Исследование звуковой карты Asus D1
Попалась в руки звуковая карта Asus D1, на борту с меломанским ЦАП-ом CS4398, причем у карты ещё есть процессор встроенный, для обработки, эффектов, есть встроенный эквалайзер (!!!), что определенно есть дело хорошее, это значит, звук можно по всей системе скорректировать на выходе в карте, не нагружая процессор и сделать это качественно, так как разрядность карты 24 бита!
Ну и решил посмотреть, что за зверь. Сначала посмотрел синус, максимальное напряжение на выходе без нагрузки. Использовал режим вывода WASAPI в плеере Winyl, громкость микшера виндуз на 100 процентов, как и в плеере.
Как видим напряжение на выходе наушников достигает 2,8 В (естественно на реальной нагрузке будет меньше, из-за падения на выходном сопротивлении звуковой карты). Каналы ровные. Но есть в настройках карты интересная фенечка, это повышение громкости микшером карты, по умолчанию стоит 76 единиц, на картинке ниже показана эта настройка, причем каждый канал отдельно регулируется. Драйвера использовал как родные с сайта, так и альтернативные UNi-Xonar.
Если я подниму один канал в микшере карты, как на рисунке выше вверх до 100 единиц, то синус ничуть не измениться! Но что интересно, измениться импульсная характеристика, которая показана ниже.
На осциллограмме выше показан импульс с частотой записи 44,1 кГц, в звуковой карте стоит тоже 44.1 кГц. Ниже на рисунке показано, где выставляется частота карты (от системы не зависит).
На импульсном графике (выше) мы видим, что применен не стандартный фильтр, с минимально фазовыми искажениями, один канал (желтый), как видим, усилен в микшере карты. Если мы поставим частоту карты 48 кГц, то вид графика почти не изменится, ниже он показан.
Но появляется не большое биение, которое видно на осциллографе, что означает, что процессором пересчет идет не качественно, экономят ресурсы процессора! На звук это не сильно влияет, но ощущается обычно как менее уверенный звук, но более аналоговый, смазанный. Если мы установим частоту в карте (не в виндуз системе) 192 кГц, то получим другую импульсную характеристику, как показано ниже (запись с частотой 44,1 кГц).
При этом так же будут биения на осциллографе, т.е. пересчет некачественный, опять экономят ресурсы для эффектов, по всей видимости. И видим, что используется другой фильтр, где импульс более выраженный. Видимо так сделали умышленно, чтобы звук с 192 кГц отличался, своего рода хитрость и это заметно, звук кажется более аналоговым что ли.
Самое интересное, что в монопольном режиме WASAPI обработка процессором происходит ВСЕГДА, даже при выводе через плеер, например Roon с частотой сигнала 192 кГц в монопольном режиме, т.е. минуя настройки частоты виндуз! А это значит, что при выводе в режиме WASAPI (монопольный или эксклюзивный режим) можно забыть про точный вывод звука, процессор вмешивается и делает это не лучшим образом (передискретизацию выполняет). И все это усугубляет тот факт, что автомата частоты нет у карты (в режиме WASAPI), т.е. если слушаете запись 44,1 кГц и 48 кГц, то проигрываться они будут на частоте, установленной в панели карты и соответственно получаются биения, искажения из-за некачественного пересчета частоты. Отсюда делаем вывод, режим WASAPI для качественного вывода звука (хай-фай) непредусмотрен.
При этом микшер звуковой карты (на рис. выше, который показан) при установлении значения выше 76 единиц компрессирует сигнал, т.е. усиливает слабоуровневые звуки, звуки записанные на максимальном уровне не трогает, но в области высоких частот даже их подтягивает, как мы видим, т.е. выравнивает АЧХ в зоне 22 кГц. Получаем своего рода компрессию, как часто используют на радио, для усиления тихих звуков, поэтому громкость реально повышается, что в общем задумка интересная и иногда полезная. При этом никаких ограничений сверху на сигнале на максимуме карта не дает, что хорошо, на сборниках сегодня многие записи идут с ограничением.
Насчет хай-фай звука, через режим WASAPI вы его не получите, т.е. не услышите чистый звук ЦАП-а CS4398, процессор будет всегда вносить искажения и что не приятно, пересчет частоты будет ещё сказываться, а каждый раз руками выставлять частоту, на каждой записи не вариант. Поэтому, есть вариант использовать системный вывод виндуз по умолчанию, установив в карте и в системе частоту 24 бит и 192 кГц, тогда Виндуз будет проводить передискретизацию и делает она это качественно, никаких биений не возникает. При этом тип фильтрации задается плеером, ниже график импульсный для плеера Winyl для вывода звука по умолчанию (Direct Sound).
Видим, стандартный фильтр выбран, все стабильно, никаких биений сигнала нет, т.е. пересчет из 44,1 кГц в 192 кГц идет качественно. Так же видим желтый график выше, это микшер звуковой карты стоит на 100 делений.
Карта Асус D1 определенно будет лучше работать на стандартном выводе Виндуз, где самый качественный звук будет если выставить 24 бит и 192 кГц в системе и в карте. Тогда нет вопросов. При этом можно использовать эквалайзер звуковой карты и пр. эффекты.
Если же вы хотите использовать карту для прослушивания музыки с точным звуком (хай-фай), без работы процессора, тогда нужно использовать режим вывода АСИО, который есть у данной карты. Притом это настоящее АСИО, обходится даже микшер виндуз (громкость в системе). Т.е. звук подается сразу на ЦАП на максимальной громкости (громкость может быть изменена в плеере).
Если используем в плеере Winyl режим ASIO, то частота записи будет в ЦАП-е выставляться правильная и ЦАП будет делать передискретизацию сам, в соответствии со своим алгоритмом. Для частоты записи 44,1 кГц ниже показан меандр (запись под 0 дБ) в плеере Winyl.
Такой же фильтр используется как и в режиме WASAPI для частоты 44,1 кГц. Но, можно сделать передискретизацию в плеере, например в Roon в 176,4 или 192 Кгц (в АСИО в карте есть частота 176,4 кГц). Тогда мы получим следующий вид импульсной характеристики
Получили чистый импульс, использовал в Roon фильтр «Гладкий, линейно-фазовый», мой любимый, без биений, не зависимо от частоты записи 44,1 или 48 кГц. И вы получите в итоге чистый звук хай-фай и услышите ЦАП в максимальном качестве. Карта Asus D1 имеет один кварц, видимо кратный 176,4 кГц, поэтому в Roon можно её выставлять, хотя и 192 кГц звучит неотличимо, т.к. ошибки при такой частоте минимальны и на слух не различимы.
Громкость регулируется в плеере Roon (DSP процессором) с внутренним разрешением 64 бит, поэтому получаем максимум, что возможно, возможно даже больше, чем встроенная обработка карт и даже отдельных хай-фай решений.
По уровню (величине напряжения) звука на наушники карта Asus D1 не блещет, так как имеет на выходе операционные усилители типа 5532, проверенное музыкальное решение, но все же не отдельный усилитель! У меня на наушниках Axelvox HD271 приходится выкручивать на 100 делений, до упора (или -3 дБ), т.е. запаса нет. При этом звук на высоких частотах очень подробный, видимо искажения усилителя подкрашивают звук и очень кстати для этих ушей (дубоватые на ВЧ), создается ощущение очень качественного и детального источника (не мусорного), пожалуй обойдет китайские дешевые ЦАП-ы.
Ну и посмотрю напряжение на нагрузке на выходе, возьму сопротивление 30 Ом, примерно соответствующие наушникам, чтобы посчитать внутреннее сопротивление выхода на наушники. Сначала синус на максимуме (0 ДБ запись) без нагрузки
Ниже на нагрузку 30 Ом
Высчитываем внутреннее сопротивление, на нем падает 2,8-0,6=2,2 В, ток в цепи определяет как I=Uн/Rн= 0,6В/30 Ом= 0,02 А, поэтому внутреннее сопротивление равно Rвн= 2,2/0,02= 110 Ом.
Мощность на нагрузке 30 Ом составила P=Uн2/Rн=0,62/30= 12 мВт (не жирно).
Как видим выходное сопротивление достаточно большое, если данной карте сделать усилитель для наушников, повторитель на транзисторах с низким выходным сопротивлением, в интернете есть схемы простые или пр. решения на специализированных микросхемах, то можно получить очень качественный звук на наушниках за дешево, карта досталась мне за 1 т.р.!
И тогда карта порадует настоящим звуком меломанов на компьютере, вы услышите звук БЕЗ ВУАЛИ, как это обычно бывает, шик-шик размазанное в тумане с басом поперек! Но важно правильно подать звук на ЦАП, чтобы обойти процессор (для режима хай-фай, т.е. в ASIO). Как видите, режим WASAPI в данной карте этого сделать не может и поэтому все потуги, переделки и прослушивания карты без правильного вывода будут не объективны.
В режиме ASIO карта чувствительна к задержкам, поэтому буфер в плеере лучше выставлять больше, например в Roon и пр., чтобы при использовании интернета не было щелчков.
Так же проверил работу режима Hi-Fi, как на рисунке выделено красным цветом
Никакой разницы не заметил, то же самое, что отключить все улучшайзеры, в режиме WASAPI процессор (передискретизацию карты) не отключает.
У карты есть стандартный глюк, начинает свистеть или (и) канал один отваливается, необходимо прошить карту. Вот тут качается файл с прошивкой, называется restoree.exe. Нужно сделать загрузочную флеку под ДОС, там есть ссылка как это сделать (see this description) и после создания загрузочной флешки нужно на неё закинуть файл с прошивкой restoree.exe . Затем загрузиться с этой флешки, мелькнёт эмблема Виндуз 98, затем появится мигающий курсор, нужно написать restoree.exe, чтобы вызвать программу прошивки. И она автоматически прошьет, будет информация, что карта обнаружена, как ниже показано
И затем нажать любую клавишу и перезагрузить компьютер Ctrl+Alt+Del. А может наоборот нужно нажать Enter, не знаю, не проверял на своем опыте, нужно методом пробы, пока глюк не исчезнет.
Измерил параметры подав сигнал с выхода на линейный вход карты, везде уровень под 100% выставил, оптимально, ниже таблица с результатами
И ниже графики АЧХ и искажения
Как видим, всё очень достойно, есть пик искажений на ВЧ, в районе 17 кГц на уровне -100 дБ, похоже от питания на АЦП, т.к. сохраняется при воспроизведении с другого ЦАП, а так же на 50 гц видим наводку, возможно кабель измерительный (выход- вход карты) длинный и некачественный, ловит наводки из силовой сети.