Мультибит VS ДельтаСигма ЦАПы

Мультибит / сигма - дельта / NOS-DAC / Sabre DAC

Споры вокруг этой темы не утихают по сегодняшний день, хотя производители ЦАПов всё давно без нас решили, и, по сути, вынесли мультибитникам приговор. ES9018, в свою очередь, грозится приговорить всех остальных.

И те, и другие, и третьи (теоретически) обладают нелинейными искажениями ниже порога чувствительности слуха. Однако различия в звучании замечает даже не тренированный слушатель!!!

Желание разобраться в этом казусе и является целью этой статьи.


Анализ формы

Форма сигнала мультибита

Трудности аналоговых трактов

Мифы и реальность NOS - ЦАПов


Sabre DAC ES9018 vs PCM1704U-K

Таблица сравнения звучания Дельта сигма ES9018 и мультибита PCM1704



В качестве отправной точки приведу выдержку из книги Ирины Алдошиной " Основы психоакустики".
...Необычайна чувствительность слуха к временным различиям (форме волны) и длительности звука. Чувствительность слуха к частоте, интенсивности и длительности связаны друг с другом. Слуховой аппарат имеет удивительную дифференциальную способность обнаруживать небольшие различия между сходными звуками по всем параметрам: интенсивности, частоте, временной структуре и длительности...

Итак, первое, на что нам следует обратить внимание, это точность передачи ФОРМЫ.
Что же, давайте посмотрим, что нам предлагают сигма - дельта ЦАПы, рассмотрим в порядке улучшения их ТТХ

Для тестирования использовался уникальный метод вычитания "живого" звукового сигнала в реальном времени. Несмотря на всю его очевидность, им, по-видимому, либо никто не пользовался, либо не публиковал результатов. Итак, перед вами совершенно уникальный материал.

Из выходного тока тестируемого сигма - дельта ЦАПа аппаратно вычитался эталонный ток мультибитника (отобранного экземпляра PCM1704UK, имеющего гарантированную точность 0.001%).

Временная задержка компенсировалась в звуковом редакторе (грубо), а затем с помощью ПЛИС (точно).
Разницу (представляющую собой погрешность воспроизведения формы волны) можно было не только увидеть на осциллографе, но и послушать.

Интересно, что для CS 4398 (на мой взгляд, одного из самых интересных с/д по звучанию) метод оказался явно избыточным, его погрешность было видно "невооружённым глазом".

хорошо видно отличие огибающей от прямоугольного импульса.
Авторы применили какой-то совершенно "особенный" цифровой фильтр, с разным временем "вперёд" и "назад".

ниже - результат вычитания (ошибка)

ниже - профильтрованная цифровым ФНЧ осциллографа формы
на выходе CS 4398 (жёлтый) и пофильтрованная тем же способом ошибка (синий)

Ошибка передачи формы даже на низких частотах около 2%, однако.
несмотря на такой ужас - у прибора отменный THD
(порядка -107дБ, что в 2 раза лучше любого мультибитника)

ES9018
PCM1704
1
глубокий и стабильный объём
в основном передний план
2
деликатная и ровная подача
подача несколько агрессивна, звук как будто "выпрыгивает" и "накидывается" на слушателя
3
прекрасная микродинамика и разборчивость, множество мелких, но заметных нюансов, эмоциональная наполненность
нюансы читаются плоховато, поэтому интересные события происходят нечасто, исполнители как будто чего-то "недоговаривают"
4
можно сидеть и без напряжения слушать какой-либо из инструментов
слышен в основном тот, кто громче, на фоне солирующего инструмента нужно потрудиться, чтобы расслышать остальные
5
пространство очерченно очень чётко, между инструментами много воздуха, буквально можно ходить. Возможно, слишком голографично в том смысле, что становится бестелесным (на АС, в наушниках этот эффект отсутствует. Как в значительной мере отсутствует и 3D как таковое). Реверберационная картина прекрасно читаема
образы вполне телесны, но локализация не всегда стабильна, как по положению на сцене, так и по её глубине. Насыщенные фрагменты неминуемо приводят к "кучкованию" КИЗ
Зачастую трудно отличить искуственную реверберацию от естественной
6
низ крайне точен, фактурен и информативен,
но если музыкальных акцентов в нём нет - НЧ просто есть, как некое заполнение
низ слегка забивает и выпячивается, откуда кажущееся ощущение живости и событийности.
Ощущение, на самом деле, ложное, поскольку низ оттягивает на себя внимание в ущерб остальному
7
середина крайне прозрачная и живая. Разрешение порой шокирует. На плотных записях - очень разборчиво, однако не очень драйвово
разрешение хорошее на неплотных записях, На плотных - мусор наслаивается и скрадывает некоторые детали, звучание становится мощным, монолитным и плотным. Возможно, именно этот "драйвовый" эффект и ценится приверженцами мультибита. Ортодоксы, по идее, должны предпочесть AD1856, мусора в ней сильно больше.
8
ВЧ - песня, цифровой фильтр чрезвычайно удачен. Сибилянты - очень правильны, ровно точно так, как живые. Железо - от легчайшего шуршания щёток до полновесного удара по тяжёлой тарелке - всё точнёхонько как в жизни
ВЧ очень зависят от применённого ЦФ, с "родным" DF1706 - удаётся нижний верх, остальное - далеко от жизни
9
опять же из-за правильного ЦФ, точно восстанавливающего переходные процессы, ES9018 в высшей степени точно передаёт характер звучания перкуссии и разнообразных "шуршалок". Можно достаточно уверенно предполагать размер зёрен в маракасах или строить догадки о материалах, из которых сделаны те или иные "стучалки" или "звенелки"
как правило, слушатель не может отличить тамбурин, например, от похожей звенелки. Или отличить тоны сторон треугольника.
ВЧ перкуссия монотонна и слабо разборчива. Разборчивость можно услышать только в "неплотных" HD записях экстра-класса
10
прекрасно играет CD, на уровне хайреза.
мягко, чётко, уверенно
CD хорошо отличим от HD.
Натуральность тембров и отличное разрешение -
как правило на хайрез записях
11
крайне аутентичное погружение в "тот самый" звук,
каким его помнишь с детства.
Непередаваемо интересные ощущения
фрагментарные воспоминания о том, "как было"
12
ощущение живого "здесь-и-сейчас"
"эффект присутствия" иногда случается
13
беспощадна к замусоренным, и, особенно, к зажатым записям. Sheet всплывает моментально, и на фоне тяги к хорошему - раздражает
лишь иногда и проблесками играет по-настоящему живо.
А поскольку особенно хорошего и не слышно,
то и sheet не так раздражает
14
не вызывает привыкания, звук всегда разный
Можно "подсесть" на дутые "драйвовость" и мощь.


п.п. 3, 7, и 14 - ключевые, почему, на мой взгляд, мы и имеем Ортодоксальную Гвардию приверженцев мультибита.

     В теме есть место для споров "что лучше", но, думаю, стоит прислушиваться только к мнению тех, кто пробовал этих устриц, приготовленных по правильному рецепту.
     По опыту, после прослушивания споры этих людей строятся по типу "а что же лучше - фоторгафия или живопись".

В идеале, конечно, мы должны отбросить все сторонние мнения на дуршлаг и составить своё.

   Обстоятельства, при которых слух человека начинает замечать искажения, весьма и весьма разнообразны. Ниже приведены выдержки из книги Ирины Алдошиной " Основы психоакустики".

...Необычайна чувствительность слуха к временным различиям (форме волны) и длительности звука. Чувствительность слуха к частоте, интенсивности и длительности связаны друг с другом. Слуховой аппарат имеет удивительную дифференциальную способность обнаруживать небольшие различия между сходными звуками по всем параметрам: интенсивности, частоте, временной структуре и длительности. Без этого невозможно было бы восприятие речи.

....Разумеется, главной задачей современных исследований является установление слуховой чувствительности к тонкой временной структуре сигнала, в связи с чем особое внимание было уделено исследованиям дифференциальной слуховой чувствительности к фазовым искажениям. Изменения фазовых соотношений между спектральными составляющими сигнала существенно меняют его временную структуру. Однако на протяжении долгого времени, со времен Гельмгольца, считалось, что слух не чувствителен к фазовым соотношениям. Исследования последних лет показали, что это не соответствует действительности: изменения фазовых соотношений влияют на изменение тембра, четкость определения высоты музыкального сигнала и др.

....Пороги слуховой чувствительности существенно зависят от характера нелинейности: при появлении низших (второй, третьей) гармоник пороги слуха для тональных сигналов составляют 0,1%, для фортепианной музыки 1…2%, для эстрадной музыки до 7%. Чувствительность слуха зависит от порядка гармоник: заметность гармонических искажений третьего порядка вдвое выше, чем искажений второго порядка, заметность искажений от пятого порядка и выше в 6…10 раз выше, чем второго. Именно этим объясняется странное явление, что в акустических системах, имеющих в основном нелинейные искажения изших порядков, пороговые значения составляют 1…2%, в то же время в транзисторных усилителях и цифровой аппаратуре, где возникают нелинейные искажения высоких порядков, уровни нелинейных искажений должны составлять сотые и тысячные процента, чтобы они были незаметны для слуховой системы.

....По-видимому, какие-то различия во временной структуре сигнала, которые до настоящего времени еще четко не определены, являются значимыми для слуховой системы, и именно по ним она определяет живое звучание или отличает одну акустическую систему от другой. Способность различать тонкую, быстро изменяющуюся временную структуру звукового сигнала подтверждается удивительно точным анализом и распознаванием речи, когда в непрерывном временном потоке распознается специфическая структура различных фонем.

....Как уже было рассмотрено в предыдущих статьях по психоакустике (и еще будет рассмотрено в следующих), только два физических параметра сигнала воспринимаются нашей слуховой системой: интенсивность (т.е. энергия или звуковое давление), время - начало и конец сигнала; и его повторяемость во времени (периодичность или частота). Человек "слышит" звук, воспринимая изменения величины звукового давления, воздействующие на его барабанную перепонку, во времени. Вся информация, которую мы получаем о звуке, содержится в звуковых волнах, являющихся сжатием-разрежением воздуха. Все остальное, что мы оцениваем в звуке: его громкость, высота, тембр, звуковое пространство, тонкие музыкальные нюансы и др. - это результат обработки его нашим слуховым аппаратом и мозгом.

 

Истоник: http://ecosound.pro/Multibit_vs_SigmaDelta.html

Содержание