Основные характеристики

Наш аудиопроцессор имеет классический набор входящих и исходящих интерфейсов.

SPDIF (коаксиальный)  - 2 входа.
TOSLINK (оптический) - 2 входа.
Процессор имеет две пары оптических и две пары коаксиальных входов. Вы можете подключить 4 устройства к процессору и переключаться между ними с пульта ДУ.

USB-B (гнездо как у принтера) -  используется для подключения к ПК для конфигурирования и управления.  В перспективе данных вход будет поддерживать USB-audio.  Данное изменение будет внедрено на уровне прошивки.

USB-A (обычный  плоский usb разъём) - используется для подключения  USB приемника  пульта ДУ.

Разъём подключения питания . В зависимости от версии исполнения это будет либо гнездо для стандартного кабеля 220вольт, либо клемы для подключения к бортовой сети автомобиля. 

Разъемя "remote in/out" - в автомобильном исполнении. При подачи питания (12В) на remote in процессор запускается и через некоторое время включает усилители - подает 12 вольт на разъём remote out, который следует подключить к соответствующему разъему усилителя (усилителей). При отключении питания с разъёма remote in, процессор выключает усилители и с необходимой задержкой выключает себя. Это необходмио для того, чтобы в момет выключения и\или включения процессора усилители были выключены и не получили на вход сигналы, способные повредить динамики.

4 (четыре) пары RСA разъемов - выводы аналогового сигнала линейного уровня (2 вольта RMS) для подключения усилителей полос. Всего доступно 4 полосы. Этого достаточно для практически любой акустической системы. 

Длина FIR фильтров
За обработку звука отвечают два цифровых сигнальных процессора ADAU1466. Их суммарная производительность позволяет использовать FIR-фильтры длиной 8192 тапов на канал для полос SB и LO и  2048 тапов на канал для полос MD и HI.

Длина фильтров выбрана на основании практических экспериментов и представляет собой оптимальный баланс между эффективностью коррекции и задержкой обработки. Более короткие фильтры не обеспечивают достаточной точности коррекции АЧХ и ФЧХ, тогда как дальнейшее увеличение длины фильтров приводит преимущественно к росту задержки без существенного улучшения результата.

При выбранной конфигурации задержка системы составляет около 80 мс. Увеличение длины FIR-фильтров позволило бы получить лишь незначительное улучшение параметров коррекции ценой дальнейшего роста задержки, что потребовало бы дополнительной компенсации при просмотре видео и использовании мультимедийных приложений.

Для полос SB/LO и MD/HI используются фильтры различной длины, что обусловлено разной частотой обрабатываемого сигнала и различными требованиями к коррекции. В микрокод DSP встроены компенсирующие задержки, благодаря чему сигналы всех полос на выходе полностью синхронизированы и имеют одинаковое время прохождения через тракт.


4 пары линейных выходов с максимальным уровнем 2 вольта (RMS).
Номинальный уровень линейного выхода устройства составляет 2В RMS.

Данное значение выбрано осознанно и является оптимальным для большинства современных аудиосистем. Исторически в бытовой аудиотехнике широко использовался уровень около 1В RMS, однако для современных усилителей этого зачастую недостаточно. Низкий уровень сигнала требует увеличения коэффициента усиления последующих каскадов, что приводит к ухудшению отношения сигнал/шум всей системы. Так же может банально вызывать недостаток максимальной громкости, особенно с учетом того, что современные динамики далеко не всегда имеют высокие уровни чувствительности по вполне объективным причинам. 

В профессиональной и автомобильной аудиотехнике нередко встречаются источники сигнала с уровнем 4В RMS и выше. Такой подход позволяет получить дополнительный запас громкости, однако одновременно предъявляет повышенные требования к совместимости оборудования. Не все усилители и активные акустические системы рассчитаны на работу с настолько высоким входным напряжением без снижения чувствительности входов.

Уровень 2В RMS представляет собой оптимальный компромисс между совместимостью, динамическим диапазоном, помехоустойчивостью и максимальной громкостью. Он обеспечивает уверенную работу практически с любыми усилителями мощности, активной акустикой и предусилителями без риска перегрузки входных каскадов.

Следует отметить, что качественные автомобильные усилители также без проблем работают с уровнем сигнала 2 В RMS. Более того, оборудование такого класса обычно имеет широкий диапазон регулировки чувствительности входа или специальные переключатели коэффициента усиления, позволяющие корректно согласовывать источники сигнала с различными уровнями выходного напряжения. Если система построена на компонентах соответствующего уровня, проблем совместимости с выходом 2 В RMS не возникает.

По результатам практических испытаний именно уровень 2 В RMS оказался наиболее универсальным решением. Он обеспечивает высокое отношение сигнал/шум, полную совместимость с домашними и автомобильными усилителями и не требует использования дополнительных аттенюаторов, согласующих устройств или специальных настроек оборудования.

Цифро-Аналоговое преобразование

В модуле цифро-аналогового преобразования используются микросхемы Cirrus Logic CS4344 и операционные усилители OPA1654. При разработке устройства выбор компонентов осуществлялся исходя из объективных технических характеристик, а не маркетинговых соображений.

По результатам измерений коэффициент нелинейных искажений (КНИ) не превышает 0,007% (-83 дБ) даже на самой нижней границе диапазона — около 20 Гц. В основной части звукового диапазона уровень искажений составляет порядка 0,002% (-94 дБ) , что существенно ниже уровня искажений любых реальных акустических систем.

Использование более дорогих ЦАП и операционных усилителей способно улучшить отдельные показатели в лабораторных измерениях и даташитах, однако не приводит к улучшению звучания системы в целом. После достижения столь низкого уровня искажений качество воспроизведения определяется уже не электроникой, а акустическими системами, помещением прослушивания и их взаимодействием между собой.

Особое внимание было уделено аналоговой части устройства. В процессе разработки были приняты меры по минимизации собственного шумового фона аналогового тракта, включая организацию питания, разводку печатной платы и подбор компонентов. На практике низкий уровень фонового шума оказывает значительно большее влияние на субъективное восприятие качества звука, чем дальнейшее снижение и без того ничтожно малых нелинейных искажений. Отсутствие слышимого фона и шипения существенно важнее, чем улучшение КНИ на тысячные доли процента. О том, какие меры следует принять для снижения уровня фонового шума, читайте в разделе "Практика".

Амплитудно-частотная характеристика устройства практически линейна во всём звуковом диапазоне. В основной рабочей области отклонения составляют лишь сотые доли децибела и находятся значительно ниже порога слышимости. Наблюдаемый спад на краях диапазона обусловлен особенностями аналогового тракта и проявляется только в непосредственной близости к границам слышимого диапазона. Максимальное отклонение не превышает 0,7 дБ на частоте 20 Гц и около 0,5 дБ на частоте 20 кГц.

Необходимо отметить, что плавное снижение уровня на самых краях диапазона является нормальным свойством любого реального аналогового тракта. Абсолютно линейная характеристика от 20 Гц до 20 кГц существует только в математической модели. На практике даже значительно более дорогие ЦАП и аудиотракты демонстрируют аналогичное поведение, отличаясь лишь величиной отклонений на границах диапазона. Разница между спадом 0,7 дБ и, например, 0,4 дБ на краях диапазона не имеет практического значения и не может быть воспринята на слух.

Следует учитывать, что данные отклонения наблюдаются до применения цифровой коррекции. В реальной системе остаточная неравномерность полностью компенсируется средствами DSP и не оказывает влияния на итоговую АЧХ акустической системы. С практической точки зрения представленная характеристика может считаться эталонно ровной. Любое дальнейшее улучшение потребовало бы применения существенно более дорогих компонентов аналогового тракта без какого-либо выигрыша в качестве воспроизведения. Поэтому не надо думать, что наблюдаемый спад АЧХ на краях диапазону лишат Вас басов и "бриллианса" на ВЧ... После настройки системы Вы получите тот уровень НЧ, который позволяет ваши динамики\усилители\комната (в реальной системе уровень НЧ обусловлен почти всегда комнатой, а не акустикой). 

Так же следует учитывать, что измерения выполнены с использованием линейного входа звуковой карты ASUS Xonar STX. Несмотря на высокое качество аналогового тракта, данная карта не относится к прецизионному измерительному оборудованию и обладает собственным уровнем шумов и искажений. По этой причине приведённые результаты следует рассматривать как верхнюю оценку характеристик устройства. Фактический уровень искажений может оказаться ещё ниже при использовании специализированного измерительного комплекса, однако не должен быть выше представленных значений.