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