Moderné digitálne zariadenia používajú analógovo-digitálne prevodníky na pochopenie nášho analógového sveta. V tomto článku vám poviem, ako to funguje.
Ak má byť spojitý signál reprezentovaný v digitálnej forme, potom sa musí analógová vstupná veličina previesť na príslušné číslo. Túto úlohu vykonáva analógovo-digitálny prevodník (ADC).
teória
Pozrime sa na úlohu súvisiacu s konverziou signálu. Pre prehľadnosť porovnáme náš analógový signál, nech to vyzerá takto:a sínusový, ktorý vyzerá takto:
Matematická funkcia, ktorá opisuje sínusovú vlnu:
Amplitúda- maximálna hodnota, ktorú signál prijíma.
Uhlová frekvencia- rýchlosť zmeny fázy signálu.
f- zvyčajná frekvencia signálu súvisiaca s uhlovou frekvenciou takto: .
S(t) je nejaká matematická funkcia, ktorá popisuje náš signál. Nie je možné preň zvoliť jednoduchú populárnu funkciu, ako pre sínusový signál. Preto nechajme len S(t). V matematike sa však dokázalo, že takmer akúkoľvek funkciu možno znázorniť ako súčet sínusových (sin a cos) signálov, ale s rôznymi amplitúdami a uhlovými frekvenciami. A čím je funkcia zložitejšia, tým je potrebných viac sínusových signálov. V dôsledku toho dostaneme:
Sínusy a kosínusy v tomto súčte sa nazývajú harmonické signálu S(t) a reprezentujú rozsah signál S(t) a samotný súčet sa nazýva blízko Fouriera. Toto je základ spektrálnej analýzy, ktorá je široko používaná v moderných technológiách. Spektrum signálu (súbor sin a cos) je vhodné zobraziť vo forme grafu, napríklad pre sínusový:
(zrkadlová časť sa objavuje len vďaka matematickým transformáciám, nemá to žiadny fyzikálny význam)
A pre náš signál:
Postup analógovo-digitálnej konverzie spojitých signálov, ktorý je realizovaný pomocou ADC, je transformácia funkcie spojitého času S(t), ktorá opisuje náš signál, na postupnosť čísel S1, S2, S3, S4. ..., súvisiace s určitými pevnými momentmi v čase. Tento postup možno rozdeliť na dve nezávislé operácie. Prvý z nich je tzv vzorkovanie a spočíva v transformácii spojitej funkcie času S(t) na spojitú postupnosť S1,S2,S3,S4…. Druhý sa volá kvantovanie a spočíva v premene spojitej sekvencie na diskrétnu S1*, S2*, S3*, S4*...
Základom vzorkovania spojitých signálov je vzorkovacia veta(Whittaker - Nyquist - Kotelnikov - Shannonova veta):
Ak existuje signál S(t), ktorého spektrum neobsahuje frekvencie nad fmax, možno ho úplne zrekonštruovať, ak sú známe referenčné hodnoty S(t) prijaté v rovnakých časových intervaloch:
Podľa tejto vety na reprezentáciu analógového signálu v digitálnej forme potrebujeme vzorky. Je tu však problém: skutočné signály majú nekonečné spektrum a skutočné signály nemajú . V tomto prípade musíme spektrum signálu orezať pomocou filtra, čím umelo vytvoríme . Zvyčajne sa odoberá na mieste v spektre, kde úroveň harmonických amplitúd nepresahuje 10% maximálnej hodnoty. volal horná frekvencia spektrum Je vhodné hovoriť aj o hornej uhlovej frekvencii spektra.
Aplikácia vzorkovania na náš signál vnáša do systémov spracovania informácií špecifické skreslenia vyvolané vysokofrekvenčným vzorkovaním. Na zníženie týchto skreslení je potrebné buď zvýšiť vzorkovaciu frekvenciu, alebo odobrať viac. Tým sa však zvyšuje aj informačná kapacita signálu. Často je to zbytočné a v každom praktickom probléme treba hľadať „zlatú strednú cestu“.
V konečnom dôsledku bude náš analógový signál zodpovedať sade vzoriek, z ktorých možno signál rekonštruovať takto:
Pri kvantovaní signálu dochádza aj k strate informácie v dôsledku konečnej množiny úrovní signálu, ktoré ovplyvňujú aj informačnú kapacitu digitalizovaného signálu.
Zhrnutie:
- Signály je možné študovať v časovej oblasti aj vo frekvenčnej oblasti (spektrum).
- Ak chcete získať digitálny signál z analógového signálu, musíte ho najprv navzorkovať a potom kvantovať.
- Ak chcete vzorkovať signál, musíte obmedziť jeho spektrum.
- Vzorkovacia frekvencia a počet úrovní kvantizácie by sa mali zvoliť optimálne.
- Pri vzorkovaní neustále zaokrúhľujeme analógovú hodnotu na najbližšiu digitálnu hodnotu a skončíme s chybami - vzorkovací šum.
Technické vlastnosti ADC:
Statické
Rozhodnutie- prevrátená hodnota maximálneho počtu kombinácií kódov na výstupe ADC. Rozlíšenie je vyjadrené v percentách, čísliciach alebo decibeloch a charakterizuje potenciálne schopnosti ADC z hľadiska dosiahnuteľnej presnosti. Napríklad 12-bitový ADC má rozlíšenie 1/4096, alebo 0,0245 % plného rozsahu.
Chyba nulového posunu- hodnota vstupného signálu, pri ktorej je výstupný kód ADC nulový.
Chyba v plnom rozsahu- relatívny rozdiel medzi skutočnými a ideálnymi hodnotami limitu konverznej stupnice pri absencii nulového posunu.
Nelinearita- maximálna odchýlka skutočnej transformačnej charakteristiky D(U(t)) od optimálnej
Dynamický
Maximálna vzorkovacia frekvencia- toto je najvyššia frekvencia, s ktorou sa generujú hodnoty vzorového signálu, pri ktorej zvolený parameter ADC neprekračuje stanovené limity. Merané v počte vzoriek za sekundu.Čas konverzie- je to čas počítaný od začiatku vzorkovacieho impulzu alebo začiatku prevodu, kým sa na výstupe neobjaví stabilný kód zodpovedajúci danej vzorke.
Prax
Klasický paralelný analógovo-digitálny prevodný obvod v zjednodušenej forme vyzerá takto:
Rezistory rozdeľujú referenčné napätie v rovnakých pomeroch. Vzorky analógového signálu a časti referenčného napätia sa privádzajú do komparátorov, kde sa porovnávajú. Ak existuje zhoda, výstup komparátora má logickú jedničku. Takto sa získa kód, ktorý kodér prevedie do požadovaného formátu.
- Gonorovský I.S. Rádiotechnické obvody a signály.
- Baskakov S.I. Rádiotechnické obvody a signály.
- Kester Walt. Príručka konverzie údajov.
P.S. Článok naznačuje rovnosť pojmov funkcia a signál.
P.P.S. Úroveň článku je určená pre široké publikum.
Tagy: signál, spektrum, kvantizačný šum, kvantovanie, vzorkovanie, komparátor, ADC, analógový, digitálny, kodér, digitalizácia, krok kvantovania, ADC
Ahojte všetci.
V dnešnej recenzii si povieme niečo o audio prevodníku, ktorý prevádza digitálny signál na analógový.
S rozvojom technológií naše zvyky a potreby, žiaľ, nemiznú. Po výmene starého televízora za progresívnejší model som smutne zistil, že nemá 3,5 mm jack na pripojenie slúchadiel alebo inú akustiku. A keďže predtým som mal k televízoru pripojený audiosystém 2.1 zbavený digitálnych konektorov a neplánoval som ho v budúcnosti prestať používať, keďže som bol s jeho zvukom úplne spokojný, zákonite vyvstala otázka, ako pripojte ho. Tiež občas pripojím slúchadlá k televízoru, aby hlasné zvuky nezobudili ostatných členov mojej rodiny.
Po preštudovaní možných možností sa ukázalo, že najjednoduchším a najlogickejším spôsobom, ako vyriešiť môj problém, by bolo kúpiť prevodník, ktorý dokáže zmeniť digitálny zvuk na analógový. Našťastie s takýmito prevodníkmi nie sú žiadne problémy a každý si môže vybrať prevodník vybavený potrebnými konektormi.
Pred zadaním objednávky, aby sa transakcia čo najviac zabezpečila, bolo rozhodnuté skontrolovať predajcu pomocou miestnej služby. Výsledky overovania ukázali, že predajca je spoľahlivý a dá sa mu dôverovať. Je možné zobraziť podrobné údaje získané ako výsledok kontroly.
Balík bol odoslaný pomerne rýchlo a na ceste som strávil asi mesiac. Ktokoľvek môže zobraziť informácie o sledovaní balíka.
Prevodník je dodávaný bez originálneho obalu, moja kópia prišla v bežnom plastovom vrecku. Napriek tomu, že okrem tenkej vrstvy bublinkovej fólie nič nechránilo obsah balíka, jeho obsah sa počas cesty nepoškodil. Balenie teda okrem samotného prevodníka obsahovalo: návod, sieťový adaptér 1A, napájací kábel dlhý cca 1 meter, optický kábel dlhý 1,5 metra.
Táto sada stačí na to, aby bol prevodník okamžite použitý. Nebudete musieť nič kupovať.
Návod je vytlačený v angličtine, veľkosť papiera je A5. 
V zásade tu nie je nič mimoriadne zaujímavé. Keby len technické vlastnosti meniča.
Samotný prevodník je malá krabička s niekoľkými konektormi na každej strane. Na jeho hornej časti je informácia o tom, čo to je a na ktorej strane sú konektory fungujúce pre „vstup“ a na ktorej strane pre „výstup“. Rozmery konvertora sú celkom kompaktné - 50 * 40 * 26 mm, takže ho môžete hodiť za televízor, kde ho nebude vidieť a nebude pútať pozornosť. 
Na zadnej strane je známy nápis „Made in China“, ako aj pár ikon a vyhlásenie, že toto zariadenie spĺňa požiadavky smernice RoHS, ktorá obmedzuje obsah škodlivých látok. 
Samotný prevodník je vyrobený vo vysokej kvalite. Vnútri sa nič nehýbe ani nerachotí. Puzdro pri stlačení nepraská. Neboli nájdené žiadne praskliny, medzery ani nič podobné. Plast tiež nemá žiadny cudzí zápach.
Na strane „vstupu“ sú teda 3 konektory: optický Toslink, koaxiálny a tiež konektor na pripojenie napájania. Pri pohľade dopredu poviem, že pribalený sieťový adaptér som hneď odložil. Prevodník funguje perfektne z 1A USB konektora dostupného na TV. Okrem toho neexistuje nič také ako úspora energie, verte, že konvertor funguje iba pri zapnutom televízore. 
Na „výstupnej“ strane je tiež niekoľko konektorov: pár RCA „tulipánov“, 3,5 mm miniJACK, ako aj indikačná LED dióda, ktorá nás informuje o stave prevodníka: počas činnosti svieti na červeno. 
Na vzhľade meniča nie je nič iné zaujímavé, čiže môžeme prejsť k jeho praktickým testom. Najprv použijeme dodaný kábel Toslink a zapojíme prevodník do siete. 
Je vidieť, že svieti červená dióda umiestnená na prevodníku. Rovnako aj samotný kábel začal svietiť na červeno, čo naznačuje, že všetko funguje normálne. Pripojením optického kábla k prevodníku na druhej strane a zasunutím 3,5 mm do neho na druhej strane. konektor audiosystému, najprv som nič nepočul :( Ale potom mi došlo, že potrebujem vybrať požadovaný zdroj zvuku v nastaveniach TV. Potom všetko fungovalo ako má.
Teraz o tom najdôležitejšom – o výkone. Konvertor funguje skvele. Neboli počuť žiadne zvuky, pískanie, škrípanie ani iné nepríjemné zvuky. Navyše to platí rovnako pre zvuk v slúchadlách aj pre 2.1 audio systém. Samotný zvuk je hlasný a čistý. Nie horšie ako to, čo som mal predtým na svojom starom televízore pri pripojení cez štandardné 3,5 mm. konektor Páčilo sa mi aj to, že je možné súčasne pripojiť niekoľko gadgetov. To znamená, že jeden môže byť pripojený cez tulipány a druhý cez 3,5 mm. konektor Takže nemusíte neustále prepínať drôty. 
Aby som zhrnul všetko, čo tu bolo napísané, môžem povedať, že sa mi prevodník páčil a kúpu považujem za vydarenú. Všetko funguje presne tak, ako má. S pripojením ani nastavením neboli žiadne problémy. Ak má teda aj váš televízor výhradne “digitálne” audio konektory, potom môžete obrátiť svoju pozornosť na podobný produkt – opäť vám pomôže počuť zvuk v slúchadlách :) Aj keď, úprimne povedané, veľmi nerozumiem túžba výrobcov zbaviť sa „analógových“ výstupov...
To je asi všetko. Ďakujem za pozornosť a čas.
Tento typ zariadenia je dosť ťažké priradiť k akejkoľvek konkrétnej kategórii zariadení. Mimochodom, to je dôvod, prečo je tu diskutované konvertory veľmi ťažké nájsť na známych online trhoch: nie je jasné, v ktorej kategórii produktov hľadať - medzi zachytávacími zariadeniami, medzi tunermi alebo medzi konvertormi? Zároveň sa tieto zariadenia najviac približujú kategórii prevodníkov, keďže ich jedinou úlohou je konvertovať jeden typ signálu na druhý. A to, ako možno zariadenia používať, je čisto osobná záležitosť a závisí od úloh a schopností používateľa.
Dizajn a technické vlastnosti
Predmetné meniče sú dodávané v identických blistrových baleniach a na prvý pohľad sa od seba nelíšia. Len nenápadné označenie modelu vám pomôže zistiť, aký prevodník máte pred sebou.
Ďalšia vec je rubová strana obalu. Tu nie je potrebné nič čítať, stačí sa pozrieť na konektory viditeľné pod priehľadným obalom.
Prvé zariadenie s modelovým označením ET110 je určené na konverziu štandardného počítačového RGB signálu prichádzajúceho cez VGA rozhranie (15-pinový konektor, inak nazývaný aj D-sub) na dnešný štandardný digitálny signál posielaný cez HDMI konektor. Video výstupy D-sub sú dostupné na grafických kartách osobných počítačov, notebookov a iných zariadení na generovanie video signálu.
Druhý prevodník, ET111, je zaneprázdnený konverziou starého kompozitného signálu na digitálny, ktorý je tiež na výstupe cez port HDMI. Absolútne každý videorekordér, herná konzola alebo videokamera predchádzajúcich generácií bola vybavená takýmito „tulipánmi“.
Napokon, tretí prevodník s indexom ET113 (zaujímavé, prečo nie 112?), ako je zrejmé z jeho konektorov, digitalizuje komponentný signál YPbPr prechádzajúci bežnými koaxiálnymi káblami s „tulipánovými“ konektormi. Takéto video výstupy sú dostupné na herných konzolách, niektorých videorekordéroch a prehrávačoch médií, dokonca aj na moderných.
| ET110 | ET111 | ET113 |
|
|
|
Kryty zariadení sú vyrobené z plastu a pozostávajú z dvoch polovíc, ktoré sú pevne spojené západkami. Aby sme zistili umiestnenie týchto západiek, museli sme výrazne zdeformovať telo jedného z meničov. A predsa sa nám podarilo prístroje rozobrať. Ich dizajn sa ukázal byť mimoriadne podobný, čo nie je prekvapujúce vzhľadom na skutočnosť, že hlavnou elektronickou súčasťou, ktorá digitalizuje video, je rovnaký produkčný čip.
| ET110 | ET111 | ET113 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
||
Naše zariadenia nie sú banálne adaptéry s pripájanými výstupmi, sú to úplne nezávislé zariadenia, ktorých elektronika pracuje podľa aktívneho obvodu, teda vyžaduje napájanie. Na tento účel má každý z uvažovaných prevodníkov ešte jeden „chvost“ - štandardný USB, ktorý by mal byť pripojený k portu USB televízora alebo iného zariadenia. V extrémnych prípadoch postačí obyčajná päťvoltová batéria, takzvaná powerbanka, ktorej sa teraz neúrekom rozmohlo.
Hlavné technické charakteristiky meničov sú uvedené v nasledujúcej tabuľke:
| Rozhranie | ET110 | ET111 | ET113 |
| Vchod | |||
| Výživa | USB 2.0 | ||
| Video vstup | D-sub 15-kolíkový VGA kábel | kompozit ("tulipán") | komponent („tulipány“) |
| Audio vstup | analógový jack 3,5 mm | analógové stereo (Ľ/P, „tulipány“) | |
| Vstupné rozlíšenie |
|
|
|
| VÝCHOD | |||
| Maximálne rozlíšenie | HDMI typ A, až 1080p60 alebo UXGA (1200x1600) |
||
| Iné vlastnosti | |||
| Prevádzková teplota | od 0 do +40°C | ||
| Dostupnosť ukazovateľov | ukazovateľ napájania | ||
| Rozmery | 102×33×16 mm | ||
| Hmotnosť (s konektormi) | 91 g | 65 g | 76 g |
Tieto a ďalšie informácie nájdete na.
Pripojenie a prevádzka
Z vonkajšieho a najmä technického popisu zariadení je úplne jasné, ako majú byť prevodníky zapojené. Napriek tomu tu uvádzame schémy typických aplikácií zariadení.
| ET110 | ET111 | ET113 |
|
|
|
Ako vidíte, v každej zo schém je koncovým bodom digitálny televízor alebo projektor. Vynára sa však otázka: každý moderný projektor alebo televízor - až na zriedkavé výnimky - je nevyhnutne vybavený všetkými video vstupmi, digitálnymi aj rôznymi analógovými, vrátane „počítačového“ D-sub. Zo zariadení na zobrazovanie informácií, ktoré nemajú analógové vstupy, si autor pamätá iba niektoré vysoko špecializované monitory, ako napríklad tie, ktoré sú nainštalované na „topánkach“ kamier alebo kamier. Čo bráni bežnému používateľovi pripojiť starý videorekordér alebo notebook k modernému televízoru priamo prostredníctvom káblov a adaptérov, ktoré sú súčasťou televízora? Z akého dôvodu zvolí pripojenie cez samostatné, samostatné zariadenie, ktoré navyše dodáva aj energiu?
Pre bežného používateľa nemôžeme povedať nič, ale s „nezvyčajným“ používateľom nie je všetko také jednoduché. Špecifiká sekcie „Digitálne video“, v ktorej je uverejnený tento článok, si vyžadujú zapamätanie si zariadení na zachytávanie. Tu začínajú skutočné ťažkosti: zariadenia na zachytávanie videa sa delia nielen na hardvér alebo softvér, stacionárne alebo prenosné. Jedným z hlavných charakteristických znakov každého zachytávacieho zariadenia je typ signálu, ktorý je zariadenie schopné prijať a previesť. Nájsť univerzálne zariadenie, ktoré má všetky potrebné vstupy a podporuje všetky možné video štandardy, je mimoriadne náročné. Najmä teraz, keď sú snímacie zariadenia vybavené jediným vstupom. A toto je, samozrejme, HDMI. S jedným zariadením na zachytávanie signálu HDMI a niekoľkými rôznymi štandardnými konvertormi, ktoré konvertujú akékoľvek video na digitálny štandard, bude mať používateľ možnosť digitalizovať absolútne akýkoľvek zdroj - VHS magnetofón alebo kameru, hernú konzolu predchádzajúcich generácií, Blu -ray prehrávač alebo prehrávač médií, laptop, starý osobný počítač a tak ďalej, až po ultrazvukové diagnostické zariadenie.
Ale dosť teórie, rád by som zvážil tých pár aspektov, ktoré je tu vo všeobecnosti možné študovať. A prvý z nich, najdôležitejší, sa týka oneskorenia pri spracovaní a prenose signálu. Koniec koncov, predmetné prevodníky môžu byť použité ako adaptéry medzi hernou konzolou a nejakým druhom zobrazovacieho zariadenia video signálu (TV, projektor). Aký faktor je dôležitý v hre, napríklad v strieľačke alebo závodných a iných simulátoroch? Samozrejme, reakcia hráča.
Nebudeme hrať, necháme hrať spokojného konzumenta, ale vypočítame oneskorenie, ktoré môže byť prítomné pri prenose signálu. Uvažované prevodníky pracujú podľa aktívneho obvodu, pričom tu každý prichádzajúci signál prechádza kompletným spracovaním a za behu sa konvertuje na iný štandard. A to si, aj teoreticky, vyžaduje čas.
Najprv si zostavme akýsi spontánny testovací stojan. Pripojme notebook k televízoru pomocou jeho video výstupu VGA (D-sub) a ako prevodník signálu použite zariadenie ET110. Presne podľa rovnakej schémy, ako je uvedené vyššie v prvom príklade. V dôsledku toho notebook dostal druhú obrazovku, na ktorej sa zobrazujú rovnaké informácie, aké sa zobrazujú na hlavnom displeji. Teraz začnime prehrávať špeciálne video na prenosnom počítači s frekvenciou 60 snímok za sekundu. Tu na videu je otočná šípka, ktorá urobí jednu otáčku za sekundu, ako aj obdĺžnik pohybujúci sa pozdĺž hornej stupnice, ktorý tiež prebehne svoju dráhu za jednu sekundu. Zostáva len natočiť výslednú testovaciu stolicu a video sa bude nahrávať s rovnakou frekvenciou 60 snímok za sekundu. Tu je výsledok:
Na tomto videu je jasne vidieť, že oneskorenie signálu je 7 sektorov zo 60, teda asi 1/10 sekundy. Či je to veľa alebo málo, nevieme – nikdy sme sa nevenovali herným konzolám. V pretekoch, ktoré sa spúšťali na veľkej obrazovke z rovnakého notebooku cez tento prevodník, však takéto oneskorenie nebolo vôbec cítiť. Možno si majstri online strelcov budú môcť všimnúť nejaké oneskorenie, ktoré ich obťažuje, ale úprimne povedané, neverím tomu.
Ďalšou otázkou, ktorá je zároveň poslednou otázkou pri štúdiu takýchto jednoduchých (ale zároveň zložitých) zariadení, je zachovanie detailov pri prekódovaní signálu. Zariadenie ET111, ktoré digitalizuje kompozitné video, je v tomto smere zbytočné študovať. O akýchkoľvek detailoch nemôže byť ani reči - tento prastarý štandard je príliš nemilosrdný k video signálu, v ktorom pixel nie je štvorcový, pomer strán snímky je „nesprávny“, oblasti preskenovania nie sú viditeľné. „rúrkové“ televízory a dokonca aj prepletené večne zapamätateľné, čo znižuje vertikálne detaily na polovicu. Využili sme príležitosť a zachytili sme niekoľko historických VHS kaziet pripojením konvertora ET111 ku kompozitnému video výstupu magnetofónu a odoslaním signálu do snímacieho zariadenia s jediným HDMI vstupom. Kvalita (presnejšie to, čo vie poskytnúť VHS) dopadla dosť vysoko, nie horšie ako pri priamom sledovaní z magnetofónu na televízore.
|
|
|
Ďalšie dve zariadenia sú ale celkom zaujímavé na preštudovanie z hľadiska detailov - naozaj tieto prevodníky nepodvádzajú signál, nekomprimujú ho napríklad dvakrát, spracujú a následne neroztiahnu na Full HD?
Najjednoduchší spôsob, ako skontrolovať tento predpoklad, je prehrať špeciálny testovací video súbor a potom zachytiť video stream. V prípade ET110 prenosný počítač prehrá súbor a signál bude vyvedený cez jeho výstup VGA, prejde cez prevodník a privedie sa do snímacieho zariadenia. V druhom prípade bude zdrojom multimediálny prehrávač vybavený komponentnými video výstupmi. Testovací video súbor obsahuje veľa riadkov s hrúbkou jedného pixelu, ktoré sú umiestnené v rovnakej vzdialenosti od seba. Výsledky zachytávania si môžete pozrieť nižšie.
Rôzny jas snímok sa vysvetľuje rôznym rozsahom video výstupov (prenosný počítač má rozsah jasu „počítač“) a rozdielna jasnosť sa dá tiež ľahko vysvetliť: pamätáme si, že video signál vstupujúci do prevodníka prechádza úplným spracovaním. - tu sú výsledky tohto spracovania v statických snímkach.
závery
Na aké účely majú slúžiť tieto lacné zariadenia, ktoré sú plnohodnotnými prevodníkmi analógových signálov rôznych formátov do jedného digitálneho, ktoré podporujú všetky moderné zobrazovacie zariadenia bez výnimky? Ako už bolo spomenuté, môžu byť potrebné, ak televízor nemá požadovaný vstup. Alebo dokonca aj v takých triviálnych situáciách, ako je nedostatok potrebných adaptérov (jeden z autorových televízorov bol prijatý v obmedzenej konfigurácii, v dôsledku čoho boli všetky jeho analógové vstupy nedostupné z dôvodu nedostatku špeciálnych značkových adaptérov).
Stále sa však zdá presvedčivejšia možnosť zachytiť video signál, ktorý má rôzne štandardy. A ešte lepšie, ak vezmeme do úvahy značné náklady na rôzne typy zachytávacích zariadení. Samozrejme, ideálnym výstupom, ktorý by vyhovoval každému, by bol prevodník signálu podobný jednému z uvažovaných, ale s tromi typmi vstupných konektorov naraz – VGA, kompozitný a komponentný. Takéto riešenie však zjavne nie je zahrnuté v plánoch obchodníkov.
DAC – digitálno-analógový prevodník– potrebné na konverziu zvukového signálu z digitálneho na analógový; zvyčajne na prenos do zosilňovača alebo okamžité bodovanie.
Všetky moderné formáty zvukového záznamu používajú digitálnu reprezentáciu. A skladby na CD alebo blu-ray diskoch a súbory mp3 a hudba z iTunes – všetky sú uložené v digitálnom formáte. A aby bolo možné prehrať túto nahrávku, musí byť prevedená na analógový signál - túto funkciu vykonáva digitálno-analógový prevodník. Zabudovaný DAC je prítomný v každom zariadení, ktoré prehráva hudbu. Často sa však stáva, že kvalita prehrávania rovnakých zvukových súborov (alebo skladieb z rovnakého disku) na rôznych prehrávačoch je výrazne odlišná. Ak sa použijú rovnaké zosilňovače a slúchadlá, problém je v DAC prehrávača.
DAC sú iné: lacné prevodníky s nízkou spotrebou energie (často používané výrobcami v mobilných zariadeniach) majú nízku rýchlosť a nízku bitovú hĺbku, čo výrazne ovplyvňuje kvalitu zvuku.
Ak má vaše mobilné zariadenie digitálny výstup (S/PDIF alebo USB), môžete k nemu pripojiť externý DAC - to zaručuje vysoko kvalitný prevod digitálneho zvuku na analógový.
Externý DAC môže byť navyše veľmi užitočný pri počúvaní hudby nahratej v bezstratových formátoch (formáty bezstratového záznamu zvuku) s vysokým vzorkovaním, čím sa zabezpečí maximálna podobnosť medzi nahrávkou a originálom. Keďže sa takéto nahrávky šíria najmä cez internet, často sa počúvajú priamo z počítača. Kvalitná zvuková karta sa však na prenosných počítačoch a tabletoch nachádza len zriedka a zvukové karty zabudované do základnej dosky stolného počítača nie sú vysoko kvalitné. A v tomto prípade sa úplne stráca zmysel počúvania hudby bez straty. Situáciu je možné napraviť, ak má počítač digitálny zvukový výstup, napríklad S/PDIF. Pripojením DAC so vzorkovacou frekvenciou a bitovou hĺbkou, ktorá nie je menšia ako pri počúvanej nahrávke, môžete získať vysokokvalitný analógový signál.
Ďalší príjemný bonus je možné získať kúpou DAC s podporou Bluetooth. To vám umožní počúvať skvelú hudbu na reproduktoroch pripojených k prevodníku bez toho, aby ste boli k nemu „priviazaní“ káblami. Pre mobilný počítač (tablet alebo laptop) to môže byť veľmi výhodné. Navyše s týmto prevodníkom môžete prehrávať hudbu z iných zariadení s podporou Bluetooth a jednoducho medzi nimi prepínať.
ADC – analógovo-digitálny prevodník– naopak, je potrebné konvertovať analógový zvukový signál do digitálneho formátu. ADC bude nenahraditeľný pri digitalizácii (preklade do digitálneho formátu) starých analógových nahrávok: na gramofónových platniach, audio a video kazetách. ADC sa bude vyžadovať aj pri digitálnom nahrávaní „živého“ zvuku z mikrofónu. Prehrávače s funkciou nahrávania a počítačové zvukové karty majú zabudovaný ADC, no ak je pre vás dôležitá kvalita digitalizácie, je lepšie zveriť túto úlohu špecializovanému zariadeniu.
Napriek úplne opačným úlohám majú ADC a DAC niektoré spoločné charakteristiky, ktoré majú veľký vplyv na kvalitu konverzie.
Charakteristika prevodníkov audio signálu.
Pre ADC vzorkovacia frekvencia určuje, na akej frekvencii bude prevodník merať amplitúdu analógového signálu a vysielať ho v digitálnej forme. V prípade DAC naopak, pri akej frekvencii sa budú digitálne dáta konvertovať na analógový signál.
Čím vyššia je vzorkovacia frekvencia, tým je výsledok konverzie bližšie k pôvodnému signálu. Zdá sa, že čím vyššie je toto číslo, tým lepšie. Ale podľa Kotelnikovovej vety na prenos signálu akejkoľvek frekvencie postačuje vzorkovacia frekvencia dvojnásobok frekvencie samotného signálu. Ak vezmeme do úvahy skutočnosť, že najvyššia počuteľná frekvencia je 20 kHz (pre väčšinu ľudí je horná hranica počuteľného zvuku vo všeobecnosti v oblasti 15-18 kHz), vzorkovacia frekvencia 40 kHz by mala byť dostatočná pre kvalitnú digitalizáciu. akéhokoľvek zvuku. Vzorkovacia frekvencia zvukového CD: 44,1 kHz a maximálna vzorkovacia frekvencia súborov mp-3: 48 kHz boli zvolené na základe tohto kritéria. Preto DAC, ktorý prehráva zvukové stopy a súbory mp3, musí mať vzorkovaciu frekvenciu aspoň 48 kHz, inak bude zvuk skreslený.
Teoreticky by takáto vzorkovacia frekvencia mala postačovať, ale v praxi je niekedy potrebná vyššia frekvencia: skutočný zvukový signál úplne nespĺňa požiadavky Kotelnikovovej vety a za určitých podmienok môže byť signál skreslený. Medzi znalcami čistého zvuku sú preto obľúbené nahrávky so vzorkovacou frekvenciou 96 kHz.
Vzorkovacia frekvencia DAC vyššia ako v zdrojovom súbore neovplyvňuje kvalitu zvuku, takže nákup DAC so vzorkovacou frekvenciou vyššou ako 48 kHz má zmysel len vtedy, ak sa chystáte počúvať blu-ray a DVD audio alebo bezstratovú hudbu s vzorkovacia frekvencia pri jej použití väčšia ako 48 kHz.
Ak ste pevne nastavení na kúpu prevodníka so vzorkovacou frekvenciou nad 48 kHz, tak by ste na kúpe nemali šetriť. DAC, ako každé iné audio zariadenie, pridáva k signálu svoj vlastný šum. V lacných modeloch môže byť šum dosť vysoký a vzhľadom na vysokú vzorkovaciu frekvenciu sa na výstupe takéhoto prevodníka môže objaviť ultrazvukový šum, ktorý je nebezpečný pre reproduktory. A v počuteľnom rozsahu môže byť šum taký vysoký, že zatieni všetky výhody zvyšovania vzorkovacej frekvencie.
Bitová hĺbka– druhá vlastnosť, ktorá priamo ovplyvňuje kvalitu konverzie.
Bitová hĺbka DAC sa musí zhodovať s bitovou hĺbkou zvukového súboru. Ak je bitová hĺbka DAC nižšia, s najväčšou pravdepodobnosťou jednoducho nebude môcť tento súbor previesť.
Zvukové CD stopy sú 16-bitové. To znamená 65536 amplitúdových gradácií - vo väčšine prípadov to stačí. Ale teoreticky za ideálnych podmienok je ľudské ucho schopné poskytnúť väčšie rozlíšenie. A aj keď o rozdiele medzi nahrávkami vzorkovanými pri 96 kHz a 48 kHz možno polemizovať, mnohí ľudia s dobrým sluchom dokážu rozlíšiť 16-bitový zvuk od 24-bitového zvuku bez šumu v pozadí. Ak je teda DAC určený na počúvanie zvuku DVD a Blu-ray, mali by ste zvoliť model s 24 bitmi.
Čím vyššia je bitová hĺbka ADC, tým presnejšie sa meria amplitúda zvukového signálu.
Pri výbere ADC by ste mali postupovať od úloh, ktoré by ste mali s jeho pomocou vyriešiť: na digitalizáciu „hlučných“ zvukových záznamov zo starých pások nie je potrebná vysoká bitová hĺbka ADC. Ak plánujete získať vysokokvalitný digitálny záznam zo štúdiového mikrofónu, má zmysel použiť 24-bitový ADC.
Počet kanálov určuje, aký zvuk dokáže zariadenie konvertovať. Dvojkanálový prevodník bude schopný spracovať stereo a mono zvuk. Na konverziu signálu Dolby Digital alebo Dolby TrueHD však budete potrebovať šesť- alebo osemkanálový prevodník.
Pomer signálu k šumu určuje úroveň šumu pridaného k signálu prevodníkom. Čím vyšší je tento indikátor, tým čistejší zostáva signál prechádzajúci prevodníkom. Pre počúvanie hudby je nežiaduce, aby táto hodnota bola pod 75 dB. Hi-Fi zariadenie poskytuje minimálne 90 dB a vysokokvalitné Hi-End zariadenia sú schopné poskytnúť odstup signálu od šumu 110-120 dB a vyšší.
DAC musí byť digitálny vchod– môže to byť S/PDIF, USB alebo Bluetooth. VÝCHOD DAC má analógový - „jack“ alebo „tulipány“ (RCA). S ADC je to naopak – analógový vstup a digitálny výstup. Je dobré, ak má prevodník niekoľko rôznych vstupov a výstupov - to rozširuje možnosti pripojenia rôznych zariadení k nemu. Ak je na prevodníku iba jeden vstup, uistite sa, že podobný výstup je aj na zariadení, ku ktorému má byť pripojený.
Prevodníky audio signálu sú skôr štúdiové a domáce zariadenia, takže výživa Väčšina meničov sa vyrába zo siete 220V. Existujú ale aj konvertory, ktoré sú napájané batériami a dajú sa používať autonómne. To môže byť výhodné pri používaní prevodníka s mobilným zariadením – notebookom, tabletom, smartfónom alebo prehrávačom.
Niektoré prevodníky prijímajú napájanie cez micro-USB konektor, ale nedokážu prijímať (ani prenášať) zvuk cez tento konektor. Ak je pre vás dôležité, aby DAC vedel čítať audio súbory na USB médiu, pred kúpou sa uistite, že USB na zariadení sa používa na viac než len napájanie.
Voľby.
Ak potrebujete zariadenie, ktoré dokáže digitalizovať staré kazetové nahrávky alebo nahrávať zvuk z mikrofónu do počítača, potrebujete analógovo-digitálny prevodník. Ich ceny začínajú od 1100 rubľov.
Ak si chcete zaobstarať zariadenie na kvalitné prehrávanie zvukových súborov zo smartfónu s bezdrôtovým pripojením, vyberte si DAC s podporou Bluetooth. Takéto zariadenie vás bude stáť 1400-1800 rubľov.
Ak chcete počuť plnú bohatosť zvuku zaznamenaného v bezstratovom formáte s vysokou vzorkovacou frekvenciou a 24 bitmi, budete potrebovať vhodný DAC. Bude to stáť od 1700 rubľov.