Аудиофильский DSD-ЦАП Fostex HP-A4BL с балансным усилителем для наушников17.08.2016 15:47

Мы продолжаем знакомство с новейшей продукцией японской компании Fostex. В этот раз речь пойдет о миниатюрном, но обладающем хорошими функциональными возможностями USB-ЦАПе. В первую очередь внимание в нем привлекает наличие балансного XLR-выхода для наушников с регулируемым усилением и возможность воспроизведения всех форматов DSD.

Дизайн устройства повторяет черты старшей модели, Fostex HP-A8C. Строгие грани, мягкие кнопки, глянцевая передняя панель и отсутствие ярких, выжигающих глаза светодиодов дарит позитивные эмоции при использовании.

USB-ЦАП Fostex HP-A4BL довольно миниатюрный, габариты устройства составляют 150×34×157 мм.

Главная особенность модели, ее отличие от версии A4 — одновременно и балансный, и небалансный выходы для подключения наушников. Работают выходы попеременно: если наушники подключены к небалансному выходу, то балансный отключается. Кнопкой Output Sel можно вообще отключить наушники и пустить сигнал на линейный выход RCA, расположенный сзади.

Регулировка громкости производится ручкой потенциометра, расположенной в правой части передней панели. Причем громкость регулируется как на наушниковом выходе, так и на линейном.

Кнопка Gain скачком увеличивает максимальное напряжение на наушниковом выходе для возможности подключения аудиофильских наушников с повышенными требованиями к размаху сигнала.

Кнопка Filter меняет режим фильтра микросхемы ЦАП, позволяя пользователю выбрать более предпочтительный звуковой окрас.

На задней панели расположены разъемы подключения: линейный выход RCA, оптический вход и вход USB, а также разъем оптического цифрового выхода.

Питание устройство получает от внешнего адаптера сети с постоянным напряжением 12 вольт.

Производитель заявляет для Fostex HP-A4BL поддержку практически всех возможных форматов цифрового звука от 44,1 до 192 кГц с разрешением до 24 бит, а так же DSD-потока частотой от 2,8 до 11,2 МГц.

USB-вход работает с собственным драйвером, имеет асинхронный режим работы, вывод в ASIO и поддержку DSD. Диагностика ASIO показала поддержку 352 кГц, но не 384 кГц.

Информация о USB-ASIO-драйвере:

Device: FOSTEX ASIO Driver
Features:
Input channels: 0
Output channels: 2
Input latency: 0
Output latency: 294
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-A4BL Out 01) — Int32LSB
channel: 1 (FOSTEX USB Audio HP-A4BL Out 02) — Int32LSB

Также имеется слот SD, предназначенный исключительно для обновления программного обеспечения устройства. Музыка с SD-карты воспроизводиться не может.

Помимо ASIO-драйвера, производитель предлагает симпатичный и минималистичный плеер, работающий через ASIO-драйвер исключительно с продуктами Fostex.

Плеер может воспроизводить аудиофайлы из оперативной памяти. Звук при использовании плеера превосходный.

Наушниковый усилитель реализован на специализированных микросхемах TPA6120 и имеет полноценный балансный выход. Неподалеку, в панельке с возможностью замены, можно увидеть микросхему OPA2134, которая, скорее всего, является выходным буфером линейного выхода RCA.

Для регулировки громкости используется аналоговый потенциометр.

Использованные конденсаторы в аналоговых и питающих цепях — аудиофильские Nichicon.

Микросхема цифро-аналогового преобразователя — PCM1792A (это топовый чип Texas Instruments). В обвязке ЦАПа используются известные операционные усилители JRC2114. SMD-исполнение несколько омрачит энтузиазм любителей замены операционников.

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

S/PDIF-приемник и передатчик выполнены на микросхеме AК4118.

USB-контроллер выполнен на цифровом процессоре Texas Instruments TM320C55. Он имеет производительность 800 MIPS и 40-битный арифметический процессор. Точно такой же контроллер используется и в старшей модели Fostex HP-A8C.

Паспортные технические характеристики

Входы:

• USB 2.0 Hi Speed
• Оптический
• SD-слот

Выходы:

• XLR 4 pin
• Jack 6,3 мм на стереонаушники
• RCA аналоговый стерео
• Оптический

Поддерживаемые режимы работы оптического входа:

• Частоты работы: 44,1/48/88,2/96/176,4/192 кГц
• Разрешение: 16/24 бит

Поддерживаемые режимы работы входа USB:

• Частоты работы: 44,1/48/88,2/96/176,4/192 кГц
• Разрешение: 16/24 бит
• DSD-формат: 2,8/5,6/11,2 МГц

Параметры балансного выхода для наушников:

• Частотный диапазон: 20 Гц — 80 кГц при ±3 дБ
• Максимальная мощность: более 300 мВт на нагрузке 32 Ом
• Гармонические искажения: менее 0,04% при 1 кГц
• Допустимое сопротивление наушников: 16—600 Ом

Параметры небалансного выхода для наушников:

• Частотный диапазон: 20 Гц — 80 кГц при ±3 дБ
• Максимальная мощность: более 300 мВт на нагрузке 32 Ом
• Гармонические искажения: менее 0,04% при 1 кГц
• Допустимое сопротивление наушников: 16—600 Ом

Параметры линейного выхода:

• Частотный диапазон: 10 Гц — 80 кГц при ±3 дБ
• Гармонические искажения: менее 0,01% при 1 кГц
• Оптимальное сопротивление нагрузки: 10 кОм и меньше

Цифровой оптический выход:

• Частоты работы: 44,1/48/88,2/96/176,4/192 кГц
• Разрешение: 16/24 бит

Напряжение питания: 12 В 1,5 А постоянного тока

Габаритные размеры: 150×34×157 мм

Вес: 630 г

Измерения

Для объективного контроля параметров ЦАПа был собран измерительный стенд, аналогичный использованному при замерах Fostex HP-A8C. Стенд обеспечивает гальваническую развязку измерительной карты от сети 220 вольт, чтобы устранить земляные петли и исключить сетевые наводки вне измеряемого устройства.

Измерительная звуковая плата для балансного выхода наушников — Lynx L22. Для небалансного и линейного выходов — модифицированная Asus Essence STX.

Измерения производились при максимальном уровне громкости для линейного выхода, при этом выходной сигнал соответствовал стандартному уровню 2 ВRMS.

Поскольку нет однозначных методик измерения наушниковых усилителей, замеры были произведены в максимально жестких режимах, которые мог обеспечить усилитель. Для балансного включения это выходное напряжение 6 В от пика до пика для усиления Hi и 2 В от пика до пика при режиме Lo. Для небалансного включения выходное напряжение было установлено на уровне 3 В от пика до пика.

Отчет о тестировании в RightMark Audio Analyzer

Тестируемое устройство	HPA4BL line out ASIO
Режим работы	24-bit, 44 kHz
Звуковой интерфейс	ASIO
Маршрут сигнала	External loopback (line-out — line-in)
Версия RMAA	6.4.1 Pro
Фильтр 20 Гц — 20 кГц	да
Нормализация сигнала	да
Изменение уровня	−0,1 дБ / −0,2 дБ
Режим моно	да
Частота сигнала калибрации, Гц	100
Полярность	правильная/правильная

Общие результаты:

Неравномерность АЧХ (в диапазоне 40 Гц — 15 кГц), дБ	−0,09, −0,22	Отлично
Уровень шума, дБ (А)	−114,8	Отлично
Динамический диапазон, дБ (А)	114,8	Отлично
Гармонические искажения, %	0,0007	Отлично
Гармонические искажения + шум, дБ (A)	−100,5	Отлично
Интермодуляционные искажения + шум, %	0,0009	Отлично
Взаимопроникновение каналов, дБ	−101,0	Отлично
Интермодуляции на 10 кГц, %	0,0009	Отлично
Общая оценка	Отлично

Подробный отчет о тестировании линейного выхода 24 бит 44 кГц

Измерения проводились без нагрузки и с эквивалентом нагрузки сопротивлением 32 Ом.

Стоит отметить, что режим выбора усиления не меняет характеристик усилителя, просто в режиме Lo усиление падает на 10 дБ (в 3 раза). Сделано это для более комфортной регулировки громкости и защиты наушников от перегрузки, так как усилитель на TPA6120 способен выдать неискаженное напряжение 6 В от пика до пика даже на нагрузке 32 Ом, что обеспечит реальную выходную мощность больше 500 мВт, а это выдержат не каждые наушники (и уши).

Разумеется, в таких режимах усилителя при реальном использовании нет никакой необходимости, обычно для комфортного прослушивания достаточно не более 50—100 мВт выходной мощности. Остальные милливатты — перегрузочная способность усилителя, которая чем больше, тем лучше скажется на звучании.

Измеренные данные оказались на порядок лучше, чем указано производителем. По результатам замеров нет никаких претензий, линейный выход укладывается в типичные замеры устройств на PCM1792, а наушниковый в любых условиях, даже при низкоомной нагрузке, дает показатели гораздо выше, чем у других устройств на TPA6120.

Преимущество балансного включения видно невооруженным глазом: это гораздо большее разделение между каналами и меньшие искажения под нагрузкой.

Недостаток только один — вдвое большее выходное сопротивление усилителя, равное 20 Ом для баланса и 10 Ом для небаланса. Так получается потому, что при небалансном включении используются половинки TPA6120, отделенные от нагрузки резисторами сопротивлением 10 Ом, а при балансном включении — оба канала TPA6120, что, соответственно, приводит к увеличению выходного сопротивления вдвое. Сделано это для того, чтоб защитить усилитель и источник питания ЦАПа от возможного короткого замыкания в нагрузке.

Настройка фильтрации ЦАПа при разных положениях кнопки Filter представлена на следующем графике. Конечно, фильтр меняет не только АЧХ, но и, в первую очередь, импульсную характеристику. При более плавном завале АЧХ переходный процесс короче, меньше т. н. цифрового звона фильтров.

Кроме самих гармоник, на спектре нет никакой грязи или шума, что очень хорошо.

При сравнении режима приема данных по USB и по оптическому входу можно заметить, что в режиме оптики по бокам основного тона 1 кГц образуются небольшие побочные гармоники, что является наведенным джиттером. Он возникает из-за несовершенства системы ФАПЧ S/PDIF-приемников AK4118.

Замер уровня джиттера с помощью тестовых сигналов из ARTA не выявил проблем при воспроизведении как по USB, так и по оптике.

Прослушивание. Субъективные впечатления

При прослушивании использовались наушники Audio-Technica ATH-M50x с сопротивлением 32 Ом и Audio-Technica ATH-A1000Z с сопротивлением 44 Ом. Для тестирования балансного выхода были использованы дорогие изодинамические наушники с сопротивлением 50 Ом (стоимостью 200 тысяч рублей).

Уровень громкости, выдаваемый встроенным усилителем, более чем достаточен для раскачки самых «тугих» наушников. Однако если говорить об открытости, незажатости звучания, то усилитель становится менее динамичным при использовании наушников с большими требованиями к выходному току. Так, легкие Audio-Technica ATH-M50x, играющие хорошо даже с недорогими плеерами, обеспечивали с Fostex HP-A4BL прекрасное, живое звучание, а Audio-Technica ATH-A1000Z, несмотря на их более высокий уровень, не раскрыли свой потенциал до конца. Но необходимо сказать, что ряд отслушанных тут же конкурирующих ЦАП, даже с дискретным наушниковым усилителем, справились с Audio-Technica ATH-A1000Z еще хуже, бас там провалился. С Fostex HP-A4BL звучание все же было наиболее предпочтительным.

При прослушивании балансного и небалансного выхода с помощью изодинамических наушников стало очевидно, что по балансному подключению звучание гораздо более предпочтительное — более воздушное и приятное, мягкое, но в то же время более детальное. То есть от балансного выхода с такими наушниками есть толк. В целом, с дорогими наушниками Fostex HP-A4BL дает неплохое звучание, соответствующее ценовой категории этого устройства, но нет пределов совершенству.

В качестве эксперимента, вместо недорогого импульсного сетевого адаптера, идущего в комплекте, ЦАП был запитан от свинцового аккумулятора, используемого в сетевых бесперебойниках. Вот тут-то звучание раскрылось по-настоящему: басы стали глубокими, а их неприятные искажения ушли, высокие частоты также стали более прозрачными, а сцена — глубже. В целом устройство заиграло на ступень выше. Даже с дорогими качественными наушниками не было явных проблем и желания выключить музыку.

Все это говорит о том, что питание — немаловажная часть. Но стоит также помнить о том, что качественное питание в аудиоустройствах сразу увеличивает конечную стоимость в разы. Поэтому любителям бескомпромиссного звука или людям, которые уже приобрели Fostex HP-A4BL и хотят улучшить его звучание, советую попробовать использовать другой, более мощный, не импульсный блок питания.

При прослушивании с линейного выхода Fostex HP-A4BL откровений не наблюдалось: устройство играет аналогично другим устройствам с PCM1792. Здесь вас ждет высокая детальность, ясная середина, широкая, но не очень глубокая сцена. Из плюсов — отсутствие замыливания, как в Asus. Все довольно разборчиво. Из минусов — звук слишком яркий, но опять же это исправляется заменой блока питания.

Итог

По итогам прослушивания вывод прост: ЦАП играет на свои деньги, максимально раскрываясь при использовании балансного подключения. Если вы любите динамичное, яркое звучание, то имеет смысл обратить внимание на эту модель.

Достоинства:

• Балансный выход для наушников
• Качественный асинхронный USB-приемник
• Хороший внешний вид и малый размер
• Воспроизведение всех форматов DSD

Недостатки:

• Комплектный импульсный блок питания

Мы также послушали звучание более простой модели Fostex HP-A3 на AK4390, с питанием от шины USB. Устройство HP-A3 стоит вдвое дешевле, однако тоже по-своему интересно. Хотя здесь нет DSD, PCM 192 кГц и ASIO, однако приличная мощность 100 мВт на 32-омной нагрузке делает этот ЦАП заслуживающим внимания для подключения массовых моделей наушников. А если средства позволяют или у вас наушники более высокого класса, то лучше выбрать Fostex HP-A4 или Fostex HP-A4BL.

Полный текст статьи читайте на iXBT