Hi-Fi-практика. SPDIF vs USB Audio
Каждый уважающий себя меломан, строящий аудиосистему на базе ПК с применением внешнего ЦАП, вынужден сам себе ответить на, казалось бы, малозначительный, но основополагающий на практике вопрос. USB- или SPDIF-подключение? Давайте же попытаемся расставить все точки над “i” раз и навсегда!
Это дивное, фантастичное для того времени детище научного прогресса 1980-х годов, SPDIF, до сих пор остается актуальным. Будучи изначально профессиональным стандартом коммутации в студиях цифровой звукозаписи, оно получил путевку в жизнь и в рамках домашних систем. Так в чем же секрет этой “оптики”?
Правда в том, что никакого секрета здесь нет. Все мы знаем, что передача данных со скоростью света практически исключает возможность прямой конкуренции. Такой стандарт позволяет практически полностью исключить из обработки цифрового сигнала такое нежелательное явление, как джиттер. Джиттер возникает в том случае, если между источником цифрового сигнала и его приемником есть даже минимальная рассинхронизация по частоте. То есть если источник выдает сигнал с большей частотой, чем его способен принять и обработать приемник, то на стороне последнего возникает джиттер и, соответственно, необходимость передискретизации сигнала для того, чтобы его можно было обработать. SPDIF начисто лишен такого недостатка. Ведь у него частоту семплирования устанавливает источник. Приемник же способен обработать сигнал практически с любой доступной источнику частотой. Потому современные ЦАП, подключаемые по SPDIF, способны без понижающей передискретизации обработать цифровой аудиосигнал даже с характеристиками 24/192.
Пример эталонной передачи сигнала по “оптике”
Похвастаться этим формат USB Audio v.1 не может. Увы, но устройства-приемники, работающие с таким стандартом, не способны зачастую обрабатывать сигнал с характеристиками выше 16/48. И пусть в документации к стандарту значится 24/96, но на практике даже операционная система Windows принудительно (!) понижает значения для исходящего сигнала до 16/48 в случае подключения к ПК аудиоустройства, созданного на основе этого протокола. Все дело в том, что протокол, разработанный и сертифицированный в 1998 году, является исключительно синхронным. Что это значит? На практике это означает то, что перед началом передачи цифрового сигнала источник и приемник “договариваются” между собой о том, с какой частотой эта передача будет происходить. Эта частота остается неизменной на протяжении всей передачи. То есть за один и тот же промежуток времени из-за принудительной “уравняловки” частоты может быть передан абсолютно разный объем данных. С обработкой какого-то объема приемник может справиться без проблем, но уже в следующую милисекунду новый, превышающий предыдущий, объем данных может заставить его очень сильно “напрячься”. А это приводит к неизбежной потере части деталей звуковой дорожки, к искажениям и прочим нежелательным последствиям. То есть о Hi-Fi говорить уже не приходится.
Тот же сигнал в исполнении USB Audio 1.0. Печальное зрелище
Ситуацию призван был исправить USB Audio v.2. Он уже располагает асинхронным режимом работы, что само по себе практически полностью исключает джиттер. Введенный в 2009 году стандарт, правда, требует для своей успешной работы USB 2.0 или 3.0. И, разумеется, несовместим с выпущенными ранее ЦАП. Однако качественный звук требует жертв :). Фактически достоверность передаваемого по USB Audio 2.0 сигнала не уступает таковой у SPDIF/Toslink. Таким образом, ЦАП-ы и внешние звуковые карты, выпущенные после 2009 года и поддерживающие USB Audio 2.0 как аппаратно, так и на уровне драйверов, способны обеспечить качество звука, не отличимое от “оптики”. Справедливости ради нужно отметить, что драверов, обеспечивающих поддержку USB Audio v.2 прямо из коробки нет даже в Windows 10. И задача по их разработке ложится на плечи производителей внешних звуковых карт и ЦАП-ов. А они в свою очередь с ней вполне успешно справляются.
USB Audio 2.0 Async творит чудеса
Выбор способа подключения происходит теперь лишь на основе личных предпочтений, а не технического превосходства одного формата над другим. Потому утверждение о том, что “оптика” лучше USB, на сегодняшний день является мифом, хоть и довольно распространенным. До скорого!
P.S. Иллюстрации, полученные в идеальных условиях и на референсной аппаратуре, взяты из материалов ресурса welltemperedcomputer.com
“И пусть в документации к стандарту значится 24/96, но на практике даже операционная система Windows принудительно (!) понижает значения для исходящего сигнала до 16/48 в случае подключения к ПК аудиоустройства, созданного на основе этого протокола”
Автор статьи не знает, что частоту сэмплирования в Windows можно изменить вплоть до максимальной, например до 24/192 и описанных им “ужасов” не будет, поэтому вывод он делает неверный. Из практики, я пробовал подключать свой усилитель как по оптике, так и по USB. Вывод – однозначно USB! USB-кабель стоит несколько сот рублей и звучание прекрасное, для аналогичного же результата по оптике нужен кабель со стекловолокном, а не пластиком, а стоит он более 10000.
Здравствуйте Анатолий, благодаря вашим статям и видео начал увлекаться качественным звуком, у меня возникла проблема как сделать звук если на ноутбуке только usb (acer aspire 5 i5) а на ресивер Sony оптический вход (str-de598) (джек на ноутбуке не рассматриваю как источник) в итоге хочу звук 5.1DTS, google не очень хочет мне помочь. Надеюсь вы ищо читаете коментарии, и сможете порекомендовать решение
Статья вводит в заблуждение. Тесты показывают, что практически все ЦАПы лучше играют по S/PDIF, в ценовой категории до 250.000 руб. Вся эта “теория” – высосана из пальца. USB – очень большой компромисс, это удобно, но не лучший выбор. Погуглите, есть хороший тест 2015 года.
Не совсем по теме но не для музыки для дом кинотеатра проблема
По оптике не могу передать 5.1 звук на дом кинотеатр получается только стерео мать MSI z170a gaming m5 чип там реалтек 1150
Может кто нибудь знает в чем проблема?
М.Лядов с ixbt объяснял, что все дело в низкой пропускной способности спидиф. Стерео – да, а многоканал – только в пределах пропускной способности стерео.
Чушь не говорите (или не повторяйте). SPDIF прекрасно работает с многоканалом в рамках DD и DTS 16bit/48kHz.
еще раз прочитайте: “в пределах пропускной способности стерео” и не вводите в заблуждение. Это означает что все многоканал без потерь не пролезит. Спидиф – древний как кощей, был изобретен для нужд муз. студий которые тогда работали только со стерео. Учите матчасть.
Поясню. Если ваш ресивер поддерживает DD/DTS, вы можете передать этот сигнал по SPDIF и ресивер его раскодирует. И пусть это 5.1, это сжатый сигнал (поэтому умещается в пропускную способность). Что касается стерео, SPDIF способен передать несжатое (PCM) стерео без проблем.
Андрей, огромное спасибо за Ваши статьи и просветительскую работу которую Вы ведете. Благодаря Вам я начал любить качественный звук, все началось с galaxy s3, который до этого у меня был 2 года и я считал его совсем не приспособленным для музыки.
Хотел спросить, что вы можете сказать о качестве звука через hdmi? Как я понимаю этот вопрос, при подключении hdmi источником является видеокарта. На моем ноутбуке стоит GT 645M и встроенная звуковая realtek HDA. Музыку я слушаю через foobar с настройками wasapi из Вашей статьи “не все output’ы одинаково полезны”+ресивер pioneer vsx527+акустика pioneer. Раньше считал что этот ресивер вообще не для музыки, но после настроек foobar звук начал очень нравится. Варианты прослушивания через DLAN существенно уступают в качестве звучания, хотя логичного объяснения для этого я не нахожу.
Добрый день. На самом деле при подключении по HDMI ваш ПК и видеокарта в частности являются только транспортами. А не источниками. За цифро-аналоговое преобразование отвечает уже железо на принимающей стороне. Будь то ресивер или же монитор/телевизор. Серьезного качества я бы на вашем месте от HDMI audio не ожидал.
Спасибо за разъяснение! Задам вопрос понимая что он не своем корректный, но может Вы из своего опыта знаете. Качество звука будет лучше при использования линейного выхода с встроенным realtek’ом или же ЦАП ресивера + HDMI?
Зависит от ресивера в том числе. В вашем конкретном случае утверждать что-либо не берусь. Не знаком с этой моделью. Дешевые ресиверы не редко оказываются ничем не лучше того же realtek
Благодарю!
Спасибо за очень классную статью! Многим будет действительно полезно;)
может я пропустил, но была ли статья про виды аудио кабелей? в том числе различия между дешевыми и дорогими
http://keddr.com/2015/02/hi-fi-pc-2015-chast-5-akusticheskiy-kabel/
http://keddr.com/2015/02/hi-fi-pc-2015-chast-3-mezhblochnyiy-kabel/
Спасибо за линк на отличнейший ресурс. По сабжу, миф настолько распостранен что наверное бабуля на лавочке у соседнего подьезда вкурсе, что на USB хайфая нету.