Jak nejlépe dostat digitální zvuk z PC do receiveru/DAC

Zvukové karty (interní/externí), reproduktory, sluchátka, ...

Jak nejlépe dostat digitální zvuk z PC do receiveru/DAC

Příspěvekod dohnalik » úte 31. pro 2013 23:01:11

Chtěl bych tady trochu vysvětlit problematiku jitteru a digitálního přenosu z PC, jelikož spousta lidí žije v mylné představě, že u digitálu na kvalitě nezáleží, protože jsou to jen jedničky a nuly.

Co je to jitter?
Je docela možné, že jste se s tímto termínem již setkali. Nebudu popisovat moc co to je, ale popíši hlavně jeho účinky...

Jitter je zjednodušeně fázový šum převedený do časové domény.
Způsobuje to, že vzestupné a sestupné hrany digitálního obdélníkového signálu se náhodně pohybují na časové ose.

Obrázek

Takto vypadá znázorněný graficky. Černý signál je ideální, modrá je pak zatížený jitterem.
Naprosto jednoduše se to dá taktéž vysvětlit tak, že si tam jedničky a nuly skáčou kdy chtějí (do určité míry, to udává velikost jitteru) a není to předvídatelné.

Proč vadí?

Jitter nevadí, pokud se data zpracovávají digitálně - například pokud vytáhnete z CD přehrávače do zvukovky opticky S/PDIF, tak nahrajete přesně to, co je na CD, na jitteru tu nezáleží.

Avšak, pokud už data jdou do nějakého DAC nebo receiveru, tak zde nastává problém.
S/PDIF signál totiž kromě dat přenáší taktéž hodiny/clock, kterými jsou synchronizovány veškeré procesy v DAC. A pokud si tyto hodiny skáčou jak chtějí, tak také dochází k převodu digitálního signálu na analogový pokaždé v jiné době a to krom nelinearity způsobuje horší odstup signál/šum, zkreslení a velice nepříjemné /pisklavé, uječené/ výšky.

Přehled digitálních rozhraní

Většina z vás určitě zná S/PDIF, ať už v koaxiální formě, nebo optické (TOSLINK). Nicméně je také dobré vědět, že existují dva USB protokoly, které dovolují přenášet zvuková data, že je lze tahat taktéž přes FireWire a že všechna tato rozhraní můžou pracovat ve dvou VELICE odlišných módech, takže není SPDIF jako SPDIF a USB jako USB.

Synchronní přenosy:
Všechny synchronní přenosy se vyznačují tím, že hodiny ve vysílacím zařízení (například PC), řídí i veškeré procesy v přijímací zařízení jako je DAC, tj. tyto dvě zařízení pracují naprosto synchronně.

Koaxiální S/PDIF - jitter do 150 ps, dobré přijímací obvody dosahují i 50 ps, nejlepší synchronní přenos, jaký se pro komerční sféru dělá (existuje ještě AES/EBU, který je však to samé, jen jej lze přenášet na mnohem větší vzdálenosti a používá se převážně u profitechniky).

Optický S/PDIF (TOSLINK) - Je naprosto stejný jako koaxiální, ale používá k přenosu levného plastového rádoby optického kabelu a velice nekvalitních přijímačů a vysílačů. To má za následek, že jeho jitter s pohybuje od 1000 do 15000 ps! To je ohromné číslo, zvážíme-li, že jedna perioda při 192kHz vzorkovací frekvenci trvá 44,3 ns.

Isynchronní USB - jedná se vždy třídu UAC1, kterou poznáte nejjednodušeji tak, že funguje na Windows bez ovladačů (on totiž UAC2, na rozdíl od snad naprosto všech ostatních operačních systémů, nepodporuje, jak taky jinak) a nepodporuje vzorkovací frekvence vyšší než 96 kHz a 24 bitů. Typickým příkladem je jakékoli USB Fiio (E10 například), nebo jiný kapesní USB DAC.

Jitter tohoto USB přenosu se pohybuje okolo 3000-3500 ps

Asynchronní přenosy:
Všechny asynchronní přenosy, ať už USB, FireWire nebo S/PDIF jsou na prakticky stejné úrovni a je to to nejlepší, co si můžete pořídit pro přenos digitálního zvuku. Jejich jitter totiž záleží jen na jediné věci - vnitřních oscilátorech, které slouží jako zdroj hodin a jejich jitter se snad nikdy nepřehoupne přes 10 ps (v mém případě u mých zvukových karet a DAC co stavím je to cca 0,1ps). Jelikož má tedy DAC vlastní přesný zdroj hodin, tak na ně potřebuje synchronizovat data a to se dělá u každého přenosu jinak:

S/PDIF (optika i koax) - vede se další vodič zpátky do zvukovky, který obsahuje hodiny vnitřních oscilátorů připojeného DAC a zvuková karta na něj jednoduše synchronizuje všechna data...problém solved. To umí například ESI Juli@.

USB: Využívá se třídy UAC1 nebo UAC2 (ta podporuje až 384 kHz 32 bitů a desítky obousměrných kanálů zároveň a je podporována všemi operačnímy systémy, na windows potřebuje ovladače třetí strany). Synchronizace probíhá tak, že procesor který obstarává USB komunikaci má vnitřní buffer, který se plní příchozími daty a pokud data dochází, nebo je jich moc, tak pošle přes HID feedback endpoint zpátky PC, že má přidat/ubrat...nic co by uživatele mělo zajímat.

FireWire: to samé co USB

Záleží při S/PDIF na kvalitně zvukové karty?

Značně! Integrovaná zvuková karta má hromadu jitteru ještě před tím, než se vůbec začnou data kódovat do S/PDIF podoby. Nejlepší na digitální přenos je z běžných karet asi ESI Juli@, ale ani žádná Asus Xonar neurazí.

Nejlepší možné připojení DAC/zvukové karty?
Galvanicky oddělené asynchronní USB.

Nejlepší možné připojení receiveru?
Koaxiální SPDIF z dobré zvukové karty jako ESI Juli@, nebo externího Asynchronního USB -> S/PDIF převodníku (M2tech Hiface).

Tímto vším jsem chtěl mimo jiné dokázat, že záleží na kvalitě zvukové karty i v případě, že data jsou tahána mimo PC digitálně s přes S/PDIF. Drtivá většina desek má jen optiku a i když se analogová část integrovaných kodeků zlepšuje, tak digitální výstup se spíše zhoršuje.
High-Fidelity audio FAN | Linux user
Uživatelský avatar
dohnalik
Transmeta Crusoe
 
Příspěvky: 942
Registrován: 13. 12. 2008
Bydliště: Jen-Hsun Huang's house
Poděkoval: 0 ×
Získaná poděkování: 12 ×

Share On:

Share on Facebook Facebook Share on Twitter Twitter

Re: Jak nejlépe dostat digitální zvuk z PC do receiveru/DAC

Příspěvekod durib » stř 01. led 2014 11:44:25

Děkuji za hodnotné informace. A jak je na tom zvuk přes HDMI, popř. DP?
A jak zjistím, jestli mám synchronní, nebo asynchronní komunikaci?
díky.
durib
IDT WinChip
 
Příspěvky: 393
Registrován: 5. 12. 2008
Poděkoval: 5 ×
Získaná poděkování: 2 ×

Re: Jak nejlépe dostat digitální zvuk z PC do receiveru/DAC

Příspěvekod dohnalik » stř 01. led 2014 14:07:32

U USB to zjistíte tak, že karta nefunguje bez ovladačů pod windows. Případně pokud podporuje frekvence vyšší, než 96/24, tak je jednoznačně UAC2. Ale i UAC1 umí asynchro, nicméně to jsem ještě v praxi nikdy neviděl, umí to snad jenom můj dac, co jsem postavil, na žádnou komerci jsem nenarazil :)
HDMI je takovej střed mezi optikou a koaxem, nikdy jsem žádné měření neviděl a ani HDMI protokol jsem nestudoval, nicméně nedělám si o kvalitách iluze, podle mě bude propojení koaxem lepší, avšak asi docela zanedbatelně.
Naposledy upravil dohnalik dne stř 01. led 2014 15:10:06, celkově upraveno 1
High-Fidelity audio FAN | Linux user
Uživatelský avatar
dohnalik
Transmeta Crusoe
 
Příspěvky: 942
Registrován: 13. 12. 2008
Bydliště: Jen-Hsun Huang's house
Poděkoval: 0 ×
Získaná poděkování: 12 ×

Re: Jak nejlépe dostat digitální zvuk z PC do receiveru/DAC

Příspěvekod Tomix » stř 01. led 2014 14:31:16

Moc dobrý článek pro laiky jako já :)

Ohledně Asynchroního přenosu přes koax, kde se vede jeden vodič zpět do zvukovky se nazývá "BNC"?

A je velký rozdíl u kvalitních DACů mezi Asynchroním a Isynchroním USB?
Hodně mě zaujal tento model http://www.tpdz.net/en/products/d3.htm
Jaký máš na něj názor?
Core i5 4670K | Scythe Mugen 4 | GTX 760 Hawk | Asus Gryphon Z87 | 16 GB DDR3L Crucial VLP | Delta DPS-500QB | Samsung 840 EVO | Mionix Avior 8200 | NEC EA244WMi | Denon PMA-720AE | Asus Zenbook UX303LA-R4390H
Uživatelský avatar
Tomix
Moderátor
 
Příspěvky: 4558
Registrován: 17. 1. 2011
Bydliště: Velké Němčice
Poděkoval: 54 ×
Získaná poděkování: 246 ×

Re: Jak nejlépe dostat digitální zvuk z PC do receiveru/DAC

Příspěvekod dohnalik » stř 01. led 2014 15:01:09

Asynchro S/PDIF rozhodně není v praxi moc běžný, řekl bych, že je to tak 0,01% všech S/PDIF připojení. Vodič zpátky do zvukovky se nazývá Wordclock, BNC je typ konektoru...používá se BNC a RCA (cinch), ale většinou u toho wordclocku BNC, to máš pravdu. DAC, který umí asynchro S/PDIF vypadá nějak takto: http://i.imgur.com/grkLU.jpg

Mezi asynchro a isynchro USB je rozdíl docela propastný... stačí se podívat jen na jitter, 1ps u asynchro vs 3000-3500ps u isynchro. Ten DAC do posíláš je docela běžná čína a má zkušenost je taková, že číňani jsou na návrh jakýchkoli digitálních nebo analogových obvodů naprostý polena a jsou to většinou strašný prasečiny, stačí se podívat na ebay. To co posíláš ty je isynchro využívající Tenor TE7022L, tedy 96/24 přes USB. Ten sluchátkový zesilovač by mě taky zrovna nepřesvědčil...kdyby to stálo do 3k, tak se to dá.

A ještě jedna důležitá věc...resampling windowsu způsubuje taktéž ohromný jitter! Kvalitní resampling jako SoX nebo ALSA na linuxu je celkem v pořádku, ale u windowsu nestojí za nic, takže doporučuji buď použít ASIO, KS, WASAPI, kterými se windows krásně obejde, nebo nastavit stejnou vzorkovací frekvenci v ovládacích panelech windows i na výstupu přehrávače, to znamená pokud máte většinu hudby v 44,1 kHz, tak nastavit stejnou frekvenci i ve windows, aby ni neresamploval.
Naposledy upravil dohnalik dne stř 01. led 2014 15:14:45, celkově upraveno 1
High-Fidelity audio FAN | Linux user
Uživatelský avatar
dohnalik
Transmeta Crusoe
 
Příspěvky: 942
Registrován: 13. 12. 2008
Bydliště: Jen-Hsun Huang's house
Poděkoval: 0 ×
Získaná poděkování: 12 ×

Re: Jak nejlépe dostat digitální zvuk z PC do receiveru/DAC

Příspěvekod Colouring » stř 01. led 2014 15:12:10

Tomix píše:Moc dobrý článek pro laiky jako já :)

Ohledně Asynchroního přenosu přes koax, kde se vede jeden vodič zpět do zvukovky se nazývá "BNC"?

A je velký rozdíl u kvalitních DACů mezi Asynchroním a Isynchroním USB?
Hodně mě zaujal tento model http://www.tpdz.net/en/products/d3.htm
Jaký máš na něj názor?


Měl jsem od nich (Topping) tripath zesilovač k repro a za tu cenu, asi $50 jedem z nejlepších co jsem kdy slyšel. Akorát výkon do 2x 20W max.
Colouring
Intel 8080
 
Příspěvky: 29
Registrován: 27. 7. 2013
Poděkoval: 2 ×
Získaná poděkování: 1 ×

Re: Jak nejlépe dostat digitální zvuk z PC do receiveru/DAC

Příspěvekod feboi » stř 01. led 2014 17:06:22

PEKNE ZHRNUTE, skoda ze to neprislo skor, musel som prestudovat haldu materialov ked som vyberal pre seba DAC.
Ale nakoniec som spoko. Sa mi potvrdilo, ze M2tech vie urobit kvalitny async USB rovno do analog vystupu.
A mozem vyhlasit, ze aj v studiach posluchovych kde som bol, tak bola citelne lepsia kvalita zvuku za pouzitia prevodniku M2Tech USB/spdif aj ked mali u dost drahych pouzitych DAC priamo USB vstupy.(Cize v podstate mali zapojenie DDC - DAC, co mne ako lajikovi nedavalo ziadny zmysel) Cize pouzitim DD prevodniku Hiface USB/Spdif bol rozdiel natolko citelny ze 160Eur navyse predstavovalo pre nich opodstatnene naklady. Z toho vyplynula moja volba na async USB 192KHz+ DAC. Treba to proste vediet spravit, ten dobre zvladnuty jitter je poznat. Z toho vyplyva, ze je vzdy kvalitnejsi zvuk z koaxu ako z optiky ak porovnavame bezne riesenia. Neni digital ako digital. Plati ale tiez, ze treba mat zostavu zladenu ako celok, tomu sa neda vyhnut takisto! Ale kto si to nevyskusa tak to nema ako pochopit z akychkolvek clankov.
i7-4770K@4,2@1,08V+GeLiD.Tranquillo.2+TR.TY140, MSI-Z97M.Gaming, 16GB DDR3 Kgn.Beast.2400MHz, GB-R9-280XOC, Zotac Premium SSD 240GB, WD.CB640GB..., NZXT.HP550.GOLD, Silverstone.Raven3, BenQ GW2760HS, HifaceUSBDAC, Yamaha A-S500, Magnat Vector 207 + CAsub, Sony.MDR-XB500 ...
feboi
Intel Celeron D
 
Příspěvky: 1746
Registrován: 3. 12. 2008
Poděkoval: 0 ×
Získaná poděkování: 18 ×

Re: Jak nejlépe dostat digitální zvuk z PC do receiveru/DAC

Příspěvekod dohnalik » stř 01. led 2014 17:10:27

Na ten hiface bacha...ono to zase takovej zázrak není. Obecně M2Tech rád nemám, protože prodávají ty věci dost předražený a ten návrh prostě mohl být lepší. Za cca 5000 Kč jsem schopen postavit USB transport, který rozdupe i to jejich EVO na maličký kousíčky...
High-Fidelity audio FAN | Linux user
Uživatelský avatar
dohnalik
Transmeta Crusoe
 
Příspěvky: 942
Registrován: 13. 12. 2008
Bydliště: Jen-Hsun Huang's house
Poděkoval: 0 ×
Získaná poděkování: 12 ×

Re: Jak nejlépe dostat digitální zvuk z PC do receiveru/DAC

Příspěvekod Tomix » stř 01. led 2014 17:21:56

Trochu OT ale... Kdy budeš mít hotovou sestavu a metodiku na testování?
Už se nemůžu dočkat. Po dlouhé době vidím člověka, co nemá jen teoretické znalosti ale má za sebou i nějakou praxi.
Core i5 4670K | Scythe Mugen 4 | GTX 760 Hawk | Asus Gryphon Z87 | 16 GB DDR3L Crucial VLP | Delta DPS-500QB | Samsung 840 EVO | Mionix Avior 8200 | NEC EA244WMi | Denon PMA-720AE | Asus Zenbook UX303LA-R4390H
Uživatelský avatar
Tomix
Moderátor
 
Příspěvky: 4558
Registrován: 17. 1. 2011
Bydliště: Velké Němčice
Poděkoval: 54 ×
Získaná poděkování: 246 ×

Re: Jak nejlépe dostat digitální zvuk z PC do receiveru/DAC

Příspěvekod dohnalik » stř 01. led 2014 18:18:36

https://lh5.googleusercontent.com/-Ddqs ... 203748.jpg chystá se to :) Zatím se mi podařilo dosáhnout zkreslení 0,00021% THD a 0,0005% THD+N, ale ještě ji čeká krabička a ladění hodnot některých součástek, pořád se mi to nelíbí...a jelikož toho teď mám docela hodně, tak nedokážu říct, kdy to bude...
High-Fidelity audio FAN | Linux user
Uživatelský avatar
dohnalik
Transmeta Crusoe
 
Příspěvky: 942
Registrován: 13. 12. 2008
Bydliště: Jen-Hsun Huang's house
Poděkoval: 0 ×
Získaná poděkování: 12 ×

Re: Jak nejlépe dostat digitální zvuk z PC do receiveru/DAC

Příspěvekod Tomix » stř 01. led 2014 20:54:47

Díky za info tak alespoň víme, že na tom usilovně pracuješ :)
Core i5 4670K | Scythe Mugen 4 | GTX 760 Hawk | Asus Gryphon Z87 | 16 GB DDR3L Crucial VLP | Delta DPS-500QB | Samsung 840 EVO | Mionix Avior 8200 | NEC EA244WMi | Denon PMA-720AE | Asus Zenbook UX303LA-R4390H
Uživatelský avatar
Tomix
Moderátor
 
Příspěvky: 4558
Registrován: 17. 1. 2011
Bydliště: Velké Němčice
Poděkoval: 54 ×
Získaná poděkování: 246 ×

Re: Jak nejlépe dostat digitální zvuk z PC do receiveru/DAC

Příspěvekod flanker » sob 15. bře 2014 23:14:46

uvítáme určitě více pdoobných forum článku a shrnutí, za mě palec nahoru :ano:
Je toho tolik, že se mi to ani náhodou už nevejde do podpisu :-) [url=http://forum.cnews.cz/viewtopic.php?f=45&t=5275&start=1250]info o mně[/url]
Uživatelský avatar
flanker
AMD overclocker
 
Příspěvky: 5093
Registrován: 20. 10. 2007
Bydliště: Brno
Poděkoval: 20 ×
Získaná poděkování: 40 ×


Zpět na Zvuk

Kdo je online

Uživatelé procházející toto fórum: Žádní registrovaní uživatelé a 1 návštěvník

cron