Цифра и “цифрит”. Мысли вслух. Часть 2

Котельников, его теорема, выходной каскад ЦАП и DSD

Считается доказанным, что любой стохастический (произвольный, случайной формы) сигнал, спектр которого выше определенной частоты равен нулю, может быть восстановлен по цифровым отсчетам, взятым через одинаковые промежутки времени, частота следования которых более чем в два раза должна превышать верхнюю частоту в спектре исходного сигнала. Для восстановления нужно каждый отсчет умножить на так называемый “Базис Котельникова”, который представляет собой некую интерполяционную функцию определенного вида.

Итак, еще раз – для точного восстановления сигнала необходимо производить определенные математические вычисления над имеющимися отсчетами – тем или иным способом 🙂

В случае с NOS ЦАП эти вычисления производит аналоговый выходной каскад, на вход которого с микросхемы ЦАП подается некие фиксированные уровни напряжения или тока, пропорциональные значению цифровых отсчетов, а на его выходе – изменения напряжения должны быть “гладкими”, “аналоговыми”. 🙂 Общепринятая схемотехника такого выходного каскада – интегратор напряжения (ФНЧ) с мощным буферным каскадом. Для меня совершенно очевидно, что функционально простое интегрирование отсчетов – лишь очень грубое приближение к реально требуемым математическим вычислениям по формуле Котельникова и таким образом строго говоря – ни один из ЦАП не способен 100% точно восстановить исходный аналоговый сигнал.


Попробуем хотя бы в первом приближении “По Котельникову” восстановить исходный аналоговый сигнал из цифрового, записанного в формате CD-audio. Формула восстановления сигнала:

kotelnikova-teoremy-nischeta-

t – текущее время, n – номер отсчета, T – период, через который берутся отсчеты 1/44.1кГц = 22.7мкс.

Предположим, что исходный аналоговый сигнал – обычный синус. Необходимо определиться, сколько нужно вычислить промежуточных значений между соседними отсчетами. В практике приближенных инженерных вычислений, для уверенного восстановления синуса достаточно 15…20 отсчетов. Возьмем 15 отсчетов. Для получения любого промежуточного значения нам нужна сумма ряда от “-” до “+” бесконечности. В реальности длительность сигнала, который записан на CD ограничена по времени 🙂 , поэтому логично снизить количество учитываемых отсчетов в сумме ряда до какого-нибудь конечного числа.

Для этого произведем такую оценку: через какое время пик (максимальное значение) функции станет меньше, чем единица младшего разряда.

Сигнал у нас 16 разрядный (CD-audio). Производим оценку:

kotelnikova-teoremy-nischeta-

Здесь 0<t<T, синус во времени меняется от -1 до +1 (заменяем на 1, что тоже неверно с точки зрения математики, но вполне допустимо с точки зрения физики процесса). Решая неравенство относительно “n”, получаем, что надо учитывать минимум 20860 отсчетов. Формула восстановления сигнала требует брать отсчеты не только “назад”, но и “вперед”, значит надо учитывать уже 41720 отсчетов.
Это значит, что относительно текущего момента времени, для достоверного восстановления текущего значения амплитуды сигнала необходимо использовать как 20860 “прошлых” отсчетов, так и 20860 “будущих” отсчетов, то есть необходим некий промежуточный буфер исходных цифровых данных, над которыми производятся вычисления, плюс некий буфер для хранения результатов. В тот момент, когда обработаны все отсчеты до времени t=T, последний отсчет из “прошедшего” времени убирается из буфера и добавляется следующий отсчет из “будущего” времени. Текущее время изменяется в пределах 0<t<T.

Это очень упрощенная математическая модель идеального ФНЧ для формата 16/44. Такой фильтр невозможно реализовать в рамках аналоговой схемотехники, но методом цифровой обработки исходных отсчетов вполне можно посчитать любой промежуточный отсчет между двумя соседними исходными.

Оценим необходимые нам вычислительные мощности. Согласно формуле восстановления сигнала очевидно, что для получения одного значения необходимо выполнить 6 действий. Для получения необходимого количества (15) промежуточных значений в реальном времени необходимо выполнить:

N=15*(6+1(сумма ряда))*41720*44100 ~ 193 млрд. операций в секунду.

Если использовать таблицу готовых sin(x)/x, вычислений нужно меньше: одно умножение и одно сложение на каждый отсчет.

N=15*2*41720*44100~ 55 млрд. операций в секунду

Конечно, алгоритм вычислений можно оптимизировать. Например – брать не
15 отсчетов, а один. В этом случае:

N = ~ 3.7 млрд. операций в секунду – что тоже довольно много.

Можно формулу Котельникова использовать в варианте интерполяционной формулы Уиттекера – Шеннона. По всей видимости, можно применить и так называемое “быстрое” преобразования Фурье. Вероятно, этот вариант наиболее реально реализовать в “железе” – и скорее всего он уже кем-то реализован.

Для меня совершенно очевидно, что в реальном масштабе времени интерполяция с необходимым уровнем точности невозможна, а ошибки, вносимые процессом пересчета и интерполяции – тем заметнее, чем менее стационарен был оцифрованный сигнал. На практике это значит, что в оцифрованном для CD звуке нет очень многого из того, что присутствует в изначально аналоговой записи. А в аналоговой записи нет многого, что можно услышать в живом звуке.

Так же очевидно, что оцифровка в формате DSD позволяет свести ошибки до минимального технически достижимого (на сегодняшний момент) минимума. По всей видимости это значит, что DSD оцифровки мастер лент и (или) “прямая” DSD запись с последующим воспроизведением через Native-DSD ЦАП позволяют в итоге получить качество звучания, наиболее приближенное к “старой доброй” аналоговой записи. Но для обработки DSD в “реальной жизни” необходимо применение цифровой фильтрации. (см. Часть 1). Очередная “петля времени” ?

Февраль 2020 г.Владивосток

Цифра и “цифрит”. Мысли вслух. Часть 1

Оцифровка, ее запись и воспроизведение

Для удобства дальнейших рассуждений представим, что на АЦП подается сигнал с виниловой пластинки, на которой присутствует дефект, создающий острый импульс в некоторый момент времени. В цифровом образе этот импульс будет записан ровно в тот момент, когда он появился в звуковой дорожке, без какого-либо предварительного “звона”. **** В равной степени это справедливо для любого одиночного короткого высокочастотного сигнала, в том числе и музыкального, записываемого на студийном оборудовании 🙂

Но, по какой-то причине – после прохождения классического Цифрового Фильтра (ЦФ) с АЧХ и ФЧХ, близкой к идеальной, на осциллограмме восстановленного ЦАП сигнала практически всегда обнаруживается предшествующий “звон” или выброс, которого не было в исходной фонограмме. Значит ли это, что ЦФ вносит искажения?

На мой взгляд, правильный ответ нужно искать не только в особенностях цифро-аналогового преобразования, но и в особенностях аналого-цифрового преобразования. Тот самый импульс на дорожке виниловой пластинки перед АЦП прошел через необходимый в таком случае ФНЧ, но этот ФНЧ реализован в виде реальной электрической схемы, то есть не идеален. За счет этого  какая-то часть спектра импульса, лежащая выше частоты дискретизации АЦП обязательно останется в сигнале. И в момент аналого-цифрового преобразования (записи) АЦП создаст цифровой образ ослабленного импульсного сигнала у которого все гармоники частот, находящихся выше частоты дискретизации, будут включены в звуковой частотный диапазон.

Далее, при воспроизведении сохраненного оцифрованного сигнала (файла) ЦАП восстановит аналоговый сигнал, который соответствует исходному сигналу, плюс конечно и ультразвуковую часть спектра, включенную в область звуковых частот. То есть – восстановится импульсный сигнал, казалось бы успешно “отфильтрованный” на этапе аналого-цифрового преобразования и – более того,  из-за неидеальности цифро-аналогового преобразования этот сигнал будет иметь форму, весьма далекую от исходной – с выбросами и предварительными “звонами”. Строго говоря, в том что они появились нет никакой проблемы или неисправности ЦАП и Цифрового Фильтра. Информация о них есть в самой цифровой фонограмме и она обязательно проявятся, если ее восстанавливать максимально точно математически. Можно сказать, что ЦФ в ЦАП как бы “не знает”, что исходный сигнал прошел аналоговый ФНЧ перед оцифровкой 🙂

То есть – “Математически Точный” Цифровой Фильтр не “фильтрует” некий исходный цифровой сигнал – а по заданным алгоритмам воссоздает заново некую цифровую последовательность, информацию об исходном сигнале.

Существуют Цифровые Фильтры, которые не имеют “звона” при восстановлении импульса, но они не являются математически точными, так как вносят значительные фазовые и (или) амплитудо-частотные искажения. Идеальный ФНЧ имеет полосу пропускания от 0 Гц и по шкале времени (фазы, по сути) работает симметрично от минус до плюс бесконечности, что на практике (в “железе”) реализовать невозможно. Не идеальный ФНЧ можно сконструировать ограничив шкалу времени от нуля до бесконечности (ограничить по фазе) и такими образом убрать предварительный “звон”, но – невозможно добиться одновременно отсутствия “звона” и ограничения частотных и (или) динамических (“амплитудных” 🙂 ) потерь в сигнале и отсутствия восстановления гармоник частот помех.

На практике обычно применяют два наиболее распространенных способа.

Первый способ – наиболее прост – согласиться на потери в исходном сигнале. Поскольку предварительный “звон” имеет сравнительно узкий частотный спектр, близкий к половине частоты дискретизации, то применив Цифровой ФНЧ с пониженной частотой среза можно существенно ослабить его заметность. Например можно выбрать частоту среза ФНЧ =19 kHz вместо 22 kHz и выбрать менее крутой спад АЧХ, что почти гарантированно ослабит различные паразитные ВЧ составляющие исходного сигнала. При этом, конечно неизбежно теряется и часть полезного сигнала, но существенно снижается заметность цифровых артефактов (aka “цифрит”) и исчезает “звон” при воспроизведении импульсов.Такие Цифровые Фильтры  обычно имеют в своем названии слово “Soft”.

Второй способ – отказаться от Цифрового Фильтра, но при этом уйти вверх по частоте дискретизации, тем самым транспонируя спектр помех и их гармоник существенно выше звуковой области. В частности, если при воспроизведении файлов выполнить передискритизацию с частотой ~192K, то применяя только Аналоговый ФНЧ на выходе ЦАП с частотой среза, например ~ 50 kHz, то можно добиться хорошего компромисса по качеству звука при широкой полосе воспроизводимых частот в области ВЧ, минимальных фазовых искажениях и очень низком уровне остаточных ультразвуковых составляющих помех и их гармоник.

То есть, логично получается вполне очевидный вывод, что для воспроизведения CD-rip’ов и  студийных исходников 48…192K без их конвертации в DSD лучше всего подойдет Hi-Res PCM ЦАП без ЦФ и с несложным аналоговым ФНЧ в выходном каскаде. 🙂

Январь 2020 г.Владивосток

P.S. К таким выводам меня привел довольно старый пост неизвестного автора на одном из форумов по оцифровке “винила”. К сожалению, имя автора и название форума я не запомнил.

Иногда они возвращаются. Часть 5. Комбайн для HD800

Недавно известный форумчанин SharapOFF принес мне на upgrade мой же “Комбайн” – Усилитель + ЦАП для телефонов Sennheiser HD800” – конструкция 2012 года. Напоминаю, что в то славное время специализированные усилители для наушников считались редкой причудой.

Что сделано в 2019 – схему усилителя немного модифицировал до “Light Voice – ЦАП и усилитель для наушников – Система выходного дня”, ЦАП заменил на современный USB DSD комплект XMOS+AK449Х с custom прошивкой, переделал блок питания, выбрал более интересный алюминиевый корпус меньших размеров. Регуляторы оставил те же, поскольку во-первых – они прекрасно работают и, во-вторых – это настоящие ALPS, приобретенные в digikey. И да – в 2012 году еще было возможно найти настоящие ALPS 🙂

Сентябрь 2019 г. Владивосток

Внешний Блок Питания для Hydra-Z USB

Несколько лет назад ко мне на тестирование попал тогда еще “свежайший”, практически сигнальный экземпляр Hydra-Z – USB audio playback bridge.

Результаты тестов были озвучены на форуме doctorhead и там же было высказано предложение о необходимости изготовления высококачественного, но не очень дорогого внешнего линейного блока питания. Блок питания был успешно разработан и изготовлен, а чуть позже его конструкция приобрела вполне законченный  внешний вид.

Согласно требуемой спецификации, источник питания для Hydra-Z должен обеспечивать выходное напряжение 5V при токе 1A, что не является какой-либо сложностью – но, как известно – всегда важны технологические ньюансы. Я применил тороидальный трансформатор мощностью 25W (то есть с пятикратным запасом), двухфазный однотактный выпрямитель напряжения по схеме со средней точкой вторичной обмотки, фильтр выпрямленного напряжения  по топологии С-R-C и высококачественный интегральный стабилизатор серии LT/LM. Выходное напряжение изолировано от металлического корпуса блока питания, который гальванически соединен с выводом “земля” IEC разъема​, таким образом выполняя роль экрана от помех. В блоке питания применен IEC разъем со встроенным симметричным фильтром, что позволяет существенно ослабить проникновение помех в блок питания от цифровых устройств при их подключении в общий разветвитель сетевого напряжения. Соединительный кабель – из высокочистой меди, экранированный, я применил разъемы Neutrik Pro и Oyaide Gold. В итоге – этот блок питания действительно слышимо улучшает работу Hydra-Z и является “must have” устройством. 

Несколько фото: 

 

Январь 2015г….Июнь 2018г.                                                                  г.Владивосток

Простой корректор на Советских Лампах

Начинающие “виниловоды” часто спрашивают меня о простой в сборке и не требующей особой наладки схеме корректора, на недорогих и доступных лампах советского производства. Что же – такая схема у меня есть 🙂

6Н2П_EB_RIAA_001

Комментарии к схеме корректора.

На мой взгляд – это наиболее оптимальная и качественная схема на лампах 6Н2П-ЕВ, 12AХ7.  Первый каскад – лампы одного баллона соединены параллельно, это снижает внутреннее сопротивление, что, в свою очередь – понижает шумы и уменьшает выходное сопротивление каскада. Таким образом, цепи коррекции меньше нагружают первый каскад и потери сигнала на них получаются меньше. Второй каскад – с катодным повторителем на выходе, что обеспечивает низкое выходное сопротивление и дает возможность работать на длинный кабель и  сопротивление нагрузки от 10 кОм.
По конденсаторам в корректирующей цепи – высокого напряжения на них нет, поэтому можно применить качественные фольговые низковольтные полистирольные конденсаторы. Межкаскадный и выходной конденсаторы должны быть на рабочее напряжение не менее Ua. Катодные
конденсаторы – Panasonic серии FK, FC.  Панельки ламп лучше применить
со “стаканами”. Напряжение источника питания может быть в пределах +220…+300V (может быть и выше, но потребуется коррекция номиналов резисторов R9, R10).  Наладка схемы сводится к контролю режимов работы ламп и подбору ламп по  одинаковому итоговому усилению левого и правого каналов. Напряжение на анодах ламп первого и второго каскадов – в зависимости от напряжения источника питания должно быть в пределах  100…150 Вольт. Рекомендую запастись достаточным количеством ламп, 10 шт 6Н2П-ЕВ – это минимум для подбора идентичного комплекта. И еще –  лампы 6Н2П обязательно должны быть с индексом ЕВ.  Обычные “простые” 6Н2П – не подойдут, не тратьте на них свое время.

Блок Питания.

Схема – 6Н2П_EB_RIAA_002

Поскольку начинающие виниловоды применяют трансформаторы не “такие как надо”, а “такие, какие есть в наличии” 🙂 – то для исключения различных трудноустранимых “неожиданностей” я рекомендую выполнить блок питания в отдельном корпусе. Схема вполне стандартная – выпрямитель, фильтр на полевом транзисторе.  Если вторичная обмотка имеющегося в наличии трансформатора  – одна без отвода от середины и на напряжение 200…250V, то можно применить мостовой выпрямитель.
Транзистор фильтра и стабилизатор – на радиаторах, можно закрепить на
металлический корпус через изолирующие прокладки. Транзистор фильтра практически не нагревается, а стабилизатор напряжения накала будет
довольно горячим.

Хорошего Звука!

Январь 2015г.                                                                                     г.Владивосток

Блок питания для Macmini i7

Этим летом один мой хороший знакомый, эзотерик и аудиофил Николай, находясь в отпуске наконец-то систематизировал свою коллекцию “цифровой” музыки и провел некоторый апгрейд цифровой  части своей аудиосистемы – вместо старенького ноутбука HP приобрел новый Macmini (+SSD), что дало ему повод задуматься над последним (*** как выяснилось позднее – предпоследним) этапом приведения системы к совершенству – а именно, над усовершенствованием или заменой импульсного блока питания его нового компьютера, который, как известно, при работе под нагрузкой является отличным генератором широкого спектра помех. Вообще-то на материнской плате Macmini расположены несколько импульсных модульных  блоков питания, которые, как и основной сетевой БП являются источниками помех. Но тут следует учесть одну особенность – эти модульные блоки разделены по нагрузке и питают только определенные группы микросхем  и периферийных устройств. Кроме того, специализированные микросхемы DC-DC преобразователей, применяемые в этих модулях – гораздо лучшего качества и генерируют существенно меньше помех, чем те, что используются в блоке питания от сети. Если у вас есть ноутбук, то смысл применения и полезность линейного блока крайне легко проверить – просто сравните качество воспроизведения c подключенным адаптером питания и при работе ноутбука от аккумулятора.

Поэтому было принято решение сделать “тихий и спокойный” линейный блок. Для начала Macmini был разобран, все пружинки и винтики весьма оригинальной формы были бережно сложены в отдельную коробочку. Выяснилось, что встроенный блок питания имеет выходное напряжение 12V, максимальный ток нагрузки 7A- у меня, кстати, это сразу вызвало некоторые сомнения. И точно, по результатам измерений оказалось, что в реальной жизни Macmini i7 c 8Gb RAM и 128Gb SSD диском потребляет не более  5A. Выходной разъем встроенного БП –  10-контактный,  контакты 1…4 – общий,  5- i-sense, 6-свободен и 7…10 = +12V. Во время работы компьютера i-sense активен (постоянно =1). При включенном блоке и выключенном компьютере i-sense =0. На плате блока питания этот вывод соединен с общим через резистор 4.7 кОм. Исходя из выясненных требований, была разработана схема будущего блока и подобран подходящий корпус. Схема блока питания – Macmini_PS. Блок питания выполнен на обычном высококачественном линейном стабилизаторе от Linear LT1084-CT с максимально – допустимым током нагрузки 7.5А, встроенной защитой от перегрева и перегрузки, применен питающий трансформатор мощностью 200VA с напряжением вторичной обмотки 15V. Выпрямитель мостовой, диоды моста зашунтированы пленочными конденсаторами. Фильтр выполнен по топологии СRC. В качестве фильтрующих я применил конденсаторы Panasonic серии FC и некоторое количество высококачественных пленочных, керамических и слюдяных конденсаторов. В Macmini –  в пластиковом корпусе от “родного” импульсного блока питания  установлена плата с дополнительными фильтрующими конденсаторами, а входной провод питания  выведен через отверстие разъема подключения сетевого провода. В качестве разъема для подведения питания я применил Neutrik серии SpeakOn.

Конструкция получилась очень удачной и оправдала все ожидания.

Сентябрь 2013                                                                                               г.Владивосток

USB эпилог для PrimaLuna Prologue

В июле этого (2012) года ко мне обратился один мой старый знакомый меломан с несколько неожиданной просьбой. Дело в том, что у него сломался проигрыватель компакт-дисков PrimaLuna Prologue CD. Само по себе это “событие” для проигрывателя CD вполне обычное, несколько необычной была просьба – переделать его  в USB ЦАП  :). Я решил попробовать – почему бы и нет.

В PrimaLuna CD применен ЦАП PCM 1792 (см pcm1792), работающий в “паре” с асинхронным ресемплером  SRC4192 (см src4192). Цифровые данные между этими микросхемами передаются по стандартной 3-х сигнальной шине (BCLK, LRCLK, SDAT). Синхронизируется работа микросхем при помощи тактового генератора, в PrimaLuna он выполнен по оригинальной схеме на лампе – миниатюрном триоде Российского, кстати, производства.

Из проигрывателя был извлечен и выброшен в мусорный ящик неисправный CD-транспорт, а на его место была установлена плата USB интерфейса TerraDak на микросхеме TENOR TL072. После некоторого апгрейда (замены микросхемы стабилизатора, фильтрующих конденсаторов и конденсаторов “обвязки” цифровых микросхем) эта плата начинает весьма неплохо работать в качестве USB конвертора, кроме того, помимо выхода SPDIF, на плате присутствует необходимый трехсигнальный  интерфейс + дополнительный выход от 6 MHz тактового  генератора точностью 5 ppm.

При “внедрении” USB конвертора в цифровой интерфейс проигрывателя необходимо решить важный вопрос – синхронизации.  Я рассматаривал два варианта – присоединить конвертор непосредственно к ЦАП, минуя ресемплер SRC4192 или все-таки присоединить конвертор через ресемплер. Кроме того, нужно было решить вопрос с тактовым генератором – использовать ли “родной” ламповый генератор или тактировать весь цифровой интерфейс от генератора  USB конвертора.

При соединении USB конвертора “напрямую” к ЦАП, последний получает цифровые данные с частотой дискретизации, заданной USB конвертором, которая, в свою очередь, может быть задана програмой – драйвером. Поскольку в основном, цифровые музыкальные файлы “сграблены” с CD, то частота дискретизации цифровых данных на выходе USB конвертора большую часть времени будет 44.1 кГц….

И вот тут-то самое время взглянуть на аналоговую часть ЦАП PrimaLuna CD. А она организована следующим образом. PCM1792 имеет дифференциальные токовые выходы. Преобразователь ток- напряжение выполнен на специализированных сборках (точные резисторы + ОУ), с выхода которых через согласующие трансформаторы сигнал поступает на ламповый буфер – фильтр – усилитель. Для фильтрации помех на выходе ЦАП в буфере применен простой фильтр второго (?) порядка, частота среза которого примерно 60 кГц. Совершенно очевидно, что такая простая схема фильтра будет давать стабильно – предсказуемый результат при  “стабильно- расчетной” высокочастотной помехе на ее входе. То есть для лучшей работы аналоговой части этого ЦАП необходимо, чтобы на его вход подавались цифровые данные с одинаковой (высокой) частотой дискретизации, вне зависимости от того, какая исходная частота дискретизации воспроизводимых цифровых файлов.  Для этого разработчики PrimaLuna применили перед ЦАП дополнительную микросхему-ресемплер SRC4192, режим работы которой установлен таким образом, что вне зависимости от разрядности и частоты дискретизации входных данных, выходные данные имеют фиксированный формат – 24bit/192кHz. Таким образом, цифровая помеха на выходе ЦАП стабильно-предсказуема и работа аналогового фильтра-буфера максимально эффективна. Поскольку в этом случае приоритетной является синхронная работа PCM1792 и SRC4192 вполне логичен выбор внутреннего “лампового” генератора CD в качестве тактового.

Исходя из этого, я принял решение подключить UBS конвертор на вход ЦАП через ресемплер SRC4192. (*** – конечно, перед этим я попробовал и “прямое” подключение и переключался между тактовыми генераторами:) ). Поскольку CD привод был убран, я так же удалил с платы проигрывателя микросхемы управления сервосистемой и дисплеем.  Нужные дрожки сигналов входного цифрового интерфейса ресемплера на печатной плате нашлись довольно легко, соответствующие сигналы с платы USB конвертора к ним я подвел через три коаксиальных провода.

“Внедрение” платы конвертора потребовало некоторых механических работ – установка монтажных стоек, рассверловки отверстия для установки гнезда USB, изготовление декоративной накладки на переднюю панель, закрывающую вырезы для дисплея, кнопок управления  и лотка CD. На разъем коаксиального цифрового выхода CD я вывел SPDIF сигнал с выхода USB конвертора. Таким образом, появилась дополнительная возможность использовать это устройство как внешний USB-SPDIF преобразователь.

 

Июль 2012 год                                                                                             г.Владивосток

Berkeley Alpha USB – взгляд внутрь

Berkeley Audio Design Alpha USB – то это внешний интерфейс для воспроизведения цифровых фонограмм при помощи компьютера и ЦАП.  Устройство пока еще довольно редкое, вызывет неподдельный интерес и бурно обсуждается на doctorhead.ru  B  2011 году этот конвертор поставлялся только под заказ и найти свободный экземпляр у дистрибуторов было невозможно, тем не менее мне поступила пара заявок на поставку. Поставка заняла несколько месяцев, и вот, в феврале 2012 года экземпляр устройства попал в мои руки. Конструктивно  Alpha USB представляет собой небольшую металлическую коробку размером примерно 26 (ш) х13 (г) х 6(в) см. На задней панели расположены вход USB, и выходы – SPDIF коаксиальный разъем BNC и XLR разъем AES / EBU. Режим работы USB – асинхронный, поддерживаемый формат цифровых аудиоданных до 24/192, для воспроизведения на Windows-компьютер устанавливается драйвер. Особое внимание при разработке было уделено помехозащищенности – так, порт USB полностью гальванически развязан от других узлов,  а для более точной синхронизации выходных данных применен буфер, управляемый микроконтроллером.  Для синхронизации работы микроконтроллера и тактирования выходных данных применены прецизионные кварцевые генераторы. Berkeley утверждают, что кристаллы требуемой точности  изготавливаются только на заказ. Блок питания – встроенный, трансформаторный с линейными стабилизаторами и легко переключается на напряжение 220V.

Я сравнивал звучание Berkeley c тремя аналогичными устройствами- Audiophileo 1, USB Flamеnco  и модифицированным USB TerraLink. При сравнении была цель не столько  выяснить – какое устройство “лучше”, а услышать и понять – в чем, собственно отличие. 🙂

Для сравнения использовался мой тестовый ноутбук Toshiba Satellite U305 (процессор Т2310, память 4Gb, ОС Windows 7, программный плеер foobar2000 v 1.1.11, файлы воспроизводились с внешней USB “флэшки” емкостью 16Gb. При тестировании компьютер работал от аккумуляторов.  Воспроизводился ряд хорошо известных мне записей, в основном Master Tapes и официальные Hi-Res релизы.

При тестировании я обычно обращаю внимание на “фокусировку” звучания, то есть насколько стабильна звуковая картина, не перемещается и не “расползается” ли она в зависимости от темпа, количества звучащих инструментов, голосов. Затем я обращаю внимание на натуральность, естественность тембров, формирование “сцены” – то есть разделение звуков по уровню и расположению их пространстве, оцениваю так называемую “динамику” – то есть способность устройства выразительно передавать ритмические и громкостные контрасты музыкального произведения.  После чего я фокусируюсь на музыкальных образах. Как правило, музыка, сочиненная с неким замыслом, “посылом” у меня вызывает вполне определенные эмоционально- зрительные ассоциации. На мой взгляд невозможно полноценно оценивать музыкальное произведение “абстрактно”, без учета характерных особенностей личности композитора, исполнителя.

Все представленные устройства показали себя очень хорошо. Сразу выявилось две группы – это TrraLink и  USB Flamenco  c одной стороны и Alpha USB и Audiophileo – с другой. Устройства из первой группы – отличные USB конверторы, с четким, стабильным и предсказуемым звучанием. Настолько предсказуемым, что их трудно идентифицировать. Сцена сфокусирована, инструменты четко разделены, тембры – определены в рамках своих диапазонов. Марш – играет, солдаты – маршируют. Четкий, динамичный, выверенный, правильно – студийно – лабораторный звук.  Что, в общем-то – хорошо, поскольку при формировании звучания своей системы дает прекрасную возможность практически исключить из рассмотрения вариантов источник, и уделить все внимание усилителю и акустике. Устройства второй группы – это индивидуальность и характер. Audiophileo, пожалуй, отражает концепцию звука 90-х – музыка подается густо, насыщенно, даже слегка напористо. Звучание плотное и одновременно детальное. После продолжительных сравнений мне показалось, что все-таки тембры несколько так сказать, “микро-синтетичны”, часто возникало такое ощущение, что как будто какой-то очень-очень тонкий тембральный ньюанс не “доигрывается”, теряется.

Berkeley Audio – совсем другое, это скорее аналоговый звук конца 60-х в самом лучшем его проявлении. Тембральная выразительность, тщательнейшая прорисовка музыкальных деталей и тональных переходов между ними. Прекрасная тембральная точность, музыкальная ткань практически осязаема…. Система звучит так, что ловишь себя на мысли, что слушаешь не компьютерный файл, а виниловый тракт высшего уровня. Богатство открывшихся вдруг тембральных переходов, в казалось бы уже сто раз слышанном произведении – просто поражает. В некоторых старых записях (особенно это касается Master-Tapes) вдруг обнаруживается рабочий фон – где-то очень тихо, буквально чуть-чуть выше уровня шума ленты стали слышны некие студийные артефакты, копир-эффект… Или, например на записи скрипичного дуэта отчетливо слышно, как исполнитель нечаянно задевает рукавом за пюпитр… Супер. The Dream Weaver. Я практически готов заказать наклейку на заднее стекло свое машины – “I love Berkeley Audio Design Aplha USB”.

Март 2012 год                                                                                              г.Владивосток

Замена разъема BNC на RCA –

Примечание –  балансный разъем разборный, металлическая окантовка отсоединяется при помощи поворотной защелки, расположенной внутри. Для разборки понадобится тонкая отвертка.

Январь 2015 год                                                                                             г.Владивосток

Upgrade CD-проигрывателя Original CD-2008

Этот проигрыватель приобрел по случаю один мой хороший знакомый, любитель классической музыки 20-го века.  В смысле потребительских свойств этот проигрыватель удовлетворял его полностью, но вот в смысле звука… В принципе, звучал он многообещающе — с объемом, хорошей прорисовкой сцены, но тембрально — звук был неточен, нестабилен и груб. Мне было доверено выяснить  причину и, по возможности, исправить ситуацию к лучшему.

Вскрытие показало следующие конструктивные особенности – в проигрыватель установлено два ЦАПа, одних из них  (PCM 1732) предназначен для воспроизведения SACD, второй – для CD (PCM 1792). ЦАП для CD собран на основной плате, схема выходного каскада практически идентична типовой. ЦАП для SACD собран на отдельной платке, которая крепится на разъемах поверх основной платы. Переключение выходов между этими двумя ЦАП осуществляется при помощи  реле.  Поскольку SACD в коллекции владельца проигрывателя отсутствовали и их появление не планировалось, платка ЦАП на 1732 отправилась в мусорку. Туда же отправилась и схема коммутации, а так же плата формирователя балансного выходного сигнала. Операционные усилители OPA604 были заменены на серию LT1XXX, стабилизаторы серии 78XX и LM317 были заменены на серию LT. Так же пришлось немного повозиться с размещением шунтирующих конденсаторов в цепях питания, китайские электролиты были заменены на конденсаторы Elna Silmic, керамика-  на Panasonic серии NPO. Питание генератора было дополнительно шунтировано емкостями Sanyo OS-Con.  Поскольку с доработанным питанием коммутационные помехи на выходе ЦАП практически отсутствовали, то из схемы выходного каскада ЦАП были убраны ключи и  выходные конденсаторы.

После доработки звучание проигрывателя преобразилось. От грубости и жесткости не осталось и следа – звук ясный, четкий, тонально выверенный и достоверный. До сих пор помню удивленное, восхищенное и довольное выражение лица моего знакомого, когда я включил ему Хейфеца…..

Ноябрь 2010 год                                                                                             г.Владивосток