarówno wyjścia zbalansowane, jak i niezbalansowane. Należy wspomnieć, że w przypadku zastosowania dobrej jakości zewnętrznego przetwornika cena zestawu audio wzrośnie.

Do czego służy przetwornik cyfrowo-analogowy DAC i dlaczego jest niezbędny do odtwarzania muzyki cyfrowej?

 

W ostatnich czasach na popularności zyskują przenośne przetworniki DAC, które charakteryzują się niewielkim rozmiarem. Urządzenia takie często posiadają również wbudowany wzmacniacz słuchawkowy. Wbudowany akumulator zapewnia pełną mobilność. Wybierając taki przetwornik należy zwrócić uwagę również na impedancję, jaką mogą posiadać obsługiwane słuchawki. Urządzenia takie zawsze posiadają wyjście słuchawkowe, czasami również liniowe.

Jak widać przetwornik cyfrowo-analogowy stanowi nieodłączny element sprzętu audio, który służy do odtwarzania muzyki cyfrowej. Mamy nadzieję, że po przeczytaniu tego artykułu zyskaliśmy świadomość, jak wielką rolę odgrywa w naszym sprzęcie grającym. Powstaje więc pytanie jaka konfiguracja jest najlepsza oraz co wybrać – zewnętrzny przetwornik, czy zaufać producentowi i pozostawić DAC w postaci układu scalonego zastosowanego przez producenta. Bardzo dużo zależy od naszych preferencji oraz zasobności portfela. Przede wszystkim należy porównać parametry poszczególnych urządzeń oraz zastanowić się, na ile obecnie posiadany przez nas zestaw audio spełnia nasze oczekiwania. Z uwagi na bardzo dużą rozpiętość cenową oraz dużą liczbę producentów nie będziemy polecali konkretnych modeli. Naszym celem jest zwrócenie uwagi na to, jak ważnym elementem toru audio jest DAC, często pomijany przez mniej doświadczonych miłośników muzyki. Jeśli planujecie rozbudowę sprzętu lub zastanawiacie się jak można poprawić brzmienie zestawu na pewno warto przyjrzeć się, co w naszym systemie odpowiada za przetwarzanie cyfrowego dźwięku.

Do czego służy przetwornik cyfrowo-analogowy DAC i dlaczego jest niezbędny do odtwarzania muzyki cyfrowej?


 

Dodaj komentarz


Kod antyspamowy
Odśwież


RMS.PL to jeden z największych polskich technologicznych portali specjalistycznych o tematyce audio-video.

Portal jest prowadzony w całości przez pracowników sklep.RMS.pl
 
Początek strony