Jeśli chcesz się cieszyć dobrą jakością odsłuchu plików muzycznych przechowywanych na Twoim komputerze to rozsądnym pomysłem będzie zaopatrzenie się w dobrej klasy przetwornik analogowo-cyfrowy (DAC). W tym artykule zebraliśmy najważniejsze informacje o urządzeniach tego typu, które cieszą się coraz większą popularnością wśród melomanów.
Wiele osób nie zdaje sobie sprawy z faktu, że na co dzień używają przetworników analogowo-cyfrowych, bardziej znanych jako DAC (ang. digital to analogue converter). Są one wbudowane między innymi w komputery, tablety czy smartfony, gdzie odpowiadają za konwersję cyfrowych formatów przechowywania (czyli plików audio np. w formacie WAV, FLAC) i przesyłanie muzyki w dostępnej dla naszych uszu formie analogowej.
Każde urządzenie będące źródłem muzyki cyfrowej (np. odtwarzacze CD czy Blue-ray, telewizory, konsole do gier oraz przenośne odtwarzacze muzyki) potrzebują DAC-a do konwersji sygnału do formy analogowej przed jego przesłaniem dalej.
Tradycyjne wzmacniacze nie wzmocnią sygnału cyfrowego. Słuchawki i głośniki nie są w stanie go zagrać, a nasze uszy i mózg nie potrafią go odebrać. Wszystkie one potrzebują sygnału analogowego. Bez DAC-a cała Twoja muzyka przechowywana na twardym dysku, płytach CD czy przesyłana przez Internet jest niczym innym niż zbiorem zer i jedynek, z którym potrafią radzić sobie tylko urządzenia cyfrowe. Jak widzisz, DAC odgrywa kluczową rolę w tworzeniu cyfrowej muzyki.
Największym problemem jest to, że podzespoły DAC stosowane w wielu współczesnych urządzeniach komercyjnych są po prostu niewystarczająco dobre aby odtworzyć nagranie we właściwy, zamierzony przez producenta sposób.
Z tego powodu zastosowanie odpowiedniego przetwornika DAC może być najprostszym sposobem na optymalne wykorzystanie pozostałych komponentów systemu hi-fi.
Co to jest DAC i jaka jest jego rola?
Każdy dźwięk jaki słyszymy, niezależnie czy jest to muzyka, zgiełk ulicy, czy ujadanie psa sąsiada jest przenoszony przez fale dźwiękowe (akustyczne) rozchodzące się za pośrednictwem ośrodka takiego jak powietrze czy woda.
W praktyce są to zaburzenia gęstości i ciśnienia tego ośrodka, które przybierają formę fali podłużnej – towarzyszą temu drgania cząsteczek ośrodka. Wspomniane subtelne różnice ciśnienia (a więc forma informacji analogowej) są wychwytywane przez nasze uszy i interpretowane przez mózg. Tak oto do naszej głowy dociera muzyka i wszelakie odgłosy otoczenia.
Analogowe nagrania muzyczne przechowywać można np. na płytach winylowych czy kasetach magnetofonowych. Jednak podatność na uszkodzenia oraz towarzyszące im często niepożądane szumy i trzaski stały się powodem poszukiwania alternatywnych rozwiązań.
W ten sposób narodziły się płyty CD, co pociągnęło za sobą cyfrową rewolucję w muzyce. Dziś jak wiemy niepożądane kiedyś trzaski płyt winylowych czy też tzw. „ciepło” taśmy analogowej są pewnymi wyróżnikami i bywają celowo stosowane do nadania unikalnego charakteru nagraniu.
Schemat działania przetwornika analogowo-cyfrowego (DAC)
Muzyka cyfrowa jest zupełnie innym „tworem” niż jej analogowa siostra. Cyfrowe pliki muzyczne powstają zwykle poprzez pomiar amplitudy analogowego sygnału muzycznego w regularnych odstępach czasu – jest to tak zwana metoda PCM (Pulse-Code Modulation). Wartość amplitudy jest reprezentowana jako liczba binarna (składająca się z „1” i „0”) a długość tej liczby jest często określana jako głębia bitowa (np. popularne 24 czy 48 bitowe sample). Czas interwałów pomiaru natomiast nazywany jest częstotliwością próbkowania (najczęściej w zakresie od 8 kHz do 44,1 kHz).
Dla przykładu podczas nagrywania standardowej płyty CD próbki są pobierane 44 100 razy na sekundę. Każda z tych próbek jest mierzona z dokładnością 16 bitów – wyniki przechowywane są 16-cyfrowym formacie binarnym. Nagrywając ścieżkę sygnału z większą rozdzielczością wskoczysz na poziom 24 bitów, a próbki pobierane będą nawet 192 000 razy na sekundę.
Cyfrowe nagarnia muzyczne mogą być przechowywane w różnych częstotliwościach próbkowania, głębiach bitów, kodowaniu i formatach kompresji. Bez względu na te zmienne zadaniem DAC jest odczytanie wszystkiego oraz jak najdokładniejsze przetłumaczenie z formatu binarnego (cyfrowego) tak aby przywrócić mu formę możliwie bliską oryginalnego nagrania analogowego.
Dlaczego potrzebuję osobnego DAC?
Prawdą jest, że każdy cyfrowy zestaw audio wyposażony jest w DAC jednak nie każdy DAC jest godny polecenia – np. niektóre z nich nie obsługują wszystkich rodzajów kodowania i przesyłania danych.
Słabe przetworniki z powodu złego zaprojektowania obwodu elektrycznego mogą wprowadzać niepożądane szumy. Pojawiać się mogą również dodatkowe zniekształcenia wywołane zjawiskiem zwanym Jitter (brak polskiego odpowiednika dla tego słowa) czyli przesunięciem czasowym punktów taktowania wywołanym źle zaprojektowanym torem cyfrowym.
Problem ten może potęgować się zwłaszcza gdy sygnał cyfrowy musi przemieszczać się po płytce obwodu drukowanego – jest to szczególnie kłopotliwy gdy sygnał jest przesyłany między urządzeniami. Właśnie z tego powodu w ostatnich latach zaobserwować można pojawienie się asynchronicznych przetworników DAC, które przejmują od komputera obowiązki związane z pomiarem czasu odciążając tym samym główny procesor komputera.
Zegary cyfrowe montowane w dedykowanych przetwornikach hi-fi są dokładniejsze niż te używane w przeciętnym komputerze, zatem zwykle dźwięk będzie odpowiednio lepszy.
Wszystko zależy od materiału źródłowego!
Co oczywiste, aby jak najlepiej wykorzystać potencjał DAC-a niezbędny jest dobry materiał źródłowy – nie spodziewaj się cudów jeśli dajesz mu do konwersji jedynie MP3 w 128 kbps. Konwersja tak słabego materiału źródłowego przeprowadzona przez zaawansowane urządzenie jeszcze bardziej obnaży wszelkie niedociągnięcia w jakości dźwięku.
Optymalną jakość dźwięku uzyskasz z materiałów o jakości CD (lub lepszej), które najlepiej przechowywać w bezstratnych formatach PCM takich jak FLAC, WAV, ALAC (Mac). Obok PCM natknąć się można również na standard DSD.
Formaty DSD i PCM
DSD (Direct Stream Digital) jest alternatywą dla PCM. Jest to format powstały z myślą o płytach Super Audio CD (SACD) wspieranych przez Sony i Philipsa w późnych latach ’90-tych i w latach ’00. Format ten należy uznać za niszowy. Od PCM różni się on oferowaniem tylko jednej głębi bitowej ale za to ze znacznie większą częstotliwością próbkowania – 2,8 MHz dla DSD64 i 5,6 MHz dla DSD128.
Oba powyższe systemy kodowania mają swoich zagorzałych obrońców. Jeśli należysz do grona entuzjastów DSD sprawdź czy DAC, którego kupno rozważasz obsługuje ten system – nie każde urządzenie sobie z nim poradzi.
Jaki rodzaj DAC wybrać?
Na rynku dostępnych jest cała masa urządzeń DAC. Różnią się one znacznie od siebie nie tylko kształtem i rozmiarem ale przede wszystkim funkcjami, rodzajami gniazd wejściowych i wyjściowych etc. Dlatego przed zakupem dokładnie przemyśl to jak i do czego chcesz go używać oraz jakie środki możesz na niego przeznaczyć.
Kompaktowe przetworniki USB oferują mobilność i wygodę za rozsądną cenę. Mają one rozmiar między trochę większym pendrive’m a urządzeniem, które spokojnie zmieści się w kieszeni spodni (przeważnie wyposażone w oddzielny kabel USB). Najczęściej korzystają one z zasilania z komputera, nie ma więc potrzeby zapewnienia dodatkowego źródła energii elektrycznej. Przeważnie wyposażone są tylko w gniazda słuchawkowe uzupełnione czasem wyjściem liniowym do podłączenia głośników z własnym zasilaniem lub systemu hi-fi.
Jeśli bardziej niż na mobilności zależy ci na większej różnorodności gniazd wejściowych oraz wyjściowych, bardziej odpowiednie będą dla Ciebie urządzenia stacjonarne. Są one zwykle większe i wymagają własnego źródła zasilania. Często jednak obok wspomnianych powyżej standardów gniazd oferują kilka dodatkowych cyfrowych lub analogowych wejść audio.
Przykładowe urządzenia typu DAC
Funkcjonalnością, na którą również warto zwrócić uwagę jest wzmacniacz słuchawkowy, który obecnie oferowany jest przez znaczną część urządzeń. Ciągle jednak istnieją rozwiązania będące samodzielnym przetwornikiem DAC, które jedynie przekazują sygnał analogowy do wzmocnienia przez oddzielne urządzenie (np. wzmacniacz hi-fi).
Istnieją ponadto przetworniki DAC zaprojektowane do pracy jako część większego domowego systemu audio. Zwykle mają one jeszcze więcej wejść – szczególnie gniazd niszowych, takich jak AES (od Audio Engineering Society) czy EBU (od European Broadcasting Union) i potencjalnie więcej funkcji.
Będą na przykład obsługiwać pełny zakres formatów muzycznych o wysokiej rozdzielczości lub oferować łączność Bluetooth do bezprzewodowego przesyłania strumieniowego np. ze Smartfona lub tabletu. Niektóre z nich będą nawet wyposażone w regulację głośności, mogą więc być używane również jako przedwzmacniacz.
DAC a produkcja muzyki
Aby produkować i tworzyć muzykę, taki element jak DAC nie jest oczywiście koniecznością. Jednak jeżeli zależy Ci na profesjonalnym brzmieniu nagrań i tego co słuchasz, warto rozważyć jego zakup. Urządzenie typu DAC może być szczególnie przydatne np. podczas procesu przesyłania wysokiej jakości sampli do zewnętrznych urządzeń na których tworzysz muzykę (np. samplery, beat maszyny etc.).
Dziś raczej nie ma problemu aby przesłać dany dźwięk bezpośrednio w formie cyfrowej do innego urządzenia. Może jednak się okazać, że nagranie źródłowe jest w bezstratnym formacie FLAC, którego sampler już nie odczyta. Wtedy możesz wysłać przetworzony już dźwięk z DAC w formie analogowej bezpośrednio (np. przez wejście liniowe) do samplera. W ten sposób otrzymasz wysokiej jakości próbkę sampla do wykorzystania podczas produkcji. To tylko jedno z przykładowych zastosowań DAC w domowym studio.
Niezależnie od tego czy jesteś gotów wydać na zewnętrzny przetwornik analogowo-cyfrowy kilkaset złotych czy kilka tysięcy, zmiana, którą usłyszysz w porównaniu z podzespołami instalowanymi przez producentów w standardowych komputerach będzie zauważalna. Oczywiście wszystko też zależy od pozostałego sprzętu z którego korzystasz (np. interfejsu audio, który może mieć swoje własne konwertery DAC). Całość, z Twoim Digital Audio Converterm na czele może tworzyć niezawodny ekosystem, który będzie charakteryzował się wysoką jakością dźwięku.
