ESI UGM192
Первое, что обращает на себя внимание, это повышенный уровень шума на выходе наушников, даже когда нет звука (на выходе ЦАП), когда он просто включен. На рис.1 осциллограмма снята, подключенная к выходу наушников, нагруженных на 30 Ом нагрузку, но кабель USB отключен, т.е. ЦАП не подключен. На рис.1 мы видим уровень естественных шумов и наводок.
На рис.2 показаны шумы при подключения кабеля к устройству, при этом использовалось питание врезанное в кабель, специальный блок питания для звуковых устройств фирмы ifi (не дешевый). Видимо, шумы вызваны импульсными преобразователями напряжения внутри устройства.
Для реального прослушивания на наушники Shure SRH840 требуется уровень сигнала около 400…500 мВ в пике для синуса. Как видим (рис.2) шум значительный, что говорит о том, что звук будет окрашенным, т.к. он влияет на характер звука, на мой взгляд (об этом см. ниже).
Максимальное напряжение на выходе наушников (без нагрузки) составило 2,3 В, как это показано на рис.3.
Т.е. почти достигает максимума для питания 5 В, т.к. делится пополам до 2,5 В для каждой полярности. На нагрузке напряжение может сильно снижаться, а значит и мощность на выходе падает из-за внутреннего выходного сопротивления.
Поэтому проведу измерение максимальной выходной мощности на наушники с учетом внутреннего сопротивления усилителя. Для нагрузки использую 30 Ом сопротивление, громкость на выходе выставлена на 100%. И далее везде осциллограммы снимаю с нагрузкой 30 Ом на канал.
Как видим, пиковое значение с 2,3 В упало до 0,82 В за счет падения напряжения на выходном сопротивлении, действующее значение находится через коэффициент 0,707*0,82= 0,58 В, тогда мощность максимальная на нагрузке составила всего 11,2 мВт.
Чтобы найти выходное сопротивление нужно найти ток, который считаем по сопротивлению 30 Ом: I=Ur/R=0,82/30= 0,0273 А. Тогда выходное сопротивление находим через падение напряжения на нем и протекающий ток в цепи: R= Uхх-Ur/I= (2,3- 0,82)/0,0273= 54 Ом. Это означает, что выход настроен на среднюю нагрузку 54 Ом, тогда энергия в нагрузке будет максимальная. Хотя лучше было бы, если выходное сопротивление было нулевое, тогда наушники могут потреблять больший ток, где у них движение диафрагмы затруднено, так как при движении динамик создает противоэдс (встречное напряжение, вызванное ходом динамика). Это создает элемент обратной связи, когда за счет увеличения тока в цепи происходит ускорение движение диафрагмы. Поэтому, считаю наличие выходного сопротивление на выходе усилителя негативный фактор, хотя обеспечивает защиту от короткого замыкания, от возбуждения выходного усилителя, по сути, такая система это стабилизация тока в излучателе. Но лучше было бы иметь стабильное напряжение на выходе. Хотя, возможно, производитель имеет на этот момент своё мнение и сделали это умышленно. Для наушников Shure SRH840 (измеренное сопротивление динамиков 39,5…40 Ом) громкость 60…65% достаточная, т.е. запас по громкости у устройства при работе на обычные (динамические) наушники имеется. Ниже на рис.5. показано напряжение на выходе при громкости 65% и сопротивлении 30 Ом в нагрузке.
Получается, при достаточной мощности напряжение на выходе (на наушниках) достигает 0,4…0,5 В в пике. А это значит, что выход ЦАП используется на 1/5 от всего напряжения. И это же означает, что не всегда хорошо иметь мощный усилитель для наушников, так как ЦАП будет работать на низких напряжениях, терять в разрешении и в характеристиках. Мощность (по рис.5) составила всего 2,7 мВт! Поэтому значение максимальной мощности в 11,2 мВт выглядит вполне разумно, тем более при битности ЦАП равной 24 бита.
И соответственно, с увеличением мощности усилителя необходимо использовать более совершенные ЦАП, где 32 битное разрешение будет не лишним, на самом деле, если выход ЦАП будет работать на 1/10 от максимального уровня или даже еще меньше. Но большинство привыкли думать, что чем больше мощность усилителя, тем лучше. Ведь большинство ЦАП регулируют выходной уровень цифровым способом, за редким исключением, в виде топовых моделей или где используется аналоговый регулятор громкости в усилителях. Людям нравится звук мощных усилителей, как мне думается, потому, что он дает большее количество ВЧ шумов, которые модулируют НЧ сигнал записи, реализуя природный усилитель при работе на индуктивность (на динамик), поэтому многим такой звук кажется интереснее, живее, энергичнее.
Кстати, на графике (рис.5) мы отчетливо видим ВЧ шумы на фоне синуса, записанного с уровнем 0 дБ (пик на синусе это максимум напряжения с выхода ЦАП), даже несмотря на то, что у осциллографа разрешение 8 бит по вертикали! И эти ВЧ шумы, на мой взгляд, влияют на звук, не смотря на то, что это ВЧ и программы измерения характеристик вроде RMA их игнорируют (отфильтровывают).
Но в реальности, при работе на катушку индуктивности (динамик) ВЧ импульсы накладываются (складываются) на НЧ сигнал записи (ток в катушке), за счет волновой энергии импульса и использования инерционности нагрузки, где движется обычный ток (электронный).
Чтобы оценить импульсные характеристики выхода ЦАП снижу уровень громкости от максимальной на 3 дБ (в плеере Roon), чтобы избежать ограничений или клипинга, который возникает на записи резкого импульса или меандра с уровнем записи 0 дБ, который использовался при проигрывании, нагрузка 30 Ом использовалась.
Как видим, форма импульса не стандартная, т.е. используется альтернативный фильтр, что конечно, можно поправить в плеере Roon через передискретизацию до 176,4 кГц. Ниже показано как выглядит при этом импульсная характеристика. Использовал фильтр «Гладкий. Линейно-фазовый», где меньше всего звона и импульс похож на импульс, система подобная LegatoLink от Pioneer или Alfa24 и Alfa32 от Denon, а сегодня используемая в большинстве ЦАП, но данное устройство не имеет выбора из вариантов фильтрации.
Что может быть и правильно, ВЧ шумы и пр. не дадут все равно полного разрешения и различения деталей с данного устройства. Звук на выходе данного ЦАП мне показался мощный, размашистый, что-то вроде советского транзисторного звука, точно не японского. Как по мне, под японским звуком имеют ввиду звук с низкими ВЧ шумами и низкими искажениями, чистый, но многие такой звук не оценят, тем более необходимо качественный усилитель, наушники, кабеля, питание и пр. Расчет фирмы ESI прост, дать общую картину звука на выходе наушников, ведь это больше устройство для записи звука. Поэтому не стоит ждать от данного ушного выхода чистого супер звука.
И для полноты эксперимента сниму характеристики для данного устройства с помощью самой же карты, подавая с выхода наушников звук на вход, т.е. записывая его снова и анализируя с помощью RMAA общие искажения, возникшие в процессе воспроизведения+ записи. При этом уровень записи на входе выставлялся 100%, чтобы использовать полный диапазон и разрешение входа АЦП, а выход на наушники (ЦАП) регулировался громкостью в микшере Виндуз, чтобы вписаться максимально в диапазон входа.
На холостую, т.е. без нагрузки громкость на наушниках составила 37% (микшер Виндуз), при нагрузке 30 Ом уровень получается 69%, что близко к реальному уровню при прослушивании, который составляет 60…65%, поэтому искажения на нагрузке будут соответствовать при прослушивании на наушниках (примерно). Измерения проводил так же для частоты дискретизации 44,1 кГц и 48 кГц, при этом вход и выход карты были настроены на частоту 176,4 кГц и 192 кГц соотвественно, при разрешении 24 бит, чтобы иметь запас по качеству, чтобы цифра не ограничивала искажения и измерения.
Ниже приведены параметры в таблице при работе на холостую и на нагрузку 30 Ом.
Как видим, режим 48 кГц дает меньше шумов, вероятно, что в карте стоит один кварц на частоту 48 кГц, а режим 44.1 кГц эмулируется, поэтому шумы повышаются. Ниже полученные графики для режима 48 кГц, где один график без нагрузки получен, второй при сопротивлении 30 Ом.
Как видим на рис.11 АЧХ на высоких частотах приподнята, а на низких наоборот ослаблена, последнее сделано за счет конденсатора последовательного на выходе, поэтому на НЧ он начинает низы подрезать, что сделано, скорее всего умышленно, чтобы низы не забивали средние частоты, т.е. для мониторинга записи, как и приподнятые ВЧ, за счет цифрового фильтра при передискретизации, чтобы лучше слышать огрехи при записи.
Шумы (рис.12) и искажения без нагрузки низкие, при нагрузке шумы снижаются, искажения растут, что логично под нагрузкой. Мы видим на рис.16 низкое взаимопроникновение каналов, что является следствием работы выхода на наушники, а не входа на записи (проверил) и тоже, вероятно, сделано умышленно, этот эффект смешивания каналов, называемый часто «Кроссфид» используется для придания звучанию в наушниках как звучит музыка на колонках, возможно он сделан на аппаратном уровне.
В итоге про карту можно сказать следующее, мне понравился её АЦП, т.е. вход на запись, нет шумов, наводок, проверил при работе от USB по питанию, не заметил разницы в параметрах, т.е. к качеству питания карта не чувствительна. Есть у неё полезные функции, которые включаются с лицевой панели кнопками, которые очень тяжело нажимаются. Левая кнопка «Monitor» подключает вход записи сразу на выход, на наушники, чтобы не было задержек, притом может делать моно сигнал из одного канала или стерео подавать (левый и правый вход подключать на выход), при последовательном нажатии и светодиоды выше кнопки отражают режимы.
Кнопка «Mic.Gain» включает усиление микрофона (правый вход или правый канал) +20 и +30 дБ. Светодиоды так же отражают режим усиления. Данный вход поддерживает балансное подключение, для подключения небалансного сигнала нужно подавать сигнал на крайний вывод TRS разъема (6,3 мм), а два других подключить на общую точку или использовать TS коннектор (6,3 мм), где два контакта. Кнопка «+48 V» подает фантомное питание на микрофонный вход, светодиод отображает его работу. Т.е. всё просто, понятно и удобно, как и разъемы все на TRS коннекторах 6,3 мм, используемых при записи в студиях, надежные и удобные.
Что касается выхода на наушники, он достаточно мощный для обычных динамических наушников, по качеству он не дотягивает даже до уровня USB свистков современных, но зато он выделяет звуки, делает сцену широкой, сделан для мониторинга. Поэтому как звуковая карта для прослушивания музыки ESI UGM192 не подходит, по уровню она чуть выше встроенной звуковой карты компьютера и то не всякой. Насчет удобства и качества изготовления устройства, тут всё на 5+, видно производитель не первый год топчется на рынке звукозаписи, плюс немецкая педантичность сказывается.