Często otrzymujemy to pytanie, a teraz, gdy tak wiele telefonów nie ma już gniazda słuchawkowego, jest jeszcze bardziej powszechne: Czy mój telefon ma przetwornik cyfrowo-analogowy? Co dokładnie jest DAC i co robi? A co ze wzmacniaczem?
Zobaczmy, czy potrafimy znaleźć odpowiedzi i, co ważniejsze, zrozumieć, jak to wszystko działa i dlaczego potrzebujemy tego DAC-a o śmiesznej nazwie i jak wzmacniacz sprawia, że brzmi lepiej lub gorzej.
Więcej: stan dźwięku w smartfonie: przetwornik cyfrowo-analogowy, kodeki i inne terminy, które musisz znać
Co to jest DAC?
Zdjęcie dzięki uprzejmości LG.
Przetwornik cyfrowo-analogowy pobiera sygnał cyfrowy ze swojego wejścia i przekształca go na sygnał analogowy na swoim wyjściu. Cyfrowy sygnał audio jest łatwy do wyjaśnienia, ale trochę trudniejszy do ogarnięcia głowy. To sygnał elektryczny zamieniany na bity. Bity są we wzorze, który ma określoną wartość w każdym punkcie, a im więcej razy próbkowano pierwotny sygnał, tym dokładniejszy jest ten wzór i te wartości.
Verizon oferuje Pixel 4a za jedyne 10 USD miesięcznie na nowych liniach Unlimited
Sygnał analogowy to to, co wyobrażasz sobie w głowie, gdy myślisz o przebiegu. Jest to ciągły sygnał o zmiennej amplitudzie na osi czasu.
Dźwięk jest konwertowany na kopię cyfrową, ponieważ jest łatwiejszy do skompresowania, a elektroniczne rzeczy, które kochamy, takie jak nasze telefony, nie mogą przechowywać sygnału analogowego, jak taśma. Nie mogą też odczytać żadnego z nich, na wypadek, gdybyś myślał o podłączeniu napędu taśmowego do telefonu. Sygnał cyfrowy jest bardzo różni się od sygnału analogowego, a najłatwiejszym sposobem zrozumienia tego jest przydatny mały diagram.
Sygnał cyfrowy podąża za bardzo sztywnymi i obliczonymi liniami, podczas gdy sygnał analogowy jest bardziej swobodny. Wynika to z czasów próbkowania; więcej czasów próbkowania będzie bliżej siebie wzdłuż dolnej osi (CZAS) i zapewni płynniejszy sygnał cyfrowy, który jest bliższy analogowi. Prawa oś mierzy amplitudę fali dźwiękowej. Kiedy zobaczysz sygnał między trzecim i czwartym czasem próbkowania w naszym przykładzie, możesz zobaczyć, jak te dwa sygnały są różne, co oznacza, że wytwarzany dźwięk będzie inny.
Fizyka i ograniczenia związane z byciem człowiekiem oznaczają, że nie jest to tak ważne dla odtwarzania, jak się wydaje. Ale jest to bardzo ważne przy pracy w studiu i zachowaniu oryginalnej jakości nagrania. Konwersja to bardzo złożona procedura, a przetwornik cyfrowo-analogowy wykonuje dużo pracy. Ważne jest, aby zrozumieć, dlaczego cyfrowy plik audio może brzmieć inaczej niż nagranie analogowe.
Wzmacniacz
Wzmacniacz robi tylko jedno - napędza sygnał analogowy (w każdym razie wzmacniacze, o których mówimy), więc jest bardziej intensywny i będzie głośniejszy, gdy wyjdzie z głośnika. Sygnał analogowy to tylko prąd. Zwiększenie energii elektrycznej jest naprawdę, bardzo łatwe i używasz tego, co jest równe transformatorowi (uspokój się inżynierów, to musi być proste), aby wziąć dane wejściowe, pobrać trochę mocy z innego miejsca i podkręcić wejście. To przekształca źródło.
Budowa wzmacniacza jest łatwa. Budowanie dobrego wzmacniacza nie jest.
Kilka szczegółów może pokazać prostą część. Aby wzmocnić zmienny sygnał - jak każdy rodzaj audio - użyj trójprzewodowego elementu zwanego tranzystorem (lub jego odpowiednika w układzie scalonym). Te trzy połączenia nazywane są podstawą, kolektorem i emiterem. Podanie słabego sygnału między bazą a emiterem powoduje powstanie bardziej intensywnego sygnału na nadajniku i kolektorze, gdy jest zasilany z zewnętrznego źródła. Oryginalny sygnał jest przymocowany do podstawy, a głośnik do kolektora. Możesz zrobić to samo z rurą próżniową, ale nie zmieści się ona w telefonie.
Najtrudniejsze jest to wszystko przy zachowaniu oryginalnej częstotliwości i amplitudy. Jeśli wzmacniacz nie może odtworzyć częstotliwości sygnału wejściowego, jego Pasmo przenoszenia nie jest dobrym dopasowaniem, a niektóre dźwięki są wzmacniane bardziej niż inne i wszystko brzmi źle. Jeśli amplituda wejściowa (nazwijmy tę głośność) wzrośnie do poziomu, którego wyjście nie może dopasować (tranzystor może wyprowadzić tylko tyle mocy), głośność ze wzmacniacza wyłączy się i dźwięk zacznie się przycinanie i zniekształcanie. Wreszcie, jeśli słuchasz podczas nagrywania (nazywaliśmy to rozmową telefoniczną), wzmacniacz musi uważać, aby nie wzmocnić sygnału wystarczająco wysoko, aby mikrofon go odebrał, inaczej dostaniesz informacje zwrotne. Nie dotyczy to tylko wyjścia, które możesz usłyszeć, ale samego sygnału. Elektryczność = magnetyzm.
Wysokiej jakości wzmacniacz może złagodzić wszystkie zniekształcenia, które tworzy.
Kiedy mówisz o dużych wzmacniaczach, które są używane na scenie, w miksie jest wiele innych rzeczy, takich jak przedwzmacniacze lub wzmacniacze wielostopniowe, a nawet skomplikowane konfiguracje wzmacniaczy operacyjnych, które mogą wpływać na dźwięk. Ale małe wzmacniacze mają też swoje problemy, jeśli chcesz zrobić dobry. Nie można wzmocnić sygnału analogowego bez wpływu na wzmocnienie (głośność), wierność (wierne odtwarzanie dźwięku) lub wydajność (zużycie baterii). Jak zrobić dobry wzmacniacz do telefonu ciężko. O wiele trudniejsze niż używanie dobrego DAC-a, dlatego widzimy telefony z dobrym 24-bitowym przetwornikiem cyfrowo-analogowym, które nadal brzmią słabo w porównaniu z telefonem takim jak ten LG V30 który ma również świetny wzmacniacz.
Głębia bitowa i częstotliwości próbkowania
Nie słychać dźwięku cyfrowego. Ale nasze telefony nie mogą przechowywać dźwięku analogowego. Więc kiedy gramy naszą muzykę, musi ona przejść przez DAC. Nasz mały diagram powyżej pokazuje, jak ważne jest próbkowanie sygnału analogowego tyle razy, ile jest to racjonalnie możliwe, podczas konwersji go na plik cyfrowy. Ale to, jak „głęboko” samplujesz, też ma znaczenie.
Bez dostania też techniczne, im dokładniejsza ma być każda próbka, tym większa jest głębia bitowa, której potrzebujesz. Głębokość bitowa jest reprezentowana przez liczbę, która może być myląca. Różnica w rozmiarze między 16 a 24 a 32 jest większa niż myślisz. Dużo więcej.
Dodając jeden bit, podwajasz ilość wzorców danych.
Bit może przechowywać tylko dwie wartości (0 i 1), ale możesz liczyć, używając ich tak samo, jak w przypadku „zwykłych” liczb. Zacznij liczyć od 0, a trafisz 9; dodajesz kolejną kolumnę do numeru i otrzymujesz 10. Używając bitów, zaczynasz od 0, a gdy trafisz 1, dodajesz kolejną kolumnę, aby uzyskać 00, która staje się liczbą 2-bitową. Liczba dwubitowa może mieć cztery różne wzorce danych lub punkty (00, 01, 10 lub 11). Kiedy dodajesz choćby trochę, ty podwójnie liczba punktów danych i liczba 3-bitowa może mieć osiem różnych wzorców danych (000, 001, 010, 011,100, 101, 110 lub 111).
Nie martw się. Skończyliśmy z matematyką. Ważne jest, aby zrozumieć, co naprawdę reprezentuje głębia bitowa. Sygnał 16-bitowy ma 65 536 oddzielnych punktów danych, sygnał 24-bitowy ma 256 razy więcej danych z 16 777 216 punktów na próbkę, a sygnał 32-bitowy ma 4 294 967 294 punktów na próbkę. To 65 536 razy więcej danych niż plik 16-bitowy.
Częstotliwości próbkowania są mierzone w hercach, a 1 herc oznacza jeden raz na sekundę. Im więcej razy próbkujesz plik, tym więcej oryginalnych danych możesz przechwycić. Kodowanie dźwięku o jakości CD przechwytuje dane z szybkością 44 100 razy na sekundę. Kodowanie w wysokiej rozdzielczości może realistycznie próbkować z szybkością 384 000 razy na sekundę. Gdy przechwytujesz więcej danych z większą głębią bitową i robisz to częściej na sekundę, możesz dokładniej odtworzyć oryginał.
Zbudowanie dobrego przetwornika cyfrowo-analogowego i wzmacniacza nie jest jedyną skomplikowaną częścią procesu - kodowanie dźwięku wymaga milionów obliczeń na sekundę.
Te same czynniki mają znaczenie również w przypadku dźwięku przesyłanego strumieniowo (który jest cyfrowy), ale dźwięk przesyłany strumieniowo dodaje kolejna warstwa komplikacji, ponieważ jej jakość zależy również od bitrate - bitów przetwarzanych na jednostkę czasu. Mierzymy to w ten sam sposób, w jaki mierzymy prędkość internetu: kb / s (kilobity na sekundę). Wyżej jest lepiej. Kodek używany do kompresji cyfrowego sygnału audio jest również ważny, a bezstratne kodeki, takie jak FLAC lub ALAC, przechowują więcej danych cyfrowych niż kodeki stratne, takie jak MP3. Aby dźwięk przeszedł przez głośnik lub słuchawki, potrzeba dużo pracy.
Liczby ze świata rzeczywistego
Wspomnieliśmy wcześniej, że kodowanie nagrania do przechowywania (jako master) różni się nieco od kodowania go do odtwarzania. Maszyny i komputery nie słyszą, a to wszystko gra liczbowa. Kiedy kodujesz i dekodujesz sygnał audio, robisz dużo matematyki. Im więcej informacji wykorzystasz do obliczenia amplitudy sygnału, tym dokładniejsze będą obliczenia. Ale nasze uszy to nie komputery.
Nawet doskonałe słyszenie nie pomoże Ci usłyszeć korzyści z 32-bitowego systemu audio. W każdym razie na razie.
Plik audio jest wypełniony „dźwiękami”, których nie słyszymy. Większość danych w 32-bitowym kodowaniu jest bezużyteczna podczas słuchania, a zbyt wysoka częstotliwość próbkowania może w rzeczywistości brzmieć gorzej, ponieważ wprowadza zbyt dużo szumów elektrycznych. Przy tworzeniu cyfrowego pliku audio, który zawiera odpowiednią ilość informacji, bierze się to pod uwagę, podobnie jak projekt przetwornika cyfrowo-analogowego. Ale jak wszystko, wyższe liczby wyglądają lepiej dla ludzi, którzy je sprzedają. Wiedza, jak i dlaczego to wszystko działa, jest naprawdę fajna, ale ważniejsza jest wiedza, czego potrzebujesz.
Cyfrowy plik audio zakodowany na 24 bity i 48 kHz oraz przetwornik cyfrowo-analogowy, który może je konwertować, oferuje najlepszą jakość, jaką możemy usłyszeć. Cokolwiek wyższego jest placebo i narzędziem marketingowym.
Fizyczne ograniczenia naszych ciał i sposób, w jaki działa nasza obecna technologia, oznaczają, że dane gromadzone na głębokości bitowej większej niż 21 bitów i próbkowane częściej niż 42 kHz są granicą „doskonałego” słyszenia. Ważne jest, aby mieć cyfrową kopię nagranego dźwięku z bardzo dużą szybkością transmisji danych na wypadek, gdyby plik przełom technologiczny, ale pliki, których słuchasz dzisiaj, i sprzęt, który może je odtwarzać, mają rozszerzenie rozsądny pułap. Ale ten przełom nigdy nie nastąpi w przypadku sprzętu, którego używamy dzisiaj, więc 32-bitowy przetwornik cyfrowo-analogowy w Twoim LG V30 to duża przesada.
Przejdźmy więc jeszcze raz przez ten przetwornik cyfrowo-analogowy i wzmacniacz
DAC to komponent audio używany do przekształcania cyfrowych plików audio przechowywanych w naszych telefonach na sygnał analogowy. W grę wchodzi wiele skomplikowanych obliczeń matematycznych, które starają się, aby kopia kopii brzmiała blisko oryginału, ale wielu danych dźwiękowych nie słyszymy. Możesz nawet pogorszyć sytuację, jeśli spróbujesz zrobić zbyt wiele podczas kodowania pliku.
Aplikacja odtwarza plik. DAC konwertuje go na analogowy. Wzmacniacz wzmacnia sygnał. A ser stoi sam.
Sygnał analogowy jest podawany do wzmacniacza, który zwiększa intensywność sygnału, dzięki czemu staje się głośniejszy. Ale zwiększenie głośności bez powodowania, że brzmią źle, jest bardzo trudne. Kiedy robisz to na czymś tak małym jak telefon, który ma również ograniczoną ilość energii baterii, staje się to szczególnie skomplikowane. Wzmacniacz może (i zwykle ma) mieć większy wpływ na to, jak rzeczy brzmią dla naszych uszu niż DAC.
Wyjście analogowe z przetwornika cyfrowo-analogowego i wzmacniacza to coś, co nasze słuchawki mogą odtwarzać, a nasze uszy słyszą, ale nasze telefony nie mogą go prawidłowo przechowywać, więc potrzebny jest plik cyfrowy. I na wypadek, gdyby inżynier gdzieś dokonał znaczącego przełomu w kodowaniu i dekodowaniu cyfrowego dźwięku, oryginał prace są przechowywane z astronomicznymi ilościami danych, z których większość jest wyrzucana podczas kodowania pliku, który brzmi Najlepsza.
Wszystko, czego kiedykolwiek potrzebujesz, to przetwornik cyfrowo-analogowy, który może konwertować pliki 24-bitowe / 48 kHz, wzmacniacz, który wzmacnia sygnał bez dodawania zniekształceń lub szumów oraz wysokiej jakości pliki do odtwarzania.
Uff.
Czy mój telefon ma przetwornik cyfrowo-analogowy i wzmacniacz?
Czy w ogóle wydaje jakieś dźwięki? Jeśli tak, to ma DAC i wzmacniacz.
Rozmawialiśmy o tym, dlaczego nagrany dźwięk jest konwertowany na kopię cyfrową wcześniej, ale co z sygnałem analogowym? Dlaczego jest wyjątkowy i dlaczego musimy konwertować dźwięk z powrotem na analogowy? Z powodu presji.
Każda rzecz elektroniczna, która może odtwarzać dźwięki, ma przetwornik cyfrowo-analogowy.
Jednym ze sposobów pomiaru sygnału analogowego jest jego intensywność. Im intensywniejsza (dalej od punktu zerowego w przebiegu) każda częstotliwość w sygnale, tym głośniejsza będzie odtwarzana przez głośnik. Głośnik używa elektromagnesu i papieru lub tkaniny, które poruszają się, aby przekształcić sygnał w dźwięk. Sygnał analogowy utrzymuje cewkę w ruchu, a papierowe lub materiałowe elementy wypychają powietrze, tworząc falę ciśnienia. Kiedy ta fala ciśnienia dociera do naszych bębenków, wydaje dźwięk. Zmieniaj intensywność i częstotliwość fal ciśnienia, aby tworzyć różne dźwięki.
Wygląda to prawie jak magia, a naukowcy, którzy wymyślili, jak nagrywać i odtwarzać dźwięk, byli na zupełnie innym poziomie sprytu.
Przetwornik cyfrowo-analogowy i wzmacniacz mogą żyć długo i szczęśliwie w słuchawkach lub kablu.
Niektóre telefony mają lepszy przetwornik cyfrowo-analogowy i wzmacniacz niż inne, a telefony bez gniazda słuchawkowego nie muszą korzystać z połączenia DAC / wzmacniacz, aby przesłać dźwięk do słuchawek. Wszystkie telefony mają je do obsługi dźwięków systemowych i połączeń głosowych, ale przetwornik cyfrowo-analogowy i wzmacniacz mogą również znajdować się w słuchawkach lub nawet w kablu łączącym słuchawki z portem USB. USB-C może przesyłać analogowo i cyfrowe wyjście audio i zwykłe słuchawki (z adapterem) mogą być używane do odtwarzania dźwięku analogowego z portu i słuchawki z własnym przetwornikiem cyfrowo-analogowym mogą odbierać dźwięk cyfrowy w celu dekodowania i konwersji sami.
I prawdopodobnie masz słuchawki z przetwornikiem cyfrowo-analogowym i wzmacniaczem w środku, bo tak działa Bluetooth.
Dźwięk przez Bluetooth
DAC i wzmacniacz muszą znajdować się w linii pomiędzy odtwarzanym plikiem cyfrowym a uszami. W żaden inny sposób nie usłyszymy żadnych dźwięków. Kiedy używamy Bluetooth do słuchania muzyki lub filmu (lub nawet rozmowy telefonicznej), wysyłamy sygnał cyfrowy z naszego telefonu do naszych słuchawek Bluetooth. Tam jest przekształcany w locie (to właśnie oznacza strumieniowe przesyłanie dźwięku) na sygnał analogowy, kierowany przez głośniki i przenoszony przez powietrze jako fala ciśnienia do twoich uszu.
Bluetooth dodaje kolejną warstwę komplikacji do miksu, ale wciąż jest zaangażowany przetwornik cyfrowo-analogowy i wzmacniacz.
Jakość przetwornika cyfrowo-analogowego i wzmacniacza podczas korzystania z Bluetooth jest tak samo ważna, jak w przypadku połączenia przewodowego, ale inne komponenty również mogą wpływać na dźwięk. Zanim dźwięk zostanie przesłany przez Bluetooth, jest kompresowany. To dlatego, że Bluetooth działa wolno. Mniejszy fragment pliku jest łatwiejszy do wysłania niż większy, a kompresja audio ułatwia przesyłanie strumieniowe. Kiedy fragment skompresowanego pliku audio zostanie odebrany przez słuchawki, należy go najpierw zdekompresować, a następnie przesłać we właściwej kolejności przez przetwornik cyfrowo-analogowy i wzmacniacz w słuchawkach. Istnieje kilka różnych sposobów kompresji, rozdrabniania, przesyłania i ponownego składania dźwięku przez Bluetooth przy użyciu różnych kodeków audio Bluetooth. Niektóre zapewniają lepszy plik cyfrowy (większa głębia bitowa i częstotliwość próbkowania) niż inne do przetwornika cyfrowo-analogowego słuchawek i wzmacniacz, ale kiedy te dane dotrą, słuchawki Bluetooth będą działać dokładnie tak samo, jak wewnętrzny przetwornik cyfrowo-analogowy i wzmacniacz zrobić.
Podsumowanie i co się liczy
Istnieje wiele sposobów dotarcia do uszu muzyki z piosenki pobranej na telefon. Ale każdy z nich wymaga przetwornika cyfrowo-analogowego i wzmacniacza.
Nie musisz być audiofilem, aby cieszyć się słuchaniem muzyki. Liczy się to, jak to dla Ciebie brzmi.
Wysokiej klasy komponenty audio mogą przetwarzać więcej danych audio i oferować lepiej brzmiący dźwięk, ale wszystko w życiu ma kompromis. DAC, który może konwertować więcej niż 16-bitowe audio, jest droższy w zakupie i wbudowaniu w telefon, ponieważ jest również bardziej wrażliwy na zakłócenia z innych części. To samo dotyczy wzmacniacza - szczególnie mocnych wzmacniaczy, które mogą napędzać słuchawki o wysokiej impedancji. Nawet same pliki audio mają wadę, ponieważ pliki audio „hi-res” mogą być dość duże i zajmować więcej miejsca na dysku lub szybsze połączenie do przesyłania strumieniowego.
Naprawdę nie musisz o tym wiedzieć, aby polubić dźwięk telefonu. I to jest klucz - to ty decydujesz, co brzmi dobrze. Nie pozwól, aby jakakolwiek dyskusja na temat tego, co jest najlepsze lub co jest nie tak z Bluetooth, wpłynęła na to, co słyszysz, zwłaszcza jeśli jesteś zadowolony z tego, jak brzmi.
To najlepsze bezprzewodowe słuchawki douszne, które możesz kupić za każdą cenę!
Najlepsze bezprzewodowe słuchawki douszne są wygodne, świetnie brzmią, nie kosztują zbyt wiele i łatwo mieszczą się w kieszeni.
Wszystko, co musisz wiedzieć o PS5: data premiery, cena i nie tylko.
Sony oficjalnie potwierdziło, że pracuje nad PlayStation 5. Oto wszystko, co o nim wiemy.
Nokia wprowadza na rynek dwa nowe, budżetowe telefony z Androidem One poniżej 200 dolarów.
Nokia 2.4 i Nokia 3.4 to najnowsze dodatki do budżetowej linii smartfonów HMD Global. Ponieważ oba są urządzeniami z Androidem One, mają gwarancję otrzymania dwóch głównych aktualizacji systemu operacyjnego i regularnych aktualizacji zabezpieczeń przez okres do trzech lat.
Te słuchawki ułatwiają zagłuszanie świata za pomocą Note 9.
Nie brakuje dostępnych opcji, jeśli jesteś na rynku słuchawek do sparowania z Galaxy Note 9. Od wkładek dousznych do ćwiczeń po słuchawki z redukcją szumów i prawdziwie bezprzewodowe opcje - oto słuchawki do Galaxy Note 9.