Высококачественный USB-ЦАП с усилителем для наушников Fostex HP-A8mk2


Японская компания Fostex широко известна как производитель высококачественных студийных наушников и другой аудиотехники, в основном профессиональной направленности — микрофонов, микшеров и студийных мониторов. Однако не меньший интерес представляют их продукты для высококачественного домашнего прослушивания. Они существенно отличаются от конкурентов на рынке и уже завоевывают своих поклонников. Подробнее читайте в наших обзорах Fostex HP-A8C и Fostex HP-A4BL.

Однако время не стоит на месте, производители микросхем цифроаналоговых преобразователей представляют новые чипы, с обновленными характеристиками и большей функциональностью, за ними следуют производители аппаратуры. Следуя тренду, компания Fostex представила вторую версию своего премиального ЦАПа — Fostex HP-A8mk2 на основе новой микросхемы цифроаналогового преобразования AK4490 и с другими интересными нововведениями.

Внешний вид относительно первой модели не изменился. Качество изготовления тоже на прежнем высоком уровне.

Первое же знакомство с Fostex HP-A8mk2 вызывает приятные впечатления. Корпус выполнен из граненого толстостенного алюминия черного цвета, а передняя панель — из стекла. Качество сборки очень высокое. Органы управления не люфтят и приятно нажимаются. Мягкий свет OLED-экрана, отсутствие выжигающих глаза светодиодов и чрезмерной перегруженности кнопками, строгий дизайн — всё говорит о том, что производитель с самого начала заботится о потребителе.

Наличие двух выходов под наушники будет полезно, если вы захотите поделиться с кем-нибудь музыкой или сравнить пару наушников. Выходы работают одновременно. Кнопкой Output Set можно выбрать, куда пойдет звук: на наушники либо на линейный выход на задней панели.

Регулировка громкости производится, как и положено, в децибелах с шагом 0,5 дБ. Причем громкость регулируется как на наушниковом выходе, так и на линейном.

Орган управления Input Set работает и как кнопка, и как регулятор. Можно выбрать нужный вход, а также войти в меню и настроить параметры.

На задней панели расположены всевозможные коммутационные разъемы, в том числе крайне редкие для бытовой техники Analog In и Digital Out. Но обо всем по порядку.

Производитель заявляет для устройства поддержку всех возможных форматов цифрового звука от 44,1 до 192 кГц с разрешением до 32 бит, а также DSD-потока частотой от 2,8 до 11,2 МГц. Для компьютеров Apple частота DSD ограничена 5,6 МГц, а для воспроизведения с SD-карты — 2,8 МГц.

USB-вход работает с собственным драйвером. Он имеет асинхронный режим работы, вывод в ASIO и поддержку DSD. (Асинхронный режим является стандартным требованием для всех современных ЦАПов. Он дает возможность управлять скоростью передачи на стороне приемника, принимать данные в буфер и использовать собственный качественный генератор рядом с ЦАПом.)

Также имеется слот под SD/SDHC-карту с возможностью воспроизведения с нее файлов WAV, DSF и AIFF, что не только добавляет устройству функциональности, но и делает его работу независимой.

Хочется отметить новый пульт дистанционного управления — с более удобными резиновыми кнопками и увеличенным количеством функций.

Меню предлагает богатый выбор настроек, из которых наибольший интерес вызывают те, которые непосредственно влияют на качество звука:

  • Up Sampling, возможный выбор: х1, х2, х4 — умножение частоты дискретизации перед подачей на микросхему цифроаналогового преобразователя
  • Digital Filter, возможный выбор состоит из пяти вариантов:
    • Short Dly Shap
    • Short Dly Slow
    • Sharp Roll-Off
    • Slow Roll-Off
    • Super Slow
  • MSCK Sel, возможный выбор: Dir или XTAL — выбор способа синхронизации
    • Dir — синхронизация цифроаналогового преобразователя от клока сигнала, восстановленного S/PDIF-приемником
    • XTAL — использование внутреннего высококачественного клока для синхронизации ЦАПа
  • Direct, возможный выбор: On, Off — при включении режима On регулировка громкости линейного выхода неактивна, громкость всегда максимальная

Помимо USB-ASIO-драйвера производитель предлагает симпатичный и минималистичный плеер, работающий через ASIO-драйвер исключительно с продуктами Fostex. Звук при его использовании превосходный.

Если снять верхнюю крышку, то можно убедиться, что организовано внутри всё довольно грамотно.

Наушниковый усилитель и послеЦАПовый фильтр спроектированы на дискретных элементах, без применения операционных усилителей. Стабилизаторы источников питания также выполнены на дискрете. Использованные конденсаторы в аналоговых и питающих цепях — аудиофильские Nichicon Muse и ELNA. Микросхема цифро-аналогового преобразователя — это новый чип фирмы AKM, AK4490, он обладает отношением сигнал/шум 123 дБ и КГ ниже −112 дБ. Кроме того, AKM добавила еще три новых режима фильтрации звука.

Для частот, кратных 44,1 и 48 кГц, использованы отдельные кварцевые генераторы, что исключает необходимость пересчета некратных частот.

USB-контроллер выполнен на цифровом процессоре фирмы Texas Instruments TM320C55. Он имеет производительность 800 MIPS и 40-битный арифметический процессор. S/PDIF-приемник и передатчик выполнены на микросхемах AК4118. В целом входная цифровая часть обработки сигнала построена аналогично первой версии HP-A8, но имеет небольшие отличия и маркировку MK2.

Для регулировки громкости используется микросхема JRC Muses72320, в ее обвязке используются операционные усилители Muses8920 взамен предыдущих OPA604AP. По техническим параметрам они схожи, но Muses позиционируются как операционные усилители именно для звуковых применений. Кроме того, Muses8920, в отличие от OPA604, являются двухканальными, что наводит на мысль о более существенном изменении схемы, чем просто замена типа ОУ.

На линейном входе тоже есть изменения: вместо прежних LME49710NA установлена одна двухканальная OPA1642, тоже позиционируемая как ОУ для звуковых применений.

Линейный выход и ушной усилитель не претерпели изменений. Линейный выход имеет свой, независимый от ушного усилителя буфер, выполненный на дискретных элементах, что является большим плюсом, так как уменьшает влияние на звук сопротивления источника сигнала и емкостей соединительных кабелей.

Выходные мощные транзисторы ушного усилителя 2SA1930/2SC5171 применяются для построения усилителей мощностью до 20 Вт, что обеспечивает хороший запас по мощности.

Паспортные технические характеристики

  • Входы:
    • USB-порт
    • 2 оптических
    • S/PDIF
    • XLR-3 AES/EBU
    • SD-слот
    • RCA аналоговый стерео
  • Выходы:
    • 2 × Jack 6,3 мм на стереонаушники
    • RCA аналоговый стерео
    • оптический
    • S/PDIF
  • Поддерживаемые режимы работы:
    • 16/24/32 бит
    • 44,1/48/88,2/96/176,4/192 кГц
    • DSD 2,8/5,6/11,2 МГц
    • USB High Speed
  • Параметры наушникового выхода:
    • Частотный диапазон: 10 Гц — 80 кГц при ±3 дБ
    • Максимальная мощность: 700 мВт на нагрузке 32 Ом
    • Гармонические искажения: менее 0,002% при 1 кГц, нагрузке 32 Ом и мощности 100 мВт
    • Допустимое сопротивление наушников: 16—600 Ом
  • Параметры линейного выхода:
    • Частотный диапазон: 10 Гц — 80 кГц при ±3 дБ
    • Гармонические искажения: менее 0,002% при 1 кГц
    • Оптимальное сопротивление нагрузки: 10 кОм
  • Потребляемая мощность: 24 Вт от сети 220 В
  • Габаритные размеры: 213×78×314 мм
  • Вес: 3,8 кг

Официальная страничка продукта: fostexsound.ru

Для измерения параметров ЦАПа был собран измерительный стенд, обеспечивающий гальваническую развязку измерительной карты от сети 220 вольт, чтобы устранить земляные петли и исключить сетевые наводки вне измеряемого устройства. Аналогичный стенд был использован для замеров первой версии HP-A8C, это значит, что результаты можно сравнивать непосредственно. Блок-схема стенда:

В качестве гальванической развязки используется плата Adnaco-S1A, измерительная плата — модифицированная Asus Essence STX с минимальным измеренным КГ=0,0002% и уровнем шума −120 дБ. Питание системы производится от аккумуляторной батареи и линейных стабилизаторов, формирующих необходимые напряжения.

Информация о USB-ASIO-драйвере:

Device: Fostex ASIO Driver
Features:
Input channels: 0
Output channels: 2
Input latency: 0
Output latency: 270
Min buffer size: 2048
Max buffer size: 2048
Preferred buffer size: 2048
Granularity: 0
ASIOOutputReady — supported
Sample rate:
8000 Hz — not supported
11025 Hz — not supported
16000 Hz — not supported
22050 Hz — not supported
32000 Hz — not supported
44100 Hz — supported
48000 Hz — supported
88200 Hz — supported
96000 Hz — supported
176400 Hz — supported
192000 Hz — supported
352800 Hz — supported
384000 Hz — not supported
Input channels:
Output channels:
channel: 0 (Fostex USB Audio HP-A8 Out 01) — Int32LSB
channel: 1 (Fostex USB Audio HP-A8 Out 02) — Int32LSB

Через панель управления драйвером можно отрегулировать размер буфера и посмотреть текущую частоту дискретизации.

Итак, сводная таблица замеров в RMAA на частотах от 44,1 до 192 кГц:

Аналогично первой версии, видим отличные измеренные параметры на всех частотах, практически ограниченные характеристиками микросхемы ЦАП. Это подтверждает грамотность примененных технических решений и отсутствие инженерных ошибок. Кроме того, измеренные данные оказались на порядок лучше, чем указано производителем.

Спектр нелинейных искажений при частоте дискретизации 192 кГц:

Единственное отличие от первой версии, которое обращает на себя внимание, это небольшое уменьшение динамического диапазона вследствие большего уровня шума. Если обратить внимание на спектр, то видно, что уровень шума несколько поднят в диапазоне от 1 до 10 кГц. Зарождающийся горбик есть и в первой версии, но во второй он более протяженный, что и дает увеличение шума. Насколько это хорошо или плохо — судить сложно; факт в том, что до уровня шума ниже 110 дБ дотягиваются единичные устройства даже в гораздо более высокой ценовой категории, это не является определяющим фактором для качества звучания устройства.

Замеры наушникового усилителя проводились так же, но сигнал брался с выхода для второй пары ушей. Выходная мощность усилителя составляла 125 мВт при использовании 32-омных наушников в качестве нагрузки.

Как видно, параметры такие же отличные, в 5 раз лучше заявленных, причем почти не зависят от сопротивления наушников. Это подтверждает высокую перегрузочную способность ушного усилителя. Также стоит обратить внимание на низкое взаимное проникновение каналов под нагрузкой. У усилителей с маломощным источником питания этот параметр увеличивается до −70..−80 дБ, тут же все в порядке.

Ну а теперь самое интересное — рассмотрим режимы работы фильтрации Digital Filter, 5 фильтров с разными параметрами. Сам по себе цифровой фильтр (ЦФ) является неотъемлемой частью любого современного ЦАПа. В основном его функция сводится к тому, чтобы сдвинуть продукты преобразования ЦАПа в высокочастотную область, где они будут меньше влиять на полезный сигнал и смогут быть отфильтрованы более простыми (а значит, менее влияющими на звуковой, слышимый сигнал) аналоговыми фильтрами. Также функцией ЦФ является дополнительное подавление тех частот в воспроизводимом сигнале, которые, согласно теореме Котельникова, выходят за пределы рабочих при данной частоте дискретизации. Говоря простым языком, ЦФ в микросхеме ЦАП служит для того, чтобы обеспечить наиболее корректное воспроизведение полезного сигнала и фильтрацию всего, что таким сигналом не является.

Однако всё не так просто. Основным недостатком и причиной появления различных типов ЦФ в одной микросхеме является реакция самого ЦФ на импульсный сигнал. Вот что нам говорит об этом сама AKM:

В таблице представлены графики отклика микросхемы AK4490 на одиночный импульс при различных установках в ее ЦФ. Нетрудно заметить, что в одних режимах колебательный процесс за пределами импульса выражен более явно, чем в других. Это и есть реакция ЦФ на импульсный апериодический сигнал. В этом нет ничего страшного, это чисто математическое преобразование сигнала с бесконечным спектром, выходящим за пределы теоремы Котельникова и никогда не встречающимся в реальном музыкальном материале. Более того, зная отклик, можно провести обратное преобразование и воссоздать тип фильтра, через который прошел сигнал, то есть отклик фильтра напрямую связан с его характеристиками.

Оставим на время импульсную характеристику и обратим внимание на измерения АЧХ нашего Fostex при различных установках ЦФ:

И еще разок, при линейной шкале частоты:

Наглядно видно, что уменьшение выбросов после воздействия мифического импульса с бесконечным спектром происходит за счет снижения усиления фильтра на высоких частотах — грубо говоря, снижением его полосы пропускания в высокочастотной области. АЧХ фильтров Dly и Roll-Off наложились, потому что спектрально они обрабатывают сигнал одинаково, но отклик по разному распределен во временно́й области. То есть для режима с низкой задержкой (Dly) фронт импульса обрабатывается практически без искажений, зато потом следует более длинный шлейф отклика. В режиме с большой задержкой (Roll-Off) отклик на выходе появляется еще до прихода импульса и так же симметрично пропадает после. Это происходит потому, что в ЦФ находится линия задержки, сигнал которой математически обрабатывается и только после этого подается на выход цифроаналогового преобразователя. В режиме Dly эту задержку стремятся минимизировать, но для слушателя это не играет никакой роли. Какая разница, придет ли сигнал вам в уши через 0,67 мс или через 0,14 мс (для режима Dly) после запуска трека?

Зачем все это надо? Ответ для каждого может быть свой. Автор статьи считает, что здесь не последнюю роль играют маркетологи, ведь каждая новая функция повышает внимание к продукту. При этом не так очевидно, насколько она реально нужна пользователю. То есть подаем на вход ЦАПа импульс с бесконечным спектром, который математически не может быть им корректно обработан, и героически боремся с последствиями путем различных установок ЦФ. А то, что высокие частоты оказываются срезанными — ну, извините, зато импульс более-менее. Вот вся суть маркетинга: нам преподносят эквализацию как нечто совершенно новое и панацею. Инженеры-разработчики микросхем и разработчики аудиоаппаратуры вынуждены следовать по этому пути, их тут не в чем упрекнуть.

Однако тут есть и другая сторона: в некоторых случаях, для каждого конкретного человека, определенной музыки и аппаратуры может субъективно оказаться предпочтителен тот или иной фильтр. Таблица AKM пытается пролить свет на этот вопрос. Например, если вы не любите резкий звук, можете поставить режим ЦФ Super Slow с плавным спадом ВЧ, и ничего вас не будет раздражать, инструменты будут приближенными и более натуральными. В режимах с низкой задержкой Dly теоретически должны лучше звучать ударные инструменты и драйвовая музыка. Но если вам важно максимальное качество воспроизведения всех частот, тут стандартный режим Sharp Roll-Off будет безальтернативен.

Если вы беспокоитесь о реакции на импульсный сигнал — никогда ни одна уважающая себя студия звукозаписи не допустит выхода трека с частотами, которые выходят за пределы теоретически допустимого диапазона, а следовательно, все эти картинки отклика не имеют почти никакого смысла в реальной музыке. Простыми словами: если ограничить спектр тестового импульса пресловутыми 22,05 кГц, то все графики будут выглядеть почти одинаково, просто будет немного разный наклон полки импульса, что и отражается в измерениях АЧХ. Поскольку частотный диапазон музыки ограничен точно так же, гораздо более влияющим на звук будет разный спад АЧХ ЦФ, чем его импульсные характеристики вне рабочего диапазона частот.

Также интересно сравнить работу AK4399 в Fostex HP-A8C и AK4490 в HP-A8mk2 в режиме Sharp при разных частотах дискретизации:


44,1 кГц


96 кГц


192 кГц

В режиме 44,1 кГц обе микросхемы показывают практически одинаковый результат, однако с повышением частоты дискретизации у АК4399 появляется заметный спад на низких, а у AK4490 — на высоких частотах. И если спад на ВЧ у AK4490 является, скорее всего, запрограммированным, чтобы улучшить импульсные характеристики (АЧХ выше 20 кГц уже не так важна), то спад на НЧ у AK4399, скорее всего, является какой-то недоработкой чипа либо его ЦФ. В любом случае хайрез я бы предпочел слушать на AK4490, что, в общем-то, и подтвердилось в ходе прослушивания.

Несколько слов о применении Up Sampling и Digital Out. Апсемплинг выполняет две функции. Первая — добавляет «недостающие» отсчеты. За счет своего внутреннего алгоритма он старается сделать это как можно более аккуратно, «додумывает» то, что потерялось в исходном сигнале с низкой частотой семплирования. Вторая, побочная, функция — апсемплер выполняет роль дополнительного фильтра, сдвигая помехи и продукты преобразования ЦАПа в более высокочастотную, неслышимую область. Как правило, все это приводит к улучшению разборчивости звука, лучше передаются микронюансы записи, эхо, объем помещения и т. п., но только если сам ЦАП хорошо переваривает высокие частоты дискретизации.

Казалось бы, зачем ЦАПу нужен цифровой выход? А затем, что на него подается то же самое, что подается на микросхему внутреннего ЦАПа! То есть вы можете подать сигнал на S/PDIF- или USB-вход Fostex HP-A8mk2, улучшить клок с помощью настройки XTAL, увеличить его частоту в 2 или 4 раза (или оставить без изменений) и после этого подать на другой ЦАП — допустим, классом выше, но не имеющий USB. Кроме того, на S/PDIF-выходе присутствует воспроизводимый с SD-карты звук, то есть данный ЦАП может использоваться еще и как транспорт. Все это расширяет возможности использования устройства.

Прослушивание

При прослушивании использовались наушники различных известных производителей. Поскольку усилитель наушников в модели не изменился, результаты прослушивания музыки в наушниках на HP-A8mk2 практически соответствуют ощущениям от предыдущей модели HP-A8C.

Уровень громкости, выдаваемый встроенным усилителем, более чем достаточен для раскачки самых «тугих» наушников. Никаких явных провалов динамики и искажений при использовании низкоомных наушников замечено не было. Регулировка громкости аккуратная, сильной зависимости тембра от положения регулятора громкости нет. И только на совсем тихих уровнях происходит заметное снижение детальности высоких частот.

В целом качество звучания Fostex HP-A8mk2 высокое и более чем хорошее для своей цены, как при выводе звука на наушники, так и на линейном выходе. Нет перевирания тембров, звук «живой» и открытый. Позиционирование инструментов (сцена) имеется, и по своему масштабу соответствует тому, что выдают гораздо более дорогие аппараты. Субъективное восприятие звука у этого аппарата не вызывает негативных ощущений или желания слушать только какой-то конкретный стиль музыки.

Замена AK4399 на AK4490 положительно сказалось на звучании: звук стал более аккуратным и мягким, улучшилась передача тембров инструментов и особенно голоса, хотя в целом подача осталась такой же, что не может не радовать. Существенно улучшился бас — стал более рельефным. Звучание линейного выхода по тембровому окрасу и восприятию не отличается от наушникового.

Включение опции Direct отключает регулировку громкости на линейном выходе. В данном случае улучшение качества звучания более явное, чем в предыдущей модели. Появляется больше мелких деталей, эха, звучание становится свободнее. Связано ли это с установкой нового ЦАПа или изменением схемы регулятора громкости, сказать сложно, надо проводить прослушивание обоих аппаратов, а у нас такой возможности не было.

Использование Up Sampling не дает явных преимуществ. С ним звук становится мягче и аккуратнее, но в то же время высокие частоты мутнее и теряется часть динамики в звуке. Возможно, на определенной музыке (классической, например) это будет нужно, стоит проверять личные предпочтения. Стоит заметить, что AK4490 лучше «переваривает» повышенные частоты дискретизации, негативные моменты при использовании Up Sampling выражены значительно меньше, чем в предыдущей модели.

Настройки и влияние на звук Digital Filter описаны уже достаточно подробно. Выбор конкретного фильтра и окраса звука — дело личных предпочтений каждого.

MSCK Sel мы бы рекомендовали всегда ставить в положение XTAL — так гораздо лучше, особенно если источник цифры не очень высокого качества. При использовании высококачественного источника цифры субъективная разница между режимами уменьшается, но не пропадает полностью.

Принимая во внимание все вышесказанное, мы приходим к выводу, что новый Fostex HP-A8mk2 является разумной эволюцией изначально удачного продукта. Стоимость устройства составляет 84 тысячи рублей, оно является достойным конкурентом продуктов, находящихся в той же ценовой категории. Возможность использования в качестве ЦАПа, апсемплера и усилителя для наушников делают Fostex HP-A8mk2 устройством «три в одном». Современный ЦАП, поддержка всех аудиоформатов и натуральное звучание нового USB-ЦАП Fostex заслуживают пристального внимания меломанов.


Благодарим за предоставленный ЦАП Fostex HP-A8mk2
официального представителя Fostex в России, fostexsound.ru
Дополнительно

http://rose.ixbt.com/banner/1304/XD-Design-Bobby_1.jpg

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.