ЦАП для Hi-Fi аудио: что это такое и как правильно выбрать

20.12.2023

ЦАП (сокращенно от цифро-аналоговый преобразователь) — это электронный компонент или устройство для преобразования цифрового (обычно двоичного) кода в аналоговый сигнал (непрерывный поток информации, порождаемый физическими процессами, например, ток, напряжение или заряд). Поскольку большинство устройств, которые мы привыкли использовать, работает именно с аналоговыми сигналами, ЦАПы играют ключевую роль во многих областях: телекоммуникациях, системах управления двигателями, обработке аудио и видео, калибровке различных измерительных приборов и т.д. Говоря простыми словам, ЦАПы выполняют роль своего рода порталов между дискретным цифровым миром и обычным, в котором мы живем.

В этой статье мы поговорим конкретно об аудио ЦАП, их роли, видах, особенностях и критериях выбора.

Что такое аудио ЦАП и зачем он нужен

Аудио ЦАП преобразует цифровой звук в аналоговый. Что такое звук? В физическом понимании — это механические колебания в виде аналоговых волн, которые способно улавливать человеческое ухо. Раньше звук записывался с использованием полностью аналогового тракта сигнала. Звукоинженеры захватывали звуковые волны прямо с микрофона и записывали их на магнитную ленту или гравировали на винил в виде электрического сигнала, откуда его потом можно было считать с помощью усиления. В преобразовании не было необходимости, поскольку одна и та же форма волны воспроизводилась в масштабе 1:1.

Так было до тех пор, пока люди не научились оцифровывать аналоговый сигнал, а именно передавать его на аналого-цифровой преобразователь (АЦП), обрабатывать процессором и конвертировать в двоичный код (единички и нолики).

Что это означало для мира аудио? А то, что пропала необходимость хранить огромные коллекции пластинок с альбомами любимых групп, — все это сокровище, собираемое годами, стало возможно уместить на одном крошечном цифровом носителе. Оставался сущий пустяк — воспроизвести. Но дело в том, что если на акустическую систему подать двоичный код — ничего не произойдет. Чтобы наше ухо услышало звук, единички и нолики нужно конвертировать обратно в аналоговую волну. Эту задачу и берет на себя ЦАП.

Встроенный vs внешний ЦАП

Цифро-аналоговые преобразователи бывают двух основных типов: встроенные и внешние. Первый присутствует практически в каждом современном устройстве, которое умеет воспроизводить аудио: смартфонах, планшетах, плеерах, компьютерах, телевизорах и т.д.

Внешний ЦАП — это отдельное устройство, которое подключается к источнику звука по цифровому интерфейсу, например, по USB, оптике или коаксиалу, и выдает аналоговый сигнал на своих выходах.

Когда нужен внешний ЦАП?

Часто характеристик встроенного преобразователя недостаточно для воспроизведения качественного звука. В погоне за ростом продаж многие производители экономят на этом компоненте в угоду компактности или удешевления своих продуктов. Поэтому если вас не устраивает, как играют ваши новые крутые наушники или колонки в паре с вашим смартфоном или плеером, не спешите расстраиваться, дело может быть вовсе не в них.

Внешний ЦАП может помочь, если вы хотите:

• улучшить качество звука на вашем устройстве;
• расширить функционал вашего источника звука — добавить к нему дополнительные входы или выходы, поддержку новых форматов или стандартов, возможность подключения к другим устройствам.
• получить больше контроля над звуком — настраивать различные параметры, такие как громкость, тональный баланс, фильтры, режимы работы и т.д.

Разные модели внешних ЦАП (а их великое множество) предоставляют разные возможности, поэтому важно выбрать наиболее подходящую под ваши потребности. Давайте узнаем, какие варианты предлагает рынок.

Типы ЦАП

Сразу оговоримся, что четкого разделения по типам ЦАП нет, вся разница лишь в том, в каком корпусе он установлен (чем он больше, тем больше у устройства возможностей), и есть ли в этом корпусе усилитель. Исходя из этого, цифро – аналоговые преобразователи можно условно разделить на три основных типа:

Портативный ЦАП

Портативный ЦАП — компактное устройство, обычно размером с флешку или чуть больше. Идеально подойдет для тех, кто хочет улучшить звук своих мобильных устройств, а также для тех, кто часто слушает музыку в разных местах или в движении.

Обычно питается от встроенного аккумулятора или от источника звука, подключается напрямую или по кабелю к USB разъему мобильного устройства, имеет один или несколько входов и выходов и может иметь встроенный усилитель для наушников. В последнем случае обычно принято говорить о портативных усилителях, которые можно использовать в паре с высококачественными наушниками.

Отличный пример недорогого портативного ЦАП с усилителем для наушников — M-AUDIO Micro DAC с аналоговым регулятором громкости. Модель отличает очень чистый напористый, но не искаженный звук, который приятно слушать. Металлический корпус и оптический цифровой выход — приятный бонус к демократичной цене.

Стационарный ЦАП

Стационарный или настольный цифро-аналоговый преобразователь в отличие от портативного обычно имеет увеличенные размеры, требует подключения к сети, имеет много разных входов и выходов, поддерживает высокое качество звука, различные настройки, фильтры и режимы работы. При включении в аудиосистему они заметно увеличивают детализацию, объем звука и локализацию акустических объектов. Даже в очень знакомых треках могут раскрываться детали, которые раньше были неуловимы. Стационарные ЦАПы включают большой спектр устройств, стоимость которых прогрессирует вместе с их возможностями. Это ЦАПы с усилителем и без него, а также стационарные усилители для наушников.

Хороший пример стационарного ЦАПа Teac UD-505. Устройство с Bluetooth, с пультом ДУ и большим информативным дисплеем демонстрирует четкий тайминг, плавную динамику и много места в хорошо построенном стереофоническом звуковом поле. Этот ЦАП определенно вызовет у вас желание переслушать все ваши песни заново. Вы будете удивлены, насколько хорошо может звучать ваша музыка даже со стриминговых сервисов.

Аудиоинтерфейс

Аудиоинтерфейс предназначен не столько для простого слушателя музыки, сколько для создания профессионального звукового контента. Устройство позволяет подключать музыкальные инструменты, микрофоны к компьютеру или мобильному устройству и обрабатывать их с помощью специальных программ. Аудиоинтерфейс преобразует аналоговый звук в цифровой и наоборот, то есть, в нем есть не только ЦАП, но и АЦП, чтобы вы могли записывать, редактировать и воспроизводить звуковые файлы. Технически аудиоинтерфейс тоже самое что и внешняя звуковая карта, но с более широкими возможностями подключения и работы со звуком. С его помощью вы можете записывать живую музыку, подкасты, стримы, аудиотрансляции с минимумом помех и искажений

Аудиоинтерфейс может быть как портативным, так и стационарным. Самый популярный пример первого — IK Multimedia iRig HD, второго — модели бренда Tacsam.

Общие советы по выбору ЦАП

Прежде чем приступить к выбору, примите за аксиому, что ЦАП позволяет услышать звук в том качестве, в каком записан исходный файл. Если трек изначально низкого качества, ЦАП не сможет прыгнуть выше головы и улучшить его звучание. Поэтому отдавайте предпочтение форматам без сжатия (WAV, AIFF, RAW, DSD, DXD) или lossless (LAC, MQA, WavPack и т.д.)

Не все ЦАП работают с наушниками. Если вы собираетесь подключать наушники, убедитесь, что в выбранной вами модели есть встроенный усилитель.

Чем больше у ЦАП входов и выходов, тем больше у вас будет возможностей по подключению разных устройств. С помощью коаксиального или оптического кабеля, например, можно подключить любимый DVD-плеер, а более продвинутое и современное оборудование включить через разъем XLR. Наличие USB разъема позволяет соединить ЦАП с компьютером или USB-накопителем, а AUX — с телефоном или плеером.

Тем, кто предпочитает слушать беспроводное аудио, следует рассмотреть ЦАПы с беспроводными модулями Bluetooth и Wi-Fi. Для прослушивания контента из сети по кабелю нужны модели с разъемом Ethernet.

Характеристики хорошего ЦАП

Итак, допустим вы учли наши советы и определились с типом ЦАП, который вам нужен, но как не прогадать с выбором конкретной модели? Фактор цены (чем дороже, тем лучше) не всегда основополагающий, как впрочем, и репутация бренда. Куда важнее технические характеристики, хотя справедливости ради, у ведущих брендов они вряд ли будут низкими. Ниже мы выделили основные характеристики и в пределах каких значений они должны быть у хорошего ЦАП.

Разрядность (Bit Depth)

Разрядность указывает на количество битов информации, записанной для каждого цифрового аудиосэмпла. Чем она выше, и тем меньше шума и искажений будет в обработанном файле. Обычно ЦАП поддерживают разрядность от 16 до 32 бит. Для Hi-Res звука рекомендуется использовать ЦАП с разрядностью не менее 24 бит.

Частота дискретизации (Sampling Rate)

Определяет количество сэмплов, собираемых в секунду при преобразовании сигнала. Чем выше этот параметр, тем больше деталей и частот может быть записано и воспроизведено, и тем ближе цифровой звук к аналоговому. Обычно ЦАП поддерживают частоту дискретизации от 44.1 до 384 кГц. Для звука в высоком разрешении рекомендуется использовать ЦАП с частотой дискретизации не менее 96 кГц.

Соотношение сигнал/шум (SNR)

Это параметр показывает, насколько сильно звуковой сигнал превышает уровень шума. Чем он выше, тем чище и яснее звучание, и тем меньше в нем помех и фоновых шумов. Для качественного звука рекомендуется использовать ЦАП с SNR не менее 100 дБ.

Гармонические искажения (THD) (Total Harmonic Distortion + Noise)

Чем ниже этот параметр, тем точнее и правдоподобнее звук, и тем меньше в нем гармоник и шумов. Обычно THD+N измеряется в процентах (%) или децибелах (дБ). Для качественного звука рекомендуется использовать ЦАП с THD+N не более 0.01% или -80 дБ.

Какой ЦАП нужен вам?

Теперь когда вы знаете все нюансы и тонкости применения цифро-аналоговых преобразователей, задача выбора подходящей модели не должна быть сложной. Но мы еще более упростим ее вам, сузив до трех самых распространенных сценариев.

Компьютер — колонки, наушники

Если вы хотите подключить ЦАП к компьютеру или ноутбуку и использовать его с колонками и наушниками, вам нужен стационарный ЦАП, который имеет USB-вход, RCA-выход и выход на наушники. Также вам нужно учитывать согласованность ЦАП с операционной системой и вашими колонками и наушниками. Например, если вы хотите подключать высокоомные наушники, вам нужен усилитель, который имеет более низкое выходное сопротивление. Акустическая система должна быть достаточно мощной и точной, чтобы вы ощутили разницу с ЦАП и без. Неважно, насколько хорошо ЦАП преобразует цифровой код, если итоговый сигнал испортится на колонках.

Рекомендуемые стационарные ЦАПы для ПК:

• iFi ZEN Air Blue
• ESI Dr.DAC Prime
• FiiO K5 Pro

Смартфон, плеер — наушники

Чтобы улучшить звук в наушниках с вашего смартфона или плеера, вам хватит компактного портативного ЦАП, который работает от батареи или от источника звука, имеет цифровой вход, совместимый с вашим устройством, соответствующий выход на наушники и согласован с наушниками по импедансу и чувствительности. Также следует учитывать соответствие воспроизводимых форматов. Например, если вы хотите слушать музыку в формате DSD, вам нужен ЦАП, который поддерживает этот формат.

Рекомендуемые портативные ЦАПы для наушников:

• FiiO BTR5
• iFi Hip-dac 2
• AudioQuest DragonFly Cobalt

Гитара, клавишные, микрофон — наушники, аудиосистема

В этом случае вам понадобится аудиоинтерфейс, который имеет инструментальные и микрофонные входы, фантомное питание (для электретных микрофонов), а также соответствующие выходы для подключения к компьютеру, колонкам или наушникам для записи и обработки звука (USB, AUX, RCA и т.д.). Также вам нужно учитывать разрешение и качество звука, которое вы хотите получить от ЦАП, и наличие различных эффектов и режимов работы, которые могут улучшить или изменить звук инструмента. Например, если вы хотите записывать гитару в формате PCM, вам нужен ЦАП, который поддерживает этот формат. Если вы хотите добавлять к звуку вашей гитары эффекты, такие как реверберация, дисторшн, хорус и т.д., вам нужен ЦАП, который имеет встроенные или подключаемые эффект-процессоры. И самое важное, задержка звука должна быть минимальной, чтобы вы могли комфортно играть в реальном времени. Рекомендуемые аудиоинтерфейсы для музыканта:

• Focusrite Scarlett 2i2
• Behringer U-Phoria UM2

Резюме

Итак, теперь вы знаете, насколько важен цифро–аналоговый преобразователь для любителей качественного звука. Если хотите получить настоящий Hi-Fi, перед покупкой ЦАП по возможности послушайте каждое устройство и выбирайте наиболее приятное для слуха. Если такой возможности нет, воспользуйтесь нашим гидом. Надеемся, он вам поможет. Хорошего вам звука и удачных покупок с E-katalog!