Интерфейсы и кабели: транскрипт подкаста «Звук»
Это — транскрипт десятого выпуска (03.07.2014) подкаста «Звук». В нем Дмитрий Кабанов и Тимофей Шиколенков рассуждают об интерфейсах, кабелях и соответствующих мифах.
[Прослушать этот выпуск]
[Подробнее о подкасте]
Транскрипты других передач:
Дмитрий Кабанов: Сегодня мы продолжаем обсуждать цифровой звук. Есть предложение кратко поговорить на тему цифровых интерфейсов, понять, что это за интерфейсы, как с ними работать, какие есть составляющие и компоненты, и с чем придется столкнуться, разбираясь с этой темой.
Тимофей Шиколенков: Тема большая, тема тяжелая. У людей есть заблуждение, что если мы говорим о чем-то цифровом, значит, там все просто — нолики, единички. Но если мы понимаем природу кабеля, того, при помощи чего передается информация, мы должны понимать, что сам кабель не цифровой. Он цифровым быть не может, по нему передается электрический ток в том или ином виде. Тут возникает много вопросов.
Важно начать с того, откуда пошла история с цифровыми интерфейсами, и уйти в прошлый век, когда Sony и Philips разрабатывали компакт-диски и проигрыватели компакт-дисков. Необходимы были способы передачи именно цифрового сигнала по кабелю, тогда разрабатывались некие стандарты. Там были определенные требования к ширине полосы пропускания.
Очень тяжело иногда простыми словами говорить про сложные вещи. Тем не менее, что мы имеем сейчас? Мы имеем два интерфейса: коаксиальный S/PDIF и Toslink оптический. По сути, они оба решают одну и ту же задачу. Они передают цифровой сигнал от источника к получателю. По сути, у них одни и те же спецификации на входе. Когда все это разрабатывалось, был все тот же компакт-диск, точнее его еще не было, но он скоро должен был появиться, и были определенные требования.
Если говорить о «коаксиале», то там есть определенные условия, определенные технологические ограничения для самого кабеля — это волновое сопротивление 75 Ом. Спецификация допускает лишь пять процентов отклонения. Важным условием является то, что [сопротивление в] 75 Ом должно соблюдаться по всей длине кабеля. Если какая-то компания выпускает не очень качественный кабель, то в каком-то месте этой здоровенной катушки, от которой «откусывают» кусочки для будущих кабелей, эта цифра может быть не выдержана.
Какая проблематика есть? Для этого нужно понять, как передается сигнал. Сигнал в цифровых аудиоустройствах передается импульсами.
Дмитрий: Мне кажется, стоит простыми словами попробовать все описать. От ноликов и единичек к тому, что реально происходит в проводе.
Тимофей: Окей. Нолики и единички — это и есть импульсы. В какой-то момент посылается импульс 0, в какой-то момент посылается импульс 1. В итоге они складываются в более интересную картину, о которой мы говорили в прошлых выпусках.
Передача 0 и 1 происходит в какой-то момент времени и в определенной длительности. С двух сторон имеются устройства: устройство-передатчик и устройство-приемник. Когда устройство-передатчик передает 0 или 1, устройство-приемник должно в тот же момент времени принять этот импульс и понять, что это: 0 или 1.
Возникают две проблемы. Во-первых, надо понять, 0 это или 1. А поскольку импульсы имеют определенный период затухания, при затухании проблемы и в самом кабеле возникают, и в передатчике могут возникнуть. Импульс должен дойти [до приемника].
И тут возникает вторая проблема. Цифро-аналоговые преобразователи работают на определенных частотах. Эти частоты, поскольку устройства разные, не никак не синхронизированы. Частоты, с которыми работают передатчик и приемник, разные. В результате может случиться так, что импульс, переданный с передатчика, не будет воспринят приемником или будет воспринят с ошибкой.
Эта проблема не нова. Она возникла в самом начале, когда разрабатывались эти интерфейсы. Естественно, об этом думали, это закладывали в расчет. Поэтому существуют специальные системы контроля, коррекции. Например, всем известная система контроля четности — один из самых распространенных способов. Информация передается с избыточностью, то есть, например, в случае, когда мы говорим о формате компакт-диска, передается четыре импульса вместо одного, то есть четыре бита, и еще пятый дополнительный — контроль четности.
Казалось бы, это все позволяет передать сигнал именно таким, каким он вышел из передатчика. Но, к сожалению, возникает явление под названием джиттер. Страшная штука. Некоторые люди считают, что джиттер придумали маркетологи или инженеры, чтобы люди покупали дорогие кабели.
Если бы у нас была доска, на которой можно было бы нарисовать, объяснить, было бы гораздо проще. Поскольку доски нет, попробую объяснить, как я бы это нарисовал. Представим систему координат, ось Х. Ось Y не очень важна в данном случае. Рисуем прямоугольники. Один прямоугольник пошел вверх от оси Х, и чуть дальше, еще один прямоугольник пошел вниз. Это и есть импульсы: один импульс — 1, другой импульс — 0.
Начало прямоугольника — это начало импульса. Проблема в том, что при передаче этого импульса в кабель приемник может начать «слушать» этот импульс не с начала, а с середины или ближе к концу. От того, как и в каком месте он начинает «слушать», возникает вся проблематика, потому что он может «зацепить» кусок следующего импульса. В результате возникнет жуть, потому что он не сможет понять, что это за импульс: 0 или 1.
Различия между идеальным сигналом и сигналом со смещением (источник: exfo.com)
Сигнал длинный, импульсов большое количество, приемнику надо каждый из этих импульсов идентифицировать правильно. Этого не происходит в ста процентах случаев, поскольку в цифровом интерфейсе есть избыточность при передаче данных. С этим справляется иногда система коррекции, но она, к сожалению, справляется не всегда, она несовершенна. И даже если бы она была совершенной, идеальной она быть не может, поскольку она лишь предугадывает, какой импульс подразумевался.
Она не знает на сто процентов, какой должен быть импульс. Если она его не считала, если она его не приняла, даже с учетом избыточности сигнала, который передается, будет возникать проблема. Что в результате? В результате возникает джиттер.
Само понимание джиттера — отдельная история. Кто-то из известных аудиодеятелей описывал джиттеры. В описании порядка пятидесяти страниц о том, как возникает джиттер, его причины, его свойства и то, как он воспринимается слушателем. В результате могут быть проблемы в низкочастотной области, то есть проблемы с басом — могут возникать различные странные звуки и призвуки. Могут быть щелчки в высокочастотной сфере — все зависит от того, в каком формате передается сам сигнал…
Дмитрий: Так или иначе, мы сталкиваемся с проблемой затухания. Здесь играют роль и кабель, и коннектор.
Тимофей: Да. Всегда, когда об этом говорят, забывают одну важную вещь. Когда мы говорим о кабеле, мы говорим не только о проводе. Мы говорим о кабеле в целом. Что такое кабель и в чем его отличие от провода? У кабеля есть разъемы. От того, как именно разъемы напаяны на кабель, зависит очень много.
У меня несколько раз были ситуации — приходишь к знакомому, а он говорит: «Вот вроде цифровой кабель, а качество не очень». Я говорю: «Давай посмотрим, что ты купил». А он купил что-то на базаре. Раскрутишь разъемы, смотришь, а там до контакта центральной жилы и оплетки доли миллиметра. Как это вообще работает, непонятно. Работать это само по себе не может. Провод вроде нормальный. Осталось только нормально спаять.
Поскольку это дешевое китайское производство, там может быть напаяно все кое-как. Как следствие, это ухудшает картину передачи импульсов. В какой-то момент мы можем эти импульсы терять. Какое количество импульсов мы потеряем, сложно сказать. В разных ситуациях может быть по-разному. В итоге мы получим не то, что мы посылали [на вход].
Дмитрий: Так и есть. Какое решение?
Тимофей: Решение простое. Надо купить нормальный кабель.
Дмитрий: То есть не на рынке.
Тимофей: Сама по себе проблематика не в том, где купить, а в том, что купить. Вполне вероятно, что можно купить вполне приличный дешевый кабель. Просто гарантии нет никакой. Вы это сможете узнать, только когда подключите и услышите.
Но тут возникает вторая проблема. Чтобы понять, что есть какая-то разница, нужно с чем-то сравнить. Мы берем дешевый китайский кабель, мы не знаем, плохой он или хороший, подключаем, слушаем музыку и считаем, что так и должно быть.
Мы не знаем, что [при этом] под крышкой нашего усилителя трудится ЦАП и пытается скорректировать огромное количество помех, которые он получает. Нас этот вопрос не интересует. Мы купили это устройство, оно должно работать. И оно худо-бедно работает. На самом деле звучание может оказаться совсем другим. Мы даем возможность попробовать кабель в работе у вас дома [сравнить звучание и, если оно понравится, купить кабель].
Дмитрий: Так же, как и портативные плееры.
Тимофей: Да. Приходят люди. Мы их спрашиваем, какой у них кабель, предлагаем им попробовать другой, они говорят, что это ерунда и незачем пробовать. Мы им говорим: «Попробуйте! Это ведь ничего не стоит. Берешь кабель, приходишь домой, подключаешь, слушаешь. Если тебе кажется, что нет никакой разницы, то какой смысл за это платить? Возвращаешь его обратно».
Когда я рассказываю такие истории, скептики, говорят, что люди ничего не должны услышать. А если они услышали, то они сами себя уговорили. Можно поверить, что какое-то количество людей действительно себя уговаривает, но исключений практически нет. Практически каждый человек, который берет кабель на прослушку, оставляет его. Подключается кабель, человек несколько дней слушает музыку с этим кабелем, потом говорит, что нет никакой разницы. Подключает старый кабель, и тут у него отваливается челюсть: «Как же так? Ведь не было же никакой разницы? Откуда же она возникла?»
Дмитрий: «Как же я с этим останусь?»
В Аудиомании можно не только «прослушать» выбранный кабель на дому, но и изготовить кабель на заказ
Тимофей: И естественно, уже никто не готов это менять. Тем более, что, когда мы говорим про качественный кабель, это не какие-то космические деньги. Конечно, существуют очень дорогие кабели. Есть много вопросов к тому, насколько это [ценообразование] адекватно.
Конечно, на более дорогой аппаратуре разница будет более заметна. Но, так или иначе, экономить на самом дешевом кабеле точно не стоит. Все-таки [стоит обратить внимание на] какой-то более-менее серьезный бренд, не совсем за копейки. Грубо говоря, приличный цифровой кабель меньше ста долларов не стоит. Просто по определению.
Я не говорю, что не может быть более дешевого хорошего кабеля. Просто гарантии [качества] нет. И нет гарантии, что сейчас этот кабель вы купите, вам повезет — аккуратная девочка сидела и паяла эти разъемы –, а в следующий раз другая девочка будет паять. В чем отличие фирменной вещи от нефирменной? Фирменные вещи всегда одинаковы.
Дмитрий: Гарантия производителя, стандарты.
Тимофей: Конечно. Это не только те стандарты, которые положены в основу стандартов самой передачи данных. Мы говорим о стандартах на производстве. Если этот разъем паяется определенным образом, значит, так он и паяется. И все хорошо получается. Если используется какой-то провод, то только он и используется. А если мы говорим про какого-то непонятного производителя, то там могут быть и разъемы разные все время, и девочки разные с разными паяльниками. Может получиться хороший кабель, но это большой риск.
Для чего мы покупаем аппаратуру? Мы покупаем ее, чтобы наслаждаться музыкой. Если мы говорим, что тратимся на то, чтобы получить удовольствие и наслаждение, то какой смысл экономить достаточно небольшие деньги, о которых [тут] идет речь?
Дмитрий: Да. Мы еще не разобрали оптический кабель. Может быть, стоит на нем остановиться, посмотреть специфику.
Тимофей: Да. Toslink — это оптоволокно, у которого с двух сторон находятся микролинзы. Как происходит передача данных? На стороне источника стоит светодиод, который испускает световые импульсы. А на стороне приемника стоит фотодиод, который эти импульсы ловит.
Дальше происходит все то же самое. Импульсы превращаются в 0 и 1. С одной стороны, они превратились и передались, с другой стороны — принялись. По сути, мы имеем те же проблемы, за исключением того, что влияет на кабель.
Если мы говорим про коаксиальный кабель, то может возникать огромное количество причин для помех. Например, высокочастотные помехи, которые могут идти от различного оборудования. Тот же холодильник старый включился, и высокочастотная помеха проскочила. Кондиционер, включенный в эту же сеть, какое-то промышленное оборудование. Погодные условия, та же молния.
С оптикой таких ситуаций не бывает. На оптику вообще мало что влияет. Тут, к сожалению, возникают другие проблемы. Почему-то в недорогой аппаратуре вся обвязка вокруг оптики низкокачественная. Я часто слышу мнение о том, что в недорогих компонентах, оснащенных одновременно оптическим и коаксиальным интерфейсами, коаксиальный интерфейс звучит в итоге почему-то лучше. Сложно сказать, как так получилось и почему.
В дорогой аппаратуре особой разницы уже не слышно, и можно переключать туда-сюда и не услышать никакой разницы. А на дешевых все по-другому. Не могу сказать, что так случается всегда и всюду, но это происходит.
В чем тут может быть беда? Тут, во-первых, беда может быть в качестве самих микролинз, если мы говорим про кабель. Сама оптика может быть разного качества, там тоже есть свои определенные стандарты. Я глубоко эту проблематику не изучал, но кабели бывают разные, и, как следствие, результирующий звук тоже может быть разным.
Когда мы подключаем, мы можем сравнить. Если у меня есть куча кабелей, эту разницу действительно слышно. Ну и сама обвязка: нужно понимать, что кроме светодиодов и фотодиодов есть некая электрическая схема. Качество этой электрической схемы, качество преобразования этих сигналов во что-то осязаемое, слышимое, разное.
То есть та обвязка, которая существует вокруг S/PDIF, сильно отличается от той обвязки, которая существует вокруг оптики. И то, какие компоненты использованы, какие установлены радиодетали в каждом конкретном случае, какие микросхемы, какой производитель, очень сильно влияет на результат.
У нас, кстати, в шоуруме Аудиомании на Электрозаводской стоит очень необычный проигрыватель. В него встроено несколько ЦАПов, и можно кнопочкой их переключать. Казалось бы, если мы имеем дело с цифрой, то какая разница, и зачем вообще встраивать несколько ЦАПов? Странная глупость, казалось бы. Но удивительно, как меняется характер звучания. Мы слушаем одну и ту же композицию на одной и той же аппаратуре, подменяя только используемый ЦАП внутри, нажимая на одну кнопочку. Удивительно, как звук может измениться, как впечатление от музыки может измениться, исходя из того, какой используется ЦАП.
Когда мы говорим про цифру, главное заблуждение заключается в том, что цифра — это 0 и 1, и там везде все одинаковое. А на самом деле тонкостей очень много, мы их сейчас затронуть не можем, и, на самом деле, я их не все знаю. Суть в том, что, несмотря на то, что цифра — это 0 и 1, звук [все равно] аналоговый.
В тот момент, когда 0 и 1 превращаются в аналоговый звук, возникает много вопросов. Вопрос передачи данных, который мы сейчас затронули, — одна из больших проблем. Дальше возникает вопрос преобразования, о котором мы раньше тоже уже говорили и, наверное, будем еще много говорить. Я всегда предлагаю сравнить звучание, потому что очень часто встречаются люди, которые говорят: «Этого не может быть, потому что этого не может быть. Я помню из курса физики средней школы, что этого не может быть».
Тут можно вспомнить и более ранний школьный курс, когда преподают азы арифметики и рассказывают, что отрицательных чисел не бывает, и из двух невозможно вычесть три. А в более поздних классах начинают рассказывать, что все-таки это возможно. Перекладывая этот вопрос в плоскость физики и тех процессов, которые происходят и в аппаратуре и в кабеле, можно узнать много нового, к сожалению. К сожалению для того человека, который считает, что многие вещи невозможны.
Сейчас мало таких ресурсов, где можно прочитать действительно авторитетное мнение. Приходишь на форум, а там авторитетность измеряется количеством написанных сообщений. И оказывается, что человек, у которого их десять тысяч, академик. Он, конечно, нафлудил на пол-форума, но от этого умнее не стал. Он изливает то, что у него есть в голове. Но от количества сообщений информация в голове не возникает.
Я всегда рекомендую послушать и сравнить. Если у вас есть какое-то убеждение, пусть оно будет вашим. Здоровый скепсис в этом вопросе полезен. Вы будете сидеть в комнате прослушивания, например, в нашей, и сравнивать звучание своего дешевого кабеля и кабеля, который стоит дороже… я всегда люблю смотреть на впечатления людей, потому что, как правило, это расширение глаз, непроизвольное открывание рта.
Действительно, люди слышат эту разницу, понимают, от чего они отказываются ради своих убеждений. Всегда стоит попробовать. Тем более, что в случае с Аудиоманией прослушивание проводов, как бы это странно ни звучало, ничего не стоит. Просто надо дойти до магазина и рискнуть. Мир может перевернуться. Это большая проблема: люди боятся, что что-то в их жизни может поменяться. Люди любят постоянство.
Дмитрий: Старая поговорка: «Лучшее — враг хорошего».
Тимофей: Да, кажется, что все хорошо, и зачем что-то лучшее. Но стоит один раз попробовать, и мир уже не будет прежним. И качество жизни повысится. В последнее время, когда ко мне приходят люди, которые никогда не слышали качественной аппаратуры, я включаю какую-нибудь произвольную композицию и спрашиваю, были ли мурашки. Если не было, значит, либо я с композицией не угадал, либо аппаратура не нравится.
Как только человек говорит, что мурашки были, значит, получилось. Когда человек понимает, что у него от воспроизведения музыки возникают мурашки, а раньше этого никогда не было (потому что на дешевой аппаратуре мурашки не возникают, эмоциональность не сохранена), тогда я понимаю, что я поменял человеку будущее, поменял человеку жизнь. Не знаю, хорошо это или плохо, но это интересно.
