Цифроаналоговый конвертер X-Factor DAC Mk III
Николай ЕФРЕМОВ
Мысль энтузиастов, создающих технику под брендом X-Factor, не стоит на месте, и перед нами уже третья инкарнация этого бескомпромиссного цифроаналогового преобразователя. По грандиозности замыслов и тщательности исполнения аппарат не имел аналогов ещё в предыдущей версии, а нынешняя, по словам разработчиков, заметно превосходит её.
Как и в прошлый раз, слушаем амбициозный российский проект в системе с топовыми компонентами и в помещении с акустической обработкой.
Как и в прошлый раз, слушаем амбициозный российский проект в системе с топовыми компонентами и в помещении с акустической обработкой.
ТРЕТИЙ ВАРИАНТ
Новая разработка X-Factor может служить доказательством тому, что в аудиотехнике предела совершенству не существует. И доказательство это лежит не в эзотерической, а самой что ни на есть инженерной плоскости. Но главное в этом проекте всё-таки любовь к музыке — невозможно добиться результата, не видя и не понимая цели. А цель была сформулирована так: создать цифроаналоговый конвертер, который по музыкальности звучания не отличался бы от очень хорошего аналогового источника.
Укрощение цифры
По дизайну и массогабаритным показателям DAC Mk III не отличается от предыдущей версии, да и функционал здесь примерно тот же, но это, по сути, совершенно новый аппарат. Основное улучшение коснулось его «сердца» — блока цифроаналогового преобразователя. Сейчас он выполнен на сдвоенных 18-битных ЦАПах AD1865, причём их сигналы складываются таким образом, чтобы на выходе получить 32-битную разрядность. Для этого используется DSP SHARC 2165 четвёртого поколения с тактовой частотой 1 ГГц, выполняющий восемь команд за один такт. Он выдаёт сигнал на четыре линии — по две на правый и левый канал преобразователя, между которыми распределены основные разряды шины данных. И делается это таким образом, что для суммирования в аналоговом виде можно использовать максимально простую схему. В ней предусмотрена подстройка для более точного «слияния» двух сигналов. На экране осциллографа видно, как при такой регулировке растут и исчезают ступеньки (их высота увеличена для наглядности) на синусоиде уже при окончательной 32-битной разрядности.
Процесс проектирования
В процессе проектирования проводились слуховые сравнения нового ЦАПа с предыдущим на PCM1704, и разница в звучании была очевидна в пользу AD1865.
Для третьей версии преобразователя была разработана новая материнская плата, а в качестве управляющего процессора задействован ARM Cortex M. С более продвинутым чипом появился запас для развития системы, со временем можно будет в аппарат что-нибудь добавить. Например, установить регулятор громкости — для него уже предусмотрены отдельные цепи управления и выходы процессора. Этот модуль уже готов и представляет собой аттенюатор на герконовых реле, выдающий 40 шагов по 0,5 дБ.
Кроме того, есть идея на том же процессоре SHARC построить декодер DSD-потока, т.к. DoP при 32 битном преобразовании звучит лучше, чем дельта-сигма конвертер. Напомню, что для декодирования DSD сейчас в «Икс-Факторе» используются чипы AK 4497. Несмотря на то, что они двухканальные, здесь задействованы две штуки — для выходов L и R использовано только по половине чипа. При этом снижается уровень перекрёстных помех и, как следствие, повышается отношение сигнал/шум и точность преобразования.
Аналоговая секция построена на мощных полевых СВЧ транзисторах с током покоя 300 мА. Каскады однотактные, что позволило получить спектр гармоник как у лампового триода. Весь звуковой тракт, включая ЦАПы и выходные буферы, собран на десятислойных (!) печатных платах толщиной 3 мм. В них наиболее ответственные дорожки в нескольких слоях запараллелены, за счёт чего получается как бы литцендрат с максимальной пропускной способностью на ВЧ. Диапазон аналоговой части ЦАПа от 0 Гц до 50 МГц, реальная же полоса на выходе зависит только от разрешения входного цифрового сигнала.
Новая разработка X-Factor может служить доказательством тому, что в аудиотехнике предела совершенству не существует. И доказательство это лежит не в эзотерической, а самой что ни на есть инженерной плоскости. Но главное в этом проекте всё-таки любовь к музыке — невозможно добиться результата, не видя и не понимая цели. А цель была сформулирована так: создать цифроаналоговый конвертер, который по музыкальности звучания не отличался бы от очень хорошего аналогового источника.
Укрощение цифры
По дизайну и массогабаритным показателям DAC Mk III не отличается от предыдущей версии, да и функционал здесь примерно тот же, но это, по сути, совершенно новый аппарат. Основное улучшение коснулось его «сердца» — блока цифроаналогового преобразователя. Сейчас он выполнен на сдвоенных 18-битных ЦАПах AD1865, причём их сигналы складываются таким образом, чтобы на выходе получить 32-битную разрядность. Для этого используется DSP SHARC 2165 четвёртого поколения с тактовой частотой 1 ГГц, выполняющий восемь команд за один такт. Он выдаёт сигнал на четыре линии — по две на правый и левый канал преобразователя, между которыми распределены основные разряды шины данных. И делается это таким образом, что для суммирования в аналоговом виде можно использовать максимально простую схему. В ней предусмотрена подстройка для более точного «слияния» двух сигналов. На экране осциллографа видно, как при такой регулировке растут и исчезают ступеньки (их высота увеличена для наглядности) на синусоиде уже при окончательной 32-битной разрядности.
Процесс проектирования
В процессе проектирования проводились слуховые сравнения нового ЦАПа с предыдущим на PCM1704, и разница в звучании была очевидна в пользу AD1865.
Для третьей версии преобразователя была разработана новая материнская плата, а в качестве управляющего процессора задействован ARM Cortex M. С более продвинутым чипом появился запас для развития системы, со временем можно будет в аппарат что-нибудь добавить. Например, установить регулятор громкости — для него уже предусмотрены отдельные цепи управления и выходы процессора. Этот модуль уже готов и представляет собой аттенюатор на герконовых реле, выдающий 40 шагов по 0,5 дБ.
Кроме того, есть идея на том же процессоре SHARC построить декодер DSD-потока, т.к. DoP при 32 битном преобразовании звучит лучше, чем дельта-сигма конвертер. Напомню, что для декодирования DSD сейчас в «Икс-Факторе» используются чипы AK 4497. Несмотря на то, что они двухканальные, здесь задействованы две штуки — для выходов L и R использовано только по половине чипа. При этом снижается уровень перекрёстных помех и, как следствие, повышается отношение сигнал/шум и точность преобразования.
Аналоговая секция построена на мощных полевых СВЧ транзисторах с током покоя 300 мА. Каскады однотактные, что позволило получить спектр гармоник как у лампового триода. Весь звуковой тракт, включая ЦАПы и выходные буферы, собран на десятислойных (!) печатных платах толщиной 3 мм. В них наиболее ответственные дорожки в нескольких слоях запараллелены, за счёт чего получается как бы литцендрат с максимальной пропускной способностью на ВЧ. Диапазон аналоговой части ЦАПа от 0 Гц до 50 МГц, реальная же полоса на выходе зависит только от разрешения входного цифрового сигнала.
Платы управления
Платы управления и индикации имеют по шесть и восемь слоёв. Но самая сложная плата — в блоке питания с хитрой разводкой земли. У неё тоже дорожки распределены по десяти слоям.
Блок весит 60 кг, в нём 18 трансформаторов с магнитной индукцией 0,6 и 0,7 Тл, причём каждый, несмотря на абсолютно разгруженный режим, закрыт собственным стальным экраном толщиной 2 мм. Суммарная габаритная мощность трансформаторов — 780 ВА. Там же смонтированы выпрямители с фильтрующими конденсаторами ELNA Cerafine общей ёмкостью около фарады и 36 предварительных стабилизаторов. При включении и выключении питания система реле подаёт напряжение на группы трансформаторов и обесточивает их в определённой последовательности.
Питание на ЦАП подаётся раздельно для цифрового тракта и двух аналоговых каналов. В «цифровом» кабеле 32 жилы, и в каждом «аналоговом» — по 24, т.е. всего 48 жил. У каждой токоведущей жилы собственная экранирующая оплётка, плюс общая у всего кабеля. И все эти экраны заземлены особым образом.
Шасси ЦАПа многослойное: внешние боковины из алюминия 16 мм, а внутри стальное 2-миллиметровое шасси. Задняя панель с разъёмами из стеклотекстолита толщиной 4 мм — чтобы при работе не возникли токов Фуко.
Платы управления и индикации имеют по шесть и восемь слоёв. Но самая сложная плата — в блоке питания с хитрой разводкой земли. У неё тоже дорожки распределены по десяти слоям.
Блок весит 60 кг, в нём 18 трансформаторов с магнитной индукцией 0,6 и 0,7 Тл, причём каждый, несмотря на абсолютно разгруженный режим, закрыт собственным стальным экраном толщиной 2 мм. Суммарная габаритная мощность трансформаторов — 780 ВА. Там же смонтированы выпрямители с фильтрующими конденсаторами ELNA Cerafine общей ёмкостью около фарады и 36 предварительных стабилизаторов. При включении и выключении питания система реле подаёт напряжение на группы трансформаторов и обесточивает их в определённой последовательности.
Питание на ЦАП подаётся раздельно для цифрового тракта и двух аналоговых каналов. В «цифровом» кабеле 32 жилы, и в каждом «аналоговом» — по 24, т.е. всего 48 жил. У каждой токоведущей жилы собственная экранирующая оплётка, плюс общая у всего кабеля. И все эти экраны заземлены особым образом.
Шасси ЦАПа многослойное: внешние боковины из алюминия 16 мм, а внутри стальное 2-миллиметровое шасси. Задняя панель с разъёмами из стеклотекстолита толщиной 4 мм — чтобы при работе не возникли токов Фуко.
В поисках жизни
Поскольку создатели ЦАПа поставили цель добиться такого звучания, чтобы на слух нельзя было распознать «цифру», мы и сравнивали X-Factor Mk III с аналоговыми источникам премиального класса. Сначала слушали HD-файлы высокого разрешения с жёсткого диска сетевого проигрывателя Aurender W20SE, затем пластинки на гигантском проигрывателе V.Y.G.E.R. Indian Signature IV с головкой Stein Music Aventurinа в финале — студийные ленты на магнитофоне Studer A81. Полный состав системы представлен в таблице в конце текста.
Итак, хай-резы. Известная запись Reference Recording, «Пляска Скоморохов» из «Снегурочки» Римского-Корсакова. Саунд накрывает сразу, причём с головой. Огромные «Монтаны» выстраивают реальную стену звука, в которой невозможно обнаружить ни одной бреши, ни одной щёлочки. Пластичность подачи завораживает, система буквально поёт. Динамика и на микро-, и на макроуровне потрясающая, на резких пиках, которыми славится эта композиция, звуковым давлением буквально прижимает к спинке дивана. Послезвучия, тонкие нюансы в тихих местах прорисовываются филигранно — в музыке можно услышать самые ничтожные нюансы.
Звуковой баланс безукоризненный: бас не столько слышен, сколько чувствуется телом, причём даже на не самых громких фрагментах; в средней полосе — все краски жизни, инструменты считываются на слух и как слаженная группа, и каждый по отдельности. Удары треугольника — словно искры на плотном фоне оркестрового звучания.
Поскольку создатели ЦАПа поставили цель добиться такого звучания, чтобы на слух нельзя было распознать «цифру», мы и сравнивали X-Factor Mk III с аналоговыми источникам премиального класса. Сначала слушали HD-файлы высокого разрешения с жёсткого диска сетевого проигрывателя Aurender W20SE, затем пластинки на гигантском проигрывателе V.Y.G.E.R. Indian Signature IV с головкой Stein Music Aventurinа в финале — студийные ленты на магнитофоне Studer A81. Полный состав системы представлен в таблице в конце текста.
Итак, хай-резы. Известная запись Reference Recording, «Пляска Скоморохов» из «Снегурочки» Римского-Корсакова. Саунд накрывает сразу, причём с головой. Огромные «Монтаны» выстраивают реальную стену звука, в которой невозможно обнаружить ни одной бреши, ни одной щёлочки. Пластичность подачи завораживает, система буквально поёт. Динамика и на микро-, и на макроуровне потрясающая, на резких пиках, которыми славится эта композиция, звуковым давлением буквально прижимает к спинке дивана. Послезвучия, тонкие нюансы в тихих местах прорисовываются филигранно — в музыке можно услышать самые ничтожные нюансы.
Звуковой баланс безукоризненный: бас не столько слышен, сколько чувствуется телом, причём даже на не самых громких фрагментах; в средней полосе — все краски жизни, инструменты считываются на слух и как слаженная группа, и каждый по отдельности. Удары треугольника — словно искры на плотном фоне оркестрового звучания.
Захватывающая картинка
Всё это складывается в захватывающую картину, но ловлю себя на мысли, что такой идеальной красоты не бывает при живом исполнении. В нашем случае комната прослушивания как часть системы просто-напросто отсутствовала — двойные стены с засыпкой, бетонный пол, продуманная акустическая обработка, да и коробочки Stein Music вносили свою лепту, раздвигая пространство до впечатляющих размеров. В реальной жизни инструменты звучат несколько грубее, менее предсказуемо по музыкальному балансу из-за интерференции и многочисленных отражений.
Но то, что делает сам X-Factor Mk III, сложно с чем-либо сравнить. Мало того, что он способен собрать в единое целое, сделать доступным для понимания сложнейшие произведения, так ещё и пространство строит так, что двухметровые колонки буквально исчезают, хотя стоят довольно близко к слушателю, а все музыкальные события сосредоточены в полутора метрах за передней линией, а задний план вообще уходит за стену.
Объём сцены и «воздух» проявлялся в максимальной степени, когда Aurender получал мастер-клок от ЦАПа, при автономной работе устройств пространство воспринималось более скромным.
И что особенно интересно, даже при воспроизведении файлов 44/16 цифра, как таковая, не ощущается от слова совсем. Чуть другая подача — это да, но уловить аппаратную подкраску на слух абсолютно нереально. Тот случай, когда сознанию не удаётся зафиксировать процесс аппаратного воспроизведения и оно полностью переключается на музыку.
Всё это складывается в захватывающую картину, но ловлю себя на мысли, что такой идеальной красоты не бывает при живом исполнении. В нашем случае комната прослушивания как часть системы просто-напросто отсутствовала — двойные стены с засыпкой, бетонный пол, продуманная акустическая обработка, да и коробочки Stein Music вносили свою лепту, раздвигая пространство до впечатляющих размеров. В реальной жизни инструменты звучат несколько грубее, менее предсказуемо по музыкальному балансу из-за интерференции и многочисленных отражений.
Но то, что делает сам X-Factor Mk III, сложно с чем-либо сравнить. Мало того, что он способен собрать в единое целое, сделать доступным для понимания сложнейшие произведения, так ещё и пространство строит так, что двухметровые колонки буквально исчезают, хотя стоят довольно близко к слушателю, а все музыкальные события сосредоточены в полутора метрах за передней линией, а задний план вообще уходит за стену.
Объём сцены и «воздух» проявлялся в максимальной степени, когда Aurender получал мастер-клок от ЦАПа, при автономной работе устройств пространство воспринималось более скромным.
И что особенно интересно, даже при воспроизведении файлов 44/16 цифра, как таковая, не ощущается от слова совсем. Чуть другая подача — это да, но уловить аппаратную подкраску на слух абсолютно нереально. Тот случай, когда сознанию не удаётся зафиксировать процесс аппаратного воспроизведения и оно полностью переключается на музыку.
Звуковая реальность
Теперь винил, включая тех же «Скоморохов». Этот саунд сразу возвращает в реальный мир: бас, густой и наполненный энергией, выходит на первый план. Местами его даже слишком много, и он не всегда имеет чёткую структуру. Оркестр, оказывается, играет в зале — на хай-резах он был великолепен, но словно был помещён в слегка разреженную среду. Теперь мы слышим реальные инструменты в реальной обстановке — струнные доминируют на духовыми, а барабан отзывается видимыми вибрациями 18-дюймовых диффузоров. Но… тот самый удар, вызывавший на цифровой записи ощущение реального грома, здесь слегка поджат по амплитуде, и эффект уже не тот. Но открытость звучания, его непричёсанность в отношении передачи тембров, даёт ощущение чего-то не совсем правильного, но более живого.
С мастер-лентами ситуация иная: здесь совершенно фантастический динамический диапазон и такая атмосферность, будто исполнители находятся в комнате. Как и в случае с цифрой, ощущение воспроизведения полностью отсутствует — перед тобой идеальная копия реального события, музыка льётся как бы без участия технических средств. Но есть и минусы — на большинстве фонограмм доцифровой эпохи бас ниже 30 Гц подрезан (включались т.н. rumble filters, чтобы избавиться от инфранизких шумов, передающихся от пола на микрофонные стойки), а в силу ограничений магнитной записи даже на 38-й скорости заметно ослаблены самые верхние составляющие звукового спектра. Но всё, что находится в диапазоне 30 Гц — 18 кГц, просто великолепно. С современными записями ситуация получше, но там явная проблема со звукорежиссурой в целом.
Теперь винил, включая тех же «Скоморохов». Этот саунд сразу возвращает в реальный мир: бас, густой и наполненный энергией, выходит на первый план. Местами его даже слишком много, и он не всегда имеет чёткую структуру. Оркестр, оказывается, играет в зале — на хай-резах он был великолепен, но словно был помещён в слегка разреженную среду. Теперь мы слышим реальные инструменты в реальной обстановке — струнные доминируют на духовыми, а барабан отзывается видимыми вибрациями 18-дюймовых диффузоров. Но… тот самый удар, вызывавший на цифровой записи ощущение реального грома, здесь слегка поджат по амплитуде, и эффект уже не тот. Но открытость звучания, его непричёсанность в отношении передачи тембров, даёт ощущение чего-то не совсем правильного, но более живого.
С мастер-лентами ситуация иная: здесь совершенно фантастический динамический диапазон и такая атмосферность, будто исполнители находятся в комнате. Как и в случае с цифрой, ощущение воспроизведения полностью отсутствует — перед тобой идеальная копия реального события, музыка льётся как бы без участия технических средств. Но есть и минусы — на большинстве фонограмм доцифровой эпохи бас ниже 30 Гц подрезан (включались т.н. rumble filters, чтобы избавиться от инфранизких шумов, передающихся от пола на микрофонные стойки), а в силу ограничений магнитной записи даже на 38-й скорости заметно ослаблены самые верхние составляющие звукового спектра. Но всё, что находится в диапазоне 30 Гц — 18 кГц, просто великолепно. С современными записями ситуация получше, но там явная проблема со звукорежиссурой в целом.
Исследование ЦАП
А вот наш исследуемый ЦАП перекрывает потенциальные возможности и винила, и ленты — эти носители хотя и имеют определённые преимущества, но цифра в представлении X-Factor MK III захватывает слушателя безоговорочно. Пластика, плавность течения музыки — как у «Штудера», но с тектоническим нижним регистром и предельно прозрачным верхом; подвижность баса, ощущение реальной жизни — не хуже, чем у винила, но с гораздо более развитой общей динамикой. Возможно, в звучании системы и замечались кое-какие недочёты, но они не были связаны с источником. К нему вообще сложно было придраться — это настоящий аудиофильский идеал, который оставляет очень сильное впечатление.
И получается, что мы имеем дело не с аналоговым характером звучания — X-Factor Mk III выдаёт некий третий вариант, по сумме очков превосходящий и винил, и магнитную ленту.
СИСТЕМА
Источники:
Кабели:
X-Factor Mk III
Производитель: X- Factor Lab. (Россия)
Аналоговые выходы: XLR стерео, RCA стерео || Цифровые входы: 4 x XLR AES/EBU, 2 x SPDIF (Coax), 2 x SDIF, 2 x USB B 2.0 || Поддерживаемая разрядность и частоты дискретизации: XLR и Coax до 24 бит/192 кГц, USB до 32 бит/384 кГц, SPDIF 24бит/384кГц || DSD: DoP — 64/128/256, Native — 64/128/256/512 || Отношение сигнал/шум: -119 дБ || Выходное напряжение: 2,1 В RMS || Выходное сопротивление RCA/XLR: <10 Ом || Диапазон частот: 0 Гц — нижняя граница. Верхняя граница определяется параметрами цифрового сигнала || Динамический диапазон: ≥ 147 дБ (уровень -60 dBFS) || Питание: сеть переменного тока 220/230240 В, 50/60/400 Гц || Потребляемая мощность в рабочем режиме: не более 100 ВА || Габариты (Ш х В х Г)/ЦАП/БП: || Масса ЦАП/БП: 40/60 кг || Цена с регулятором громкости: € 75 000
А вот наш исследуемый ЦАП перекрывает потенциальные возможности и винила, и ленты — эти носители хотя и имеют определённые преимущества, но цифра в представлении X-Factor MK III захватывает слушателя безоговорочно. Пластика, плавность течения музыки — как у «Штудера», но с тектоническим нижним регистром и предельно прозрачным верхом; подвижность баса, ощущение реальной жизни — не хуже, чем у винила, но с гораздо более развитой общей динамикой. Возможно, в звучании системы и замечались кое-какие недочёты, но они не были связаны с источником. К нему вообще сложно было придраться — это настоящий аудиофильский идеал, который оставляет очень сильное впечатление.
И получается, что мы имеем дело не с аналоговым характером звучания — X-Factor Mk III выдаёт некий третий вариант, по сумме очков превосходящий и винил, и магнитную ленту.
СИСТЕМА
Источники:
- стример Aurender W20SE
- проигрыватель винила V.Y.G.E.R. Indian Signature IV
- студийный магнитофон Studer A81
- Предварительный усилитель EMT JPA 66 апгрейдированный
- Интегральный усилитель DarTZeel NHB-108 Model One
- Акустические системы PBN Montana WAS SE
- Сетевой кондиционен Pure Power 3000
Кабели:
- межблочные и акустические X-Factor
- силовые Fisch Performance-7 M1f1 апгрейдированные
X-Factor Mk III
Производитель: X- Factor Lab. (Россия)
Аналоговые выходы: XLR стерео, RCA стерео || Цифровые входы: 4 x XLR AES/EBU, 2 x SPDIF (Coax), 2 x SDIF, 2 x USB B 2.0 || Поддерживаемая разрядность и частоты дискретизации: XLR и Coax до 24 бит/192 кГц, USB до 32 бит/384 кГц, SPDIF 24бит/384кГц || DSD: DoP — 64/128/256, Native — 64/128/256/512 || Отношение сигнал/шум: -119 дБ || Выходное напряжение: 2,1 В RMS || Выходное сопротивление RCA/XLR: <10 Ом || Диапазон частот: 0 Гц — нижняя граница. Верхняя граница определяется параметрами цифрового сигнала || Динамический диапазон: ≥ 147 дБ (уровень -60 dBFS) || Питание: сеть переменного тока 220/230240 В, 50/60/400 Гц || Потребляемая мощность в рабочем режиме: не более 100 ВА || Габариты (Ш х В х Г)/ЦАП/БП: || Масса ЦАП/БП: 40/60 кг || Цена с регулятором громкости: € 75 000