Witam Panie Wojtku!

Szukając odpowiedniego DAC dla swojego systemu audio zgłębiałem tajniki różnych rozwiązań. Trafiłem na dyskusję na „High Fidelity” i było mi trochę przykro, że entuzjaści wiedzy inżynierskiej i entuzjaści wrażeń odsłuchowych nie potrafią znaleźć wspólnego języka. Postanowiłem się podjąć próby wyjaśnienia paru zagadnień. Być może inżynierowie dowiedzą się czegoś nowego o transmisji cyfrowego audio, a Pan może zgromadzi obiektywne argumenty do dyskusji. Prawda jak to bywa leży pośrodku.

Nawiązując do dyskusji chciałbym dorzucić parę groszy od siebie na temat cyfrowego audio:

LINK
LINK

Zaczynając od początku ... jak pozyskać plik WAV? Wszyscy pewnie znamy proces ripowania płyty CD. Podczas podejścia do tego procesu okazuje się, że program (w moim przypadku EAC) zadaje mi dziwne pytanie "Chcesz szybko zgrać płytę czy chcesz otrzymać dokładne wyniki?". Zaraz, zaraz ... jak to? nie mamy do czynienia z danymi cyfrowymi które zapewniają nam absolutną wierność kopii?. Ano nie :). Zresztą dosyć znamienne jest, że nagrywając płytę musimy wybrać format CD-Audio a inny jest do danych CD-data (pomijam szereg innych).

Hmmmmm zatem jest różnica ... pytanie jaka? Panowie inżynierowie tworzący te standardy w "zamierzchłych" dla nas czasach technologicznych borykali się z wieloma dla nas obecnie prozaicznymi problemami dotyczącymi pojemności nośników, wydajności sprzętu, przepustowości kanałów transmisyjnych. Niestety jesteśmy spadkobiercami tej technologii, która jest baaaardzo ułomna i nie przystaje do dzisiejszych możliwości. Jednak tak wrosła w nasze życie, że będzie trudno się od niej odciąć ze względu na kompatybilność. Zresztą dziwie się :) ile nowego sprzętu by sprzedali :).

Wracając do płyty CD nie będę się tu rozwodził nad standardem 44,1 kHz który woła o pomstę do nieba i długością słów bitowych. Cóż, mamy co mamy. Chcemy to zgrać na dysk - zrobić wierną kopię. Niestety komputer wie, że zgrywamy muzykę w końcu rozpoznał w napędzie CD-Audio no i zgodnie z zasadą jak zgubisz jedną ramkę to słuchacz się nie zorientuje dopuszcza pomijanie ramek z błędami odczytu (LINK). Z pomocą przychodzi nam korekcja błędów. Jeśli zaznaczymy opcję "chcę zgrać płytę szybko" już na wstępie kaleczymy naszą muzyczkę jeszcze nie wychodząc ze sfery digital. Oczywiście świadome zgrywanie płyty w celu rozkoszowania się wiernie odtworzonym materiałem powoduje, że zaznaczymy opcję "Dokładne wyniki". Następuje wtedy włączenie korekcji C2 i mamy duże szanse na poprawne wyniki. Po zakończeniu procesu ripowania zostaniemy powiadomieni ile % danych jest poprawnie zapisanych. Przy zniszczonej płycie może być to tylko 90% procent. Informacja o poprawności 100% daje nam pewność, że nasz WAV jest bit to bit jak oryginał, który został zapisany na płycie i tu ciekawostka - możemy to sprawdzić w bazie (http://www.accuraterip.com/) "AccurateRip furthers Audio CD ripping by verifying ripped tracks against an Internet database, making sure they are erro free."

Udało się ... mamy 100% wiernego WAV-a ale to nie koniec problemów. Proszę zauważyć, że cały czas jesteśmy w sferze cyfrowej, jednak informacja o tym, że jest to audio a nie data sprawia, że próbki są traktowane po macoszemu, tak że Panowie inżynierowie: audio w komputerze to nie to samo co pliki z danymi. Leżą na tych samych prawach na dysku ale ich używanie może zmienić ich zawartość co postaram się przybliżyć.

Zauważyliście Panowie, iż można przy transmisji cyfrowej np. z telefonu przez Wi-Fi do Apple TV zrobić głośniej na telefonie? Kolejne miejsce ingerencji w zawartość przesyłanej informacji. Nie będę się o tym rozpisywać ale podam linka do genialnej strony na temat cyfrowego audio jak i informacji dlaczego grając z urządzeń cyfrowych powinno mieć się ustawioną głośność 100% a regulacja powinna odbywać się w analogowym wzmacniaczu ... wyjaśnienie na stronie (LINK).

S/PDIF (LINK) jest używany do przesyłu cyfrowego dźwięku na krótkie odległości. Standard ten może być obsługiwany przez kabel koncentryczny jak również przez światłowód. W przypadku światłowodu mamy do czynienia z większym jitterem. Kluczowa informacja dla tej dyskusji. "S/PDIF is unidirectional, so it lacks flow control and retransmission facilities. This limits its utility in data communications." Co jednoznacznie tłumaczy, że mamy do czynienia ze stratną transmisją cyfrowa (nie ma korekcji). Błędne ramki są tracone bezpowrotnie. Jeśli utraconych ramek będzie dużo to już do przetwornika cyfrowego dostarczymy pokiereszowany dźwięk w postaci cyfrowej. Ten typ transmisji nie nadaje się do przesyłu danych właśnie z tego powodu, że nie możemy powtórnie przesłać utraconej ramki. Sławetny jitter może się do tego wydatnie przyczynić, jeśli zgubimy jeden bit posypie się cała ramka. Jak się okazuje w transmisji cyfrowej S/PDIF kabel może mieć znaczenie.

Omówię teraz transmisję audio przez kabel USB. Na wstępie polecam lekturę: LINK. Transmisja przez USB odbywa się wg określonych standardów. Jeden z tych standardów to USB audio. Niestety inżynierowie znowu nasze kochane dane audio okrutnie potraktowali i stwierdzili, że jak trochę się pogubi to nic się nie stanie - swoją drogą tak samo wymyślili format mp3 :) barbarzyńcy. "USB in isochronous mode (used for audio) runs at a fixed rate." Dowiadujemy się tu ze USB w jednej z wersji (izochronicznej) jest jednokierunkowe (przypomina S/PDIF bez korekcji). W tym przypadku wysyłką zarządza nadawca a odbiorcy (DAC) pozostaje tylko modlić się, że dane przyjdą w całości. Jak się pogubią błędne ramki to już nic się nie zrobi. W tym przypadku jakość kabla USB ma znaczenie na to jak wiernie zostaną przekazane próbki audio. Skoro jest jeden tryb to może jest i drugi? Hura :) ...

Tak, jest tryb asynchroniczny, jednak jest on możliwy, jeśli DAC przejmie odpowiedzialność za taktowanie. W tym przypadku jest możliwa korekcja danych i doproszenie się komputera o ponową transmisję danych audio z uszkodzonej ramki. Taki proces może chwilę potrwać więc dane w DAC zostaną zbuforowane abyśmy nie poczuli różnicy w płynności odtwarzania. W tym przypadku kabel nie ma znaczenia. Dobierając sobie DACa właśnie na tą właściwość zwróciłem uwagę i z tańszych rozwiązań wybrałem takiego z asynchroniczną transmisją DACMAGIC 100. Notabene w jednym z testów przeczytałem, iż testujący narzeka na opóźnienie w transmisji "trzeba czekać aż dźwięk pojawi się w kolumnach", to dobra wiadomość, najpewniej mamy do czynienia z transmisją asynchroniczną i wierność sygnału cyfrowego jest zachowana.

Podsumowując:
Pliki audio leżące na dysku to dane zgodne co do bita (pod warunkiem, żę są porządnie zripowane).
Pliki audio transmitowane jako pliki będą zgodne co do bita.
Pliki audio transmitowane jako streaming audio mogą ulegać modyfikacji, uszkodzeniu i utracie jakości.
Kabel koncentryczny i optyczny mogą mieć wpływ na jakość cyfrowego audio (S/PDIF).
Kabel USB w izochronicznej transmisji audio może mieć wpływ na jakość cyfrowo przesyłanego dźwięku.
Kabel USB w asynchronicznej transmisji danych nie ma wpływu na jakość cyfrowego materiału audio.

Zatem Pan Wojtek miał rację i Pan Andrzej miał rację, i Pan Piotr też miał rację:) Trzeba tylko naprawdę głęboko wgryźć się w temat żeby świadomie podejmować decyzję o wyborze odpowiedniego rozwiązania. Trzeba też zdawać sobie sprawę, że wszystkiego nie wiemy. Człowiek uczy się całe życie. Temat zaledwie liźnięty, ale myślę, że zakończy dyskusję.

Pozdrawiam
Marcin

Panie Marcinie!

Bardzo dziękuję za maila, na pewno wielu czytelnikom pomoże w samodzielnym myśleniu :) Uważam, że to i tak tylko część problemu, że są też inne przyczyny modyfikacji sygnału cyfrowego niż te przez pana opisane. Bo wielokrotnie wykonywane próby z kablami USB z odbiornikami asynchronicznymi pokazują, że także w ich przypadku słychać różnicę. Nawet z DAC-ami Chorda, gdzie jest 2-sekundowy bufor, retaktowanie itd. też ją słychać. A sprawa CD vs pliki hi-res – kolejna rzecz, której nie rozumiem, a która jest dla mnie jasna: płyta CD, bardzo tandetna z dzisiejszego punktu widzenia i prymitywna, gra lepiej niż dowolny odtwarzacz plików, jaki w życiu słyszałem, bez względu na cenę. Ale to oczywiście tylko moje zdanie :)

Jeszcze raz dziękuję i pozdrawiam
Wojtek Pacuła