|
ЧАСТЬ 2
Вера. Надежда. Любовь
Существующие способы построения внутренней архитектуры цифровых трактов компакт-дисковых проигрывателей можно условно разделить на три основных группы.
Первый и наиболее часто используемый — построение всей последовательности звуковой цепи на готовых специальных микросхемах. Их, кстати, выпущено уже столько, что не мудрено и запутаться. Производят спецмикросхемы такие фирмы, как Burr Braun, Crystal Semiconductors, Motorola, NEC, Philips, Sanyo, Sony, Toshiba, Yamaha и другие.
В виде микросхем, к примеру, существуют готовый входной приемник, цифровой фильтр, однобитовый или мультибитовый ЦАП — производитель берет три этих чипа, вставляет в свое изделие и начинает его оптимизировать. Добавляет что-то свое: дополнительные цепи, сервисную логику, системы специальной цифровой обработки (Legato Link на Pioneer, ALPHA на Denon, Advanced-A/DAC MASH на Technics) и т.д., чтобы как-то улучшить качество воспроизведения информации с компакт-диска.
Однако точность работы таких трактов и в особенности точность процессов цифровой фильтрации зачастую получается весьма невысокой. Даже если используются суперфильтры с 45-битовой внутренней архитектурой или устанавливаются дополнительные цепи выделения синхроимпульсов, чтобы снизить негативное влияние jitter-эффекта (дрожание фаз синхронизирующих импульсов — неизбежное явление в цифровых системах. Вместо полноценной работы со всеми 16 битами цифровой фильтр и преобразователь — из-за возникающего временного смещения в поступлении данных — способны воспринимать лишь старшие 12-14 битов. Очевидно, что это приводит к ощутимому снижению качества звучания). То есть в простых цепях, реализованных на одной-двух микросхемах, теряется разрешение музыкального сигнала.
Второй способ основан на том, что для цифровой фильтрации прибегают к весьма замысловатом/ инструменту: программируемому цифровому фильтру, в котором помимо стандартных процедур передискретизации и интерполяции используются специальные алгоритмы. В память процессоров фильтра зашиты специальные программы, которые в ходе воспроизведения (в режиме реального времени) постоянно анализируют поступающий поток звукоданных и пересчитывают его. Фактически они делают ту же работу, что и традиционные цифровые фильтры, но как бы более качественно.
Цифровой сигнал можно оптимизировать либо в частотной, либо во временной области. Каждый из этих способов имеет как свои преимущества, так и недостатки. Фирмы, производящие массовую технику, используют какой-либо один тип фильтрации — обычно с ограниченным частотным диапазоном. (Как мне кажется, это выбор обусловлен существующей методикой объективных испытаний большинства журналов, которые рецензируют компакт-дисковые проигрыватели. Особенности этой стандартной процедуры известны производителям. Если эксперты журнала увидят ровную частотную характеристику, они скажут O'key! и, возможно, не поставят плохую оценку проигрывателю. Но их наверняка насторожат какие-либо перепады в АЧХ, что чревато снижением оценки.)
Казалось бы, оптимальный выход — строить фильтры с изменяемой характеристикой. Это довольно сложно: идущие по этому пути фирмы (Krell, Wadia, Theta, Meridian) конструируют свои проигрыватели на очень мощных быстродействующих процессорах (с тактовой частотой 60 МГц и выше), которые специально производит американская Motorola (например, процессор 56002). Интересно, что все программные инструкции, управляющие работой систем на основе одного, а то и целого десятка процессоров, могут быть разными и даже сменяемыми. Это дает возможность дальнейшего совершенствования цифровой фильтрации путем простой замены блока памяти, в котором записан алгоритм.
По части всего остального нельзя сказать, что внутренняя архитектура проигрывателей этих фирм сильно далеко ушла вперед. В качестве цифро-аналогового преобразователя, например, они обычно предпочитают использовать готовые микросхемы. В лучшем случае это специально подобранные пары микросхем, которые производят Burr Braun или Crystal Semiconductors.
Способ, предполагающий столь щепетильный подход к проблеме цифровой фильтрации, позволяет идеально точно воспроизвести всю музыкальную информацию, которая ранее была записана на компактдиск. Да, таким образом достигается очень высокое разрешение. Но, заметьте, — такой уровень разрешения попросту обнажает недостатки самого носителя. Стоит ли городить огород ради каких-то 16 бит по 44100 раз в секунду...
В этой связи вспоминается случай, когда в 1993 году наша фирма ("Пурпурный Легион"— прим. ред.) заинтересовалась продукцией компании Theta. Оказалось, чтобы привести ее в Россию, нам надлежало оформить разрешение КОКОМ, поскольку "на борту" цифровых конверторов этой фирмы фактически стояли чрезвычайно мощные компьютеры, эквивалентные нескольким сотням "экстишек" (ПК IBM-XT). Это и стало одной из причин нашего отказа от сотрудничества с Theta — иначе пришлось бы долго доказывать американским бюрократам, что музыкальные конверторы не будут использоваться для... наведения русских ракет на Америку.
Наконец, третий и, пожалуй, самый элитарный способ построения внутренней архитектуры — это подход фирмы UltraAnalog. Его принципиальное отличие от вышеописанных состоит в том, что для создания проигрывателя используются не просто какие-то готовые микросхемы и электронные сверхнавороты, а принципиально другой подход.
Этот способ решает главную проблему мультибитовых ЦАП'ов — их нелинейность на слабых уровнях сигналов. Ведь вытеснение мультибитовых преобразователей однобитовыми произошло не из-за того, что "однобитники" лучше. Просто крупным фирмам не с руки было возиться с деликатной настройкой каждого мультибитового ЦАП'а. Им оказалось проще сделать технологичные преобразователи, которые не нуждаются в юстировке, — стоят роботы и штампуют дешевые ЦАП'ы, в которых автоматически достигается линейность и определенный уровень разрешения слабых сигналов. UltraAnalog же обеспечивает линейность точной юстировкой каждой ступеньки выходного напряжения мультибитового ЦАП'а.
Кроме того, очень большое внимание UltraAnalog уделяет проблеме "джиттера". В приемник приходит поток звукоданных, организованных в соответствии с протоколом Sony/Philips Digital Interface Format (S/PDIF) (Есть и другой протокол передачи — SDIF, но он почти не используется в бытовой аудиотехнике, поскольку требует трех раздельных проводов ("L", "R" и "Word Clock")). В этом потоке помимо музыкальной информации присутствуют и синхроимпульсы. В специальном цифровом приемнике AES 21 эти синхроимпульсы выделяются с высокой точностью — именно они управляют всей обработкой данных в цифровом фильтре и ЦАП'е. Таким образом, цифровой приемник в концепции UltraAnalog как бы отражает jitter, отфильтровывая и уточняя поступающие синхроимпульсы.
Многие фирмы, производящие ламповый High End, придерживаются подхода UltraAnalog. Ведь их лозунг — максимальная простота при максимальном качестве всех электронных компонентов — как нельзя лучше соответствует духу этой технологии. Модули UltraAnalog используют в своих изделия такие ламповые гранды, как Manley, Sonic Frontiers, Counterpoint, Conrad Johnson. Их применение стоит также в планах фирмы Parasound. Модули UltraAnalog теперь можно встретить и в транзисторных изделиях компаний Mark Levinson и Audio Research.
"Заратустра" начинает и выигрывает
С подачи экспертов специализированных российских изданий осенью прошлого года наша фирма ("Пурпурный Легион" — прим. ред.) затеяла необычный эксперимент. Мы поставили себе задачей собрать два безукоризненных тракта для воспроизведения различных носителей, настроить их и попытаться субъективно оценить абсолютные музыкальные возможности "винила" и компакт-диска.
Основная трудность, как ни странно, состояла не столько в подборе эталонной аудиотехники, сколько в поиске совершенно одинакового музыкального материала, изданного как на "виниле", так и на CD. К счастью, к нам в руки попало несколько весьма достойных "двойников": "Mike Garson. The Oxnard Sessions", "Frederic Fennel. Dallas Wind Synphony", "Eileen Ferrell. Torch Songs", "John Rutter. Requern". Замечу, что все эти диски в разное время были выпущены фирмой Reference Recording, в профессиональности которой сомневаться не приходится.
Собранная тестовая система оказалась, конечно, жутко дорогой: один лишь "виниловый" звуковоспроизводящий тракт, состоящий из внушительного "монстра" Zarathustra S8 (механизм привода), исключительно совершенного тонарма Graham, звукоснимателя Grado Reference и лампового корректора Manley RIAA Phono Stage, зашкалил по цене за отметку $14000. В свою очередь, компакт-дисковый тракт был составлен из японского транспорта С.Е.С. TL-1 и канадского цифро-аналогового процессора Sonic Frontiers SFD-2 Mk II, соединенных цифровым интерфейсом американской фирмы Audio Alchemy. Звукоусилительная часть состояла из предварительного усилителя Conrad Johnson Premier Ten и двух 350-ваттных ламповых моноблоков Manley Reference. Нагрузкой служили изодинамические акустические системы Magnepan MG-2.7 QR. Все соединения по аналоговым сигнальным цепям были произведены межблочными кабелями XLO Signature и колоночными XLO Standart 0.6. Аппаратуру установили в антирезонансные стойки Jasta Rack фирмы Michael Green Design, а в комнате прослушивания с помощью спецаксессуаров Room Tunes той же фирмы тщательно устранили резонансы.
И каков же результат? Чтобы не повторяться, процитирую экспертов журнала High End Review (цитата взята из статьи "В поисках звука: сравнение LP и CD" Салон AV'51): "Звучание глубокое и прозрачное, инструменты звучат совершенно свободно и легко — каждый в отдельности и все вместе. Звуковое пространство глубокое, полное 'воздуха', звучание яркое, инструменты 'дышат'. Живое, теплое, разное в зависимости от манеры игры исполнителя пианино, полноценно звучащие скрипки — слышны и струны, и дека, и тончайшие модуляции звука, и нюансы исполнения." Все эти комплименты сказаны в адрес Zarathustra.
А вот что эксперты написали о звучании компакт-дисковой системы: "Тембрально все более сбалансированно, но звучит плоско и одинаково, сквозь мутную непрозрачную взвесь... От упругого рельефного звука контрабаса остаются лишь щипки за струны, само же звучание, размытое и неопределенное, предстает в виде аморфного гула. Звучание фортепиано становится каким-то ватным, неживым. Исполнительская манера беспардонно нивелируется: расслышать нюансы игры музыканта в схематически изображенном звуке практически невозможно. Игра медных духовых приобретает 'ресторанный' оттенок, будто через дешевый микрофон: звук упрощенный, скомпрессированный его грубой мембраной."
Комментарии, как говорится, излишни, и в целом с этими оценками я согласен. Но, исходя из собственного опыта, могу добавить следующее: в ценовой категории до $1500-2000 виниловый проигрыватель, как правило, играет однозначно лучше "сидишного". Если же брать абсолютные достижения обоих форматов, когда понятие цены уже не имеет значения (я имею в виду компакт-дисковые и виниловые источники ценой свыше $15000), то преимущества "винила" становятся все менее очевидными, а с его недостатками все труднее мириться. Только в этом случае можно согласиться, что в чем-то компакт-диск начинает переигрывать "винил".
К такому выводу я пришел после обстоятельного знакомства с бескомпромиссным ламповым цифро-аналоговым конвертором Manley 20-Bit Reference DAC. Я полностью разделяю мнение обозревателя журнала Stereophile Роберта Харли, что использованные в нем модули фирмы UltraAnalog (тот самый третий подход к конструированию цифровых систем — см. "CAV" №2, 1996) раздвигают границы качества звучания CD и приближают их к уровню аналогового носителя. Если все остальные процессоры, которые мне удалось прослушать (включая изделия таких авторитетов, как Theta Digital, Mark Levinson и Krell), лишь экстраполировали качество, в принципе доступное для компакт-диска, то музыкальность Manley поставила его вне конкуренции. Я не случайно говорю "музыкальность": несмотря на всю неоднозначность этого термина, его, на мой взгляд, можно конкретизировать. Уникальное разрешение по верхним частотам без проявления какой-либо "едкости", предельно точное разрешение динамических контрастов и корректная макродинамика баса — вот три составляющие "музыкальности".
Замечу, что использованный в нашем эксперименте ламповый процессор Sonic Frontiers SFD-2 Mk II обязан своему званию "лучшего процессора 1994 года" именно модулям UltraAnalog, И хотя эти модули появились уже достаточно давно, интерес производителей High End к ним не иссякает: UltraAnalog, к примеру, стоит в новейших конверторах Threshold DAC-2 и PS Audio SL 3. Получили они признание и у инженеров наиболее передовых студий звукозаписи: они предпочитают пользоваться звукозаписывающей техникой, оборудованной UltraAnalog.
"Разоблачение" UltraAnalog
Чтобы у читателя сложилось представление, о каких модулях идет речь, процитирую все того же Роберта Харли, которому фирма UltraAnalog доверила некоторые свои секреты(цитата взята из журнала Stereophile, 1993, июнь, стр. 57-58). Напомню, что суть этой технологии не в безумных наворотах, латающих "прорехи" в работе цифровых систем, построенных на микросхемах за 20 центов, а в предельно тонкой юстировке хорошо отработанной схемотехники. А она такова, что позволяет решить основную для мультибитовых ЦАПов проблему линейности слабых сигналов и тем самым радикально улучшает музыкальное разрешение. Вот почему я убежден, что ламповые ЦАПы только тогда могут называться лучшими, если сделаны на основе UltraAnalog. Итак, Харли пишет:
"...На их фабрике я наблюдал сложные процедуры измерений и калибровки, которые проходит каждый преобразователь. Так, каждая печатная плата, которая в будущем превратится в ЦАП, устанавливается в особый испытательный стенд. Стоящая рядом печка доводит каждую сборку до рабочей температуры, и только после этого проводится последующая калибровка. Стенд автоматически проводит более 100 тысяч измерений на каждом ЦАПе: регистрируются все результирующие уровни сигнала на аналоговых выходах при подаче цифровых кодов... Как уверяет UltraAnalog, при этом процессе им удается повысить разрешение 20-битового ЦАПа до уровня, соответствующего 24 битам. Погрешность не превышает 1/16 наименее значимого бита — и это невероятная точность (от себя добавлю, что в коммерческом продукте с заявленным 20-битовым разрешением из-за несовершенства микросхем, топологии и температурного дрейфа разрешение часто не достигает даже 14 бит — М.К.).
...Обрабатывая считанные данные, компьютер вычисляет ошибки в значении резисторов (составляющих резистивную "лестницу" в мультибитовом ЦАПе — М.К.) и выдает оператору распечатку значений особо точных подстроечных резисторов, которые необходимо установить на плату с целью придания ЦАПу практически 100-процентной линейности. Затем техник вручную впаивает крошечные металлопленочные резисторы... Особо отмечу, что описанная процедура калибровки проводится с каждым ЦАПом. После запайки печатной платы в модуль измерительная процедура повторяется, чтобы убедиться в соответствии конечного продукта всем техническим требованиям.
Становится понятной основная причина чрезвычайно высокой стоимости ЦАПов фирмы UltraAnalog (раз в пять дороже, чем пара подобранных популярных микросхем фирмы Burr-Brown): она обусловлена как раз многоступенчатой процедурой индивидуальных измерений, калибровки и проверки..."
На первый взгляд, реализация технологии UltraAnalog очень сложна, но суть ее необычайно проста и изящна. В ней наглядно проявляется главный, как мне кажется, принцип High End Audio, который не поленюсь повторить еще раз: максимальная простота схемы при максимальном качестве каждого элемента. Я уверен, что именно по этой причине Дэвид Мэнли, разрабатывая концепцию лампового конвертора 20-Bit Reference DAC, остановил свой выбор на модулях UltraAnalog. (А может, и не только поэтому: не зря же ходят слухи, что свою основную продукцию фирма UltraAnalog делает по спецзаказам Пентагона для систем сверхточного наведения ракет.)
Часть [1]
[2]
[3]
Михаил Кучеренко, журнал "Салон АВ"
|
