DIR Return Create A Forum - Home
---------------------------------------------------------
ZenAudio Forum
HTML https://zenaudio.createaforum.com
---------------------------------------------------------
*****************************************************
DIR Return to: Digitale bronnen
*****************************************************
#Post#: 4133--------------------------------------------------
Achtergrondartikel: Wat is een DAC?
By: BlackMonk Date: January 12, 2019, 6:06 am
---------------------------------------------------------
ACHTERGROND: Wat is een DAC?
Wat is een DAC en hoe werkt het? Een DAC is wellicht het meest
miskende onderdeel van een audiosysteem. En dat terwijl het een
cruciale rol kan spelen, vooral als je streeft naar een betere
geluidskwaliteit. Als HiFi-liefhebber weet je dat al, maar weet
je ook hoe een DAC precies in zijn werk gaat?
--- Op een van de laatste dagen van 2018 verscheen ons overzicht
van Best Gelezen Reviews van 2018. In dat lijstje van meest
gelezen artikelen prijkten enkel recensies, maar als we het
overzicht iéts langer hadden gemaakt, dan was het
achtergrondartikel 'Wat is een DAC' op de valreep nog
meegenomen. Dit artikel, dat oorspronkelijk in het voorjaar van
2018 verscheen, willen we daarom graag nog eens delen. ---
Digital to Analogue Converter
[img
width=600]
HTML https://cdn.mos.cms.futurecdn.net/GzdQRRUFUJdpKkoygadnsR-1200-80.jpg[/img]
Dat een DAC of Digital to Analogue Converter een belangrijke rol
heeft, hoor je heel vaak vallen. Het speelt zonder twijfel een
sleutelrol in het weergaveproces, door een digitaal signaal om
te zetten naar een analoog. Dat digitaal signaal, dat zijn
wellicht de enen en nullen van een muziekbestand of een stream
die via het internet of Bluetooth binnenrolt. Als je nu denkt:
“Maar ik luister enkel naar vinyl, dus een DAC komt er bij
mij niet aan te pas”, dan heb je wellicht gelijk. Maar
niet altijd: er zijn versterkerdesigns, zoals bij Auralic,
Devialet en NAD, die een analoge bron intern naar digitaal
zullen omzetten om dan verdere signaalverwerking mogelijk te
maken. Dat gebeurt door een ADC. Drie keer raden waar die
letters voor staan...
Waar vind je een DAC?
In de context van hi-fi wordt er vaak ingezoomd op losse
DAC-toestellen die je tussen bron en versterker plaatst en op de
DAC-chips aanwezig in geïntegreerde versterkers en AV-receivers.
Liefhebbers van head-fi zijn eveneens vaak bezig met
DAC’s, al dan niet geïntegreerd in
hoofdtelefoonversterkers. Ten slotte is de kwaliteit van de DAC
vaak heel bepalend bij netwerk- en cd-spelers, vooral in het
hogere segment. Uiteraard geldt bij het laatste scenario dat de
DAC enkel een rol speelt als je de cd-speler analoog verbindt
met je versterker. Hang je een speler via een digitale kabel aan
je versterker, dan functioneert het puur als transport en wordt
de DAC in de speler omzeild. DAC’s worden echter veel
breder toegepast dan enkel bij die hifi-toepassingen.
[img
width=600]
HTML https://www.referenceaudio.se/assets/uploads/products/8218/700_oppo_sonica_dac3.png[/img]
Een DAC-chip vind je namelijk in heel wat elektronica, zoals in
smartphones, tablets, draadloze speakers,
Bluetooth-hoofdtelefoons en televisies. Er komt zelfs een DAC
aan te pas als je bijvoorbeeld een digitaal signaal in een
motoraansturing wil omzetten, bijvoorbeeld voor een garagepoort.
In al deze audiotoestellen steekt een DAC, maar je zal zelden
weten welke. Bij duurdere hifi-toestellen kun je het merk en
type van de DAC meestal wèl achterhalen, maar er zijn altijd
fabrikanten die deze informatie bij voorkeur niet delen. Ze
willen liever niet dat consumenten dankzij Google ontdekken dat
een bepaalde DAC-chip over de toog gaat voor enkele
euro’s, met geklaag over het veel hogere prijskaartje van
hun hifi-toestel.
Dat gemopper is trouwens niet helemaal terecht, want de grote
kosten bij een versterker zitten niet bij elektronische
componenten zoals DAC-chips. Een voeding bijvoorbeeld, zal vaak
veel duurder zijn, net als die massieve behuizing uit aluminium.
En je moet het ding ook in elkaar steken. De stap nemen van een
zak losse onderdelen op een tafel naar een afgewerkt product
draagt een stevige kostprijs. Nog een reden waarom fabrikanten
soms mysterieus doen over de gebruikte DAC: sommige mensen raken
gefixeerd op de vermeende plus- en minpunten van een bepaalde
chip, zonder rekening te houden met het feit dat zo'n chip in
een ruimere schakeling geïntegreerd wordt en soms wordt getweakt
door de fabrikant. Je kunt bovendien aardig verloren lopen in de
vele varianten die er soms van bepaalde DAC-chips worden
gemaakt. Onder de merknaam ‘SABRE’ brengt
bijvoorbeeld ESS een twintigtal chips op de markt die zeker niet
identiek zijn.
Wat heb je nodig?
Er wordt heel vaak gesproken over DAC-chips, want een chip is de
meest voorkomende manier om een digitaal signaal analoog te
maken. Bijna altijd wordt een kant-en-klare DAC-chip gebruikt
die een merk - wat kort door de bocht - enkel op de printplaat
moet plaatsen. DAC-chips bestaan in vele vormen en zijn er voor
vele toepassingsgebieden. Zo zijn er zuinigere modellen bedoeld
voor toestellen die op een accu werken, heb je
meerkanaals-DAC’s die hun weg vinden naar AV-receivers,
chips die met een 24- dan wel 32-bit architectuur werken, en
chipontwerpen die de DAC combineren met een (voor)versterker.
[img
width=600]
HTML https://nadac.merging.com/assets/images/merging/NADAC-BackLeft2-8CH-White-Shadow_multichannel.jpg[/img]
De bekendste namen op vlak van DAC-chips zijn ESS (bekend van
hun SABRE) en Asahi Kasei Microdevices (AKM, bekend van Velvet
Sound), maar ze zijn zeker niet de enigen. Analog Devices,
Burr-Brown (eigendom van Texas Instruments), Cirrus Logic en
Wolfson zijn andere merken die je kunt ontmoeten als je loert in
de specificatielijst van een hifi-apparaat.
Het nadeel van DAC-chips is dat je werkt met een algoritme dat
afkomstig is van een chipfabrikant. Sommige merken, zoals Chord
en PS Audio, verkiezen een eigen aanpak. Zij gebruiken
zogenaamde FPGA’s, chips die door een hifi-fabrikant zelf
te programmeren zijn. FPGA’s worden soms gezien als een
‘goedkopere’ oplossing, maar dan is er geen rekening
gehouden met de soms forse kostprijs van eigen
softwareontwikkeling. Bij het selecteren van een DAC-methode zal
een hifi-merk geconfronteerd worden met de keuze tussen voorrang
geven aan twee van drie zaken: kostprijs, snelheid en
nauwkeurigheid. Wie duikt in de specificaties van DAC-chips moet
aandacht besteden aan de THD+N- (totale harmonische vervorming
en S/N-ratio’s (signaal/ruis-verhouding). Bij beiden is
hoger beter, en er is vaak een link met de hoogte van de
kostprijs. Hoe beter, hoe duurder.
Het DAC-proces
Een DAC krijgt een digitaal signaal aangeleverd, dat een waarde
heeft van ‘0’ of ‘1’. Maar het blijft
natuurlijk een elektrisch signaal. De DAC neemt dat signaal en
zet sequentieel telkens een waarde om in een bepaalde voltage.
Dat gebeurt in een bepaald tempo, dat afhankelijk is van de
sampling rate of bemonsteringssnelheid van de muziek. Bij een
bestand op cd-kwaliteit (44,1 kHz) is dat 44.100 keer per
seconde, voor een signaal dat begrensd is op 22,5 kHz. Waarom de
helft? Dat heeft te maken met de samplingtheorie van
Nyquist-Shannon, die stelt dat je een analoog signaal van een
bepaald frequentiebereik kunt digitaliseren met het dubbele van
zijn samplingrate. De uitvinders van de cd kozen voor 44,1 kHz
omdat dit een bereik tot 22 kHz opleverde, wat net boven het
theoretische topbereik van het menselijke gehoor is.
[img
width=600]
HTML https://i1.wp.com/jcat.eu/wp-content/uploads/2017/09/mg_5357.jpg[/img]
Het tempo wordt gecontroleerd door een klok in de chip, er naast
op de printplaat of een externe klok (bijvoorbeeld van een
computer). Vandaar dat bouwers van high-end DAC’s zoveel
lawaai maken over de klokmodule. Hoe strakker deze
‘tikt’, hoe accurater in het tijdsdomein het analoge
resultaat. Het is vanuit deze overweging dat er een kleine hype
is rond femto-klokken, omdat die een bijzonder snelle klokslag
hebben. Daarmee is het omzettingsproces echter nog niet
afgelopen. Na deze eerste omzetting krijg je een analoog signaal
dat nog niet volmaakt is. De enen en nullen zorgen nog voor
pieken en dalen in het signaalverloop. Daarom wordt het signaal
door een filter gestuurd om het verloop uit te vlakken, door
middel van interpolatie.
Goed om weten is dat een filter niet een neutraal iets is: er
zijn verschillende designs die verschillen in hoe snel ze zijn
en hoe lang ze voor en na het eigenlijke signaal trillen
(pre/post-ringing). Goede filters zijn moeilijk te maken en
kunnen heel bepalend zijn voor de klankkleur die een
DAC-oplossing heeft. Dat is ook de verklaring waarom de ene
chiptype niet als een andere klinkt. Soms is er nog bijkomende
filtering (een low-passfilter) nodig om hoogfrequent noise te
verwijderen dat ontstaat tijdens de conversie. Interessant
genoeg zijn er DAC-ontwerpen die (als ze geconfronteerd worden
met een DSD-stroom) deze stream meteen naar een low-passfilter
sturen. DSD-audio is immers altijd maar 1-bit – maar wel
hoogfrequent – wat het conversieproces naar analoog heel
wat eenvoudiger maakt. Deze eigenschap van DSD is één van de
redenen waarom dit toch wel nicheformaat toch zijn hard-corefans
heeft.
[img
width=600]
HTML https://cdn.shopify.com/s/files/1/0272/9879/products/Chord_mojo_inHand2n_1024x1024.jpg[/img]
PCM-audio (zoals FLAC’s en WAV’s) heeft een
bitdiepte zoals 16- of 32-bit, wat een omzetting uit meerdere
stappen vereist. Die omzetting heeft volgens DSD-fans met meer
fouten en artefacten te kampen. Bepaalde merken, zoals TEAC,
doen het daarom zelfs omgekeerd. Ze laten toe om een PCM-audio
eerst om te zetten naar een DSD-stroom, vooraleer het naar de
DAC te sturen. Overigens wel opmerken dat niet alle DAC’s
zo met DSD omspringen. Er zijn ook DAC’s die eerst alle
PCM- én DSD-audio upsamplen naar een hele hoge
samplingfrequentie. Het idee daarachter is dat de eigenlijke
conversie een veel vlakker resultaat oplevert omdat er omgezet
wordt met een klok die heel snel ‘tikt’.
Wat bepaalt nu de geluidskwaliteit?
Wat je hierboven leest is echt maar een compacte uitleg van wat
er in een DAC gebeurt. Hoe goed een losse DAC of een
geïntegreerd model in een versterker klinkt, heeft met aardig
wat factoren te maken. Dat verklaart waarom dezelfde chip bij
één toestel toch nog net anders klinkt dan bij een tweede
apparaat. Naast de eigenschappen van de converter zelf, is er de
impact van de gebruikte filters en de klok, en de keuzes gemaakt
door de hifi-fabrikant bij de implementatie. Wat er uit de DAC
komt, gaat ook niet direct naar de luidsprekers of
hoofdtelefoon. Het analoge signaal moet nog eerst langs een
(voor)versterker, en ook daar kan er nog getweakt worden aan de
klank. Hoe transparanter de versterker echter, hoe meer het
DAC-proces bepalend wordt.
Bron: HiFi.nl 06-01-2019
HTML https://www.hifi.nl/artikel/26476/Achtergrond-Wat-is-een-DAC.html
Mijn commentaar: hierboven staat een plaatje van een JCAT
"audiofiele" netwerkadapter die meer dan 450 euro kost. Dat is
dus dikke onzin: laat je niet door zoiets vangen.
*****************************************************