Дельта-сигма vs Мультибит — вопросы о ЦАПах: чипы и фильтры, мультибит, музыкальность и апскейлинг

Если искать выбор не меньше ДС, и по качеству комплектующих топы найти не проблема

Я о новых и не говорил

В последнее время склоняюсь к мысле, что устройства высокого уровня ДС и МБ близки к друг другу по качеству воспроизведегия, есть разница, есть разные но. Выбирать надо под свой вкус, требующиеся форматы и другие плюшки для ништяков. Главное приобретя подобное устройство надо идти по пути его раскрытия не оглядываясь на качество источника

5 лайков

Вряд ли получится у самоделкиных, как я понял из всей информации по 9038Pro, это высокотехнологичный чип очень сложен в реализации …и даже больше относится к мультибиту, чем к д/с.

Спектр PCM56p с i/u в виде 300 Омного резистора…

1 лайк

Раз уж тут встречаются те, кто может и любит повегалабить, позволю и себе подобные отступления от подхода “слушающих, не покупающих”.

Научная работа Семенцова С.Г., МГТУ им. Н.Э. Баумана:
аналого-цифровые-и-цифро-аналоговые-преобразователи-в-системах-активного-управления-акустическими-полями.pdf (270.8 КБ)
Не подготовленному гуманитарию чтение будет затруднено,
и т.к. статья из разряда “многабукаф”, приведу здесь лишь некоторые выдержки:

Спектр параллельного АЦП без интерполяции близок к белому шуму с максимальным относительным уровнем −95дБ, близким к теоретическому пределу. В спектре же сигма-дельта АЦП, несмотря на высокий порядок НЧ КИХ-фильтра в блоке децимации (200), заметен ряд комбинационных частот с плотным спектром и относительным уровнем −76дБ.

однако если для параллельного АЦП относительный уровень не превышает −53дБ при выраженной зависимости sin x/x, то для сигма-дельта АЦП он равен −47дБ. Таким образом, очевидно, что если при наличии случайной составляющей в полезном сигнале отношение сигнал/шум для параллельных и сигма-дельта преобразователей различается на 6 дБ, то на детерминированных сигналах разница превышает 12дБ, что эквивалентно уменьшению числа эффективных разрядов более чем на 2.
Таким образом, на низкоуровневых сигналах для сигма-дельта преобразователей с эквивалентным числом разрядов 16 число эффективных разрядов не превышает 14.

Однако при работе со случайными и псевдослучайными сигналами сигма-дельта преобразователи заметно уступают параллельным, поскольку несут заложенный в самом принципе преобразования недостаток — изменение статистических параметров сигнала на этапе преобразования

Случайный сигнал при восстановлении из цифровой последовательности дельта-сигма демодулятором меняет статистические характеристики и обогащается модуляционным шумом, который коррелирован с самими сигналом. Преобразователи параллельной структуры лишены указанных недостатков по принципу своей работы, но имеют очень существенный с точки зрения фирм-производителей недостаток — большую себестоимость ввиду сложности изготовления и настройки кристалла. Поэтому такие микросхемы вытесняются из производственных программ даже крупных фирм.


Известный фактор, касаемо дельта-сигма, внутри которых обычно высокий порядок передискретизации и вынужденной интерполяции:
(графики, осциллограммы и формулы – в файле)

Таким образом, очевидно, что использование интерполяции при наличии джиттера приводит к значительному снижению разрешения преобразователя в области малых сигналов.


Далее, реальная музыка – не синусоида, и в этом плане и автор монографии задаётся справедливым вопросом:

В заключение рассмотрим импульсную характеристику параллельных и сигма-дельта преобразователей. Поскольку в реальных САГ сигналы управления носят, как правило, случайный характер, то отклик на импульсные сигналы во многом определяет параметры системы

Как можно заметить, параллельный преобразователь не искажает форму сигнала (рис.14,б). На выходе сигма-дельта преобразователя наблюдаются значительные выбросы как по переднему, так и по заднему фронтам, достигающие 5 % амплитуды импульсов (рис.14,в). В данном случае результаты моделирования явно коррелируют с экспериментальными данными.

На основе анализа полученных результатов можно сделать следующие выводы:
— параллельные преобразователи имеют переходную характеристику, близкую к идеальной, время установления не превышает 1…2 отсчета; переходная характеристика сигма-дельта преобразователей имеет сложный вид, зависящий от целого ряда факторов (порядка формирователей шума, коэффициента интерполяции и т.д.), и в общем случае содержит пре- и постэхо;
— реальное отношение сигнал/шум у параллельных преобразователей в зависимости от характера сигнала на 5…10 дБ больше, чем у сигма-дельта преобразователей, что соответствует увеличению числа эффективных разрядов Nэфф на 1…2 разряда при равной эквивалентной разрядности;
— сигма-дельта преобразователи имеют время преобразования tпр, равное 3…4 отсчетам; время преобразования параллельных АЦП/ЦАП составляет 1 отсчет.


Также в статье идёт речь о разной степени влияния джиттера на мультибиты и дельтасигмы, и минимальной допустимости/заметности в случае одних и других, ну и прочие описания, аналоговых пост-фильтров и др.
Есть и строки для поклонников таких ЦАПов, как AN .1x :wink: (и им подобных NOS от других фирм):

Естественно, на фазовые и временные характеристики преобразователей значительное влияние оказывают параметры входного/выходного аналогового НЧ-фильтра. Для ЦАП без интерполяции от качества его исполнения, примененных компонентов и точности номиналов во многом зависит результирующее качество восстановления сигнала.


PS. Я понимаю, что со времени написания этой работы прошло некоторое время, успели появиться на рынке Сабра-чипы, да и компания Асахи-Касей обновила линейку с более простых однобитных дельта-сигм до текущих уже 4499, однако повод для задуматься в статье есть. К тому же, во внимание приняты не конкретные чипы одной, другой или третьей фирм, а именно принципы Ц-А-преобразователей и отличия в результатах их преобразования.

27 лайков

Вот так же и с ДС цапами, все знают что ДС играет, но как закинуть сделать не знают, а на бумаге да, играет, господин Осциллограф может подтвердить :sunglasses:

Наверно с этого и надо было начать, ведь в данный момент топовые чипы многоуровневые. Призову дух Дмитрия Андронникова:

В принципе, с точки зрения преобразования сигналов единственная принципиальная разница между параллельными приборами и приборами с любым видом дельта-преобразования заключается в длине АКФ. Если у параллельных приборов она меньше или равна периоду дискретизации (непосредственно на выходе ЦАП), то у дельта-приборов она больше такового. Что предопределяет изменение результирующих статичтических характеристик преобразованного случайного сигнала (близким к каковому является сигнал звуковой).
Все остальное - разница непринципиальная.
В данном контексте имелись ввиду приборы с “чистым” выходом, без встроенных фильтров и I\U.
Именно это свойство дельта-приборов не позволяет применять их в программируемых генераторах псевдослучайных сигналов с задаваемыми стат. характеристиками, поскольку результирующие характеристики получаемых сигналов отличаются, и заметно, от сформированных в цифровой области.
Дальнейшие выводы делаем самостоятельно.
Еще пара моментов - многоуровневые дельта-приборы обладают меньшей длиной АКФ преобразователей по сравнению с чистыми ШИМ, что весьма хорошо согласуется с их качеством звучания - лучшие по звуку дельтасигмы являются многуровневыми.
Естественно, что прриборы с чистым выходом модуляторов (токовым) существенно лучше таковых со встроенными I\U и переключательными ФНЧ.
Приборы с малым выходным током создают более благоприятные условия для работы внешних активных I\U, чем сильноточные приборы.
Есть очень хорошо звучащие дельтасигмы - AD1853, SM5865.
Но в любом случае следует помнить, что любой дельта-преобразователь в той или иной мере влияет на стат. характеристики. Чем больше уровней преобразования в дельта-приборе, тем это влияние меньше. В вырожденном случае, когда число уровне равно числу возможных значений выходного сигнала, дельта-прибор превращается в параллельный преобразователь с длиной АКФ меньшей или равной периоду дискретизации.

2 лайка

Слышал у вас хороший цап получился. Мне кажется у вашей измериловки низкое разрешение и по этому не понятно, что происходит с уменьшением уровня сигнала

Вы наверно не поняли, что я имею в виду

Динамический диапазон 125дБ. 16и битный ЦАП укладывается в эти пределы по своим возможностям, поэтому для него такого измерения достаточно.

2 лайка

Да и 16бит для воспроизведения музыкального материала в большинстве случаев достаточно. У меня большая часть материала 16 44.1, DSD совсем мало почти все, что качал потер ибо фи, заохотил у буржуев DSD с мастер лент, звучит конечно шикарно.

1 лайк

Я до сих пор убежден, что и hi-res свыше 24/96 чистой воды маркетинг. Это ж какой надо иметь слух и аппаратуру, чтобы слушать динамический диапазон в 140дБ и частотный свыше 200кГц🤔
Как показывает моя практика, хорошо записанный “кружок” на качественной “болванке” 16/44.1 часто бывает звучит лучше (более живо, красочно, энергично), чем большинство среднестатистического hi-res :man_shrugging:t2:

18 лайков

Пусть лучше будет чем не будет, хороших записей в хайрез появляется все больше

1 лайк

Хорошо, конечно. Пусть всё развивается. Но на сегодняшний день это больше про удобство. По качеству догоняют, но пока не перегоняют…

1 лайк

Формат имеет тридесятое значение с хвостиком. То, как записана и подготовлена сама фонограмма – первое.

Можно убиться хоть о dsd512 , если в самой записи «пусто», то оно и останется.

4 лайка

Формат это по сути ёмкость, в которую укладывается информация. Если ёмкость мала, а информации много, то часть из информации не поместится и будет утеряна. А если ёмкость избыточна, то толку от нее нет.

“Мало” и “много” – искажены, индустрия вдалбливает в головы примитивное “больше – всегда лучше”.

11 лайков

Смотря о каких мультиках и ДС вести речь. Все развивается и DCS и MSB выпускают очень классные игрушки, цены правда за гранью для простых нищебродов…

Я вот послушал классику в hi-res с Esoteric D02… круто. МЛ верхние не слушал, поэтому не могу объективно оценить, но думаю тоже на уровне. МЛ360 явно по хуже… Chord 76 в чём-то по хуже, а в чём-то лучше. Вкусовые предпочтения.Как по мне и то то - не то))) Аналог никто не победит в плане уровня звучания, живости и натуральности.

2 лайка

Вот вот, d 02 не слышал, а d 05 погонять удалось и сравнить с своим на 4497. Впечатление положительные

1 лайк