Konwertery USB-SPDIF (technicznie i pomiarowo)

W ostatnim czasie wpadły mi w ręce trzy konwertery USB-SPDIF, z prośbą o zerknięcie na ich przebiegi od strony technicznej. Ponieważ zawsze jestem ciekaw co w cyfrowym kablu piszczy, oczywiście pomierzyłem, udokumentowałem i tutaj Wam wrzucam. Myślę, że warto te informacje trzymać oddzielnie, dlatego zakładam nowy wątek. Może kiedyś dojdą nowe pomiary kolejnych urządzeń, to także je dołączę. Wątek zakładam z tym większą przyjemnością, że w odróżnieniu od dość nieciekawych niedawnych pomiarów wyjścia cyfrowego odtwarzacza Musical Fidelity A1 CD PRO, w przypadku tych konwerterów USB-SPDIF będę w większości pisać miłe rzeczy. :-) Postaram się krótko opisać wrażenia użytkowe tych urządzeń i skomentować pomiary. Skupię się wyłącznie na aspektach technicznych. Recenzji brzmieniowych z mojej strony nie będzie, od tego są inni specjaliści.

1. Stello U3 USB converter

Po rozpakowaniu od razu widać i czuć, że urządzenie jest dość masywne i bardzo elegancko wykonane. Nie wymaga zewnętrznego zasilania, wystarczy mu samo USB, co w praktyce sporo upraszcza. Po podłączeniu do Maka, nie wymaga żadnych dodatkowych sterowników, po prostu pojawia się w systemie pod nazwą "XMOS USB 2.0 Audio Out" i od razu działa. Należy tylko w preferencjach systemowych wybrać go jako urządzenie wyjściowe dla dźwięku i to koniec konfiguracji.

Na froncie obudowy jest jedna dioda LED, która świeci się na czerwono gdy urządzenie jest podłączone do komputera, ale muzyka nie płynie. Natomiast gdy włączymy odtwarzanie, to kolor diody zmienia się na zielony. Kapitalny pomysł!

Kontrolę nad częstotliwością próbkowania, a więc i resamplingiem na Macu dzierży aplikacja Audio MIDI Setup, chyba, że zakupimy stosowny i nietani program do odtwarzania muzyki, który sam tę częstotliwość przełącza. Ja korzystałem z iTunes'a, który niestety tego nie robi. W Audio MIDI Setup wybieramy jaka ma być częstotliwość sygnału SPDIF wychodzącego ze Stello do naszego DAC-a. Jeśli częstotliwość ta jest identyczna jak w odtwarzanym pliku, to Stello nie dokonuje resamplingu, w każdym innym przypadku resampling nastąpi.

Stello potrafi wypuścić wszystkie częstotliwości od 44.1 kHz aż po 192 kHz.

Dla częstotliwości 44.1 kHz Stello jest bit-perfect (testowane na pliku dts wypuszczonym do audioprocesora).

Teraz pod Windowsem. Tu trzeba zainstalować sterowniki z załączonej płytki, poszło bez problemów. Zainstalowały się dwa programy "TUSBAudio Control Panel" i " TUSBAudioSpy Tool". Oba programy to najwyraźniej narzędzia testowe dla programistów, bo nawet największy wariat nie wymyśliłby czegoś takiego dla zwykłego użytkownika. Masa zakładek, mnóstwo wyświetlanych parametrów i w sumie tylko jedno okienko, które może się do czegoś przydać, to które pokazuje częstotliwość próbkowania sygnału.

Odtwarzałem pliki PCM 44.1 oraz 96 kHz przez Foobara i grały.

Potem spróbowałem odtworzyć plik DTS 44.1 kHz i była cisza, a raczej rzadkie pierdnięcia. W sensie co jakiś czas coś syknęło i przestało. Trochę to trwało zanim odkryłem, że trzeba w panelu kontrolnym Windowsa wymusić ustawienie 44.1 kHz ale 24-bit (!!!) i dopiero wtedy dts jest poprawnie dekodowany przez soundprocesor. No i teraz robi się kłopot, bo teoretycznie dts jest kodowany na 16-bitach, w końcu zwykły stacjonarny odtwarzacz potrafi prawidłowo wypuścić taki sygnał.

Pytanie za 100 punktów: dlaczego Windows 7 nie potrafi bit-perfekcyjnie odtworzyć DTS-a, gdy jest ustawione 16-bit/44 kHz, a potrafi gdy jest ustawione 24-bit/44 kHz?

Niezbadane są wyroki Windowsowskie. Ech...

Sygnał jest czysty, ma ostre zbocza (czasy narastania/opadania ok. 4 ns), praktycznie wcale nie widać przerzutów i dzwonienia. Napięcie pod obciążeniem to 0,54V czyli zgdonie z normą. Sygnał tak się zachowuje w pełnym zakresie od częstotliwości 44.1 kHz aż po 192 kHz.

Jitter międzyczytowy układa się na poziomie 460 ps, co daje szacowany jitter ok. 50 ps rms. Słowem rewelacja!

Podsumowując: od strony elektrycznej jest to bardzo dobry sygnał, jeden z najlepszych jakie w ogóle mialem przyjemność mierzyć.

DTS natywnie ustawiony na 20/44,1

2. Soulution 590 USB-Converter.

Mac Mini rozpoznał go bezbłędnie, tylko... urządzenie nie miało ochoty zagrać. Po krótkim śledztwie okazało się, że wyjście BNC, z którego pobierałem sygnał wypuszcza sygnał wordclock, a nie sygnał audio! Po przełączeniu na wyjście coaxial oczywiście wszystko zagrało. Biorąc pod uwagę cenę urządzenia (Google mówią o 3000 CHF czyli ok. 10 000 zł) jest to moim zdaniem zwyczajny skandal, że gniazda na tylnej ściance nie mają opisu. Urządzenie choć małe, jest strasznie ciężkie. Z ciekawości zważyłem: aż 2020 g. Czuć za co się płaci. :-)

Pomiary wyjścia SPDIF wyszły świetnie. Ładny, czysty sygnał, bez przerzutów i dzwonienia, czas narastania/opadania w granicach 5 ns, czyli bardzo dobrze. Napięcie 700 mV, to nieco więcej niż standardowe 500 mV, ale mieści się w standardzie.

Jitter międzyszczytowe w granicach 460 ps, co daje szacowany jitter w granicach 50 ps rms. Bardzo ładnie!

Jedynie dziwacznie wygląda przebieg wordclock. Manual mówi, że to wyjście ma impedancję 75 Omów, ale po obciążeniu tą wartością przebieg wygląda jak w załączniku. To nie jest dobry przebieg, szczególnie jeśli ma być wzorem czasu dla innych urządzeń, choć najprawdopodobniej działać będzie.

Urządzenie jest bit-perfect.

A jak z nastepnymi ?

Edward miałeś okazje mierzyć wyjście optyczne Toslink w nowym mac-u mini? Znalazłem gdzieś w internecie opinie, że jitter jest na poziomie 10ps.

Ciekawy jestem czy to prawda.