USB изолатори и филтри за DAC
USB кабелът, който свързва компютър или мрежов плейър с вашия DAC, пренася музиката, но също и захранването от 5 V и електрическите смущения от източника. USB аудио изолаторите и филтрите се включват по тази връзка, за да прекъснат контурите на масата, да пречистят захранването и да премахнат съскането, брума или пращенето, които нарушават слушането. Научете повече
Откъде идва шумът по USB връзката
Компютърът е среда с интензивна електрическа активност. Неговото импулсно захранване, процесор, графична карта и вентилатори генерират високочестотни смущения, обозначавани със съкращенията EMI и RFI (електромагнитни и радиочестотни смущения). USB портът също не е защитен: захранващата линия от 5 V идва директно от дънната платка, а масата на компютъра е свързана с тази на DAC чрез екранировката и проводника за маса на кабела.
Самите музикални данни пристигат непокътнати. Файл, възпроизвеждан през USB, достига до преобразувателя бит по бит и проблемът не произтича от грешка при предаването. Той идва от паразитния ток, който се движи заедно с данните и в крайна сметка достига аналоговото стъпало на DAC — най-чувствителната част от системата, която създава сигнала, който чувате.
Симптомите са лесни за разпознаване: постоянно съскане в слушалките, пращене, чийто характер се променя при движение на мишката или работа на твърдия диск, нисък брум, който изчезва веднага щом изключите USB кабела. При високоефективни тонколони или чувствителни слушалки тези шумове бързо стават досадни.
Контурът на масата — причината за брума на 50 Hz
Ниският и постоянен брум почти винаги има един и същ произход. Когато компютърът и усилвателят са заземени през захранващите си щепсели и освен това са свързани помежду си чрез масата на USB кабела, те образуват затворен контур. Тогава в този контур протича слаб ток с честотата на електрическата мрежа, 50 Hz в Европа, който се наслагва върху аудиосигнала. Това често се случва с настолен PC, включен в разклонител, различен от този на hi-fi системата.
Смяната на кабела или контакта понякога дава резултат, но трайното решение е да се прекъсне електрическата връзка между източника и DAC, като същевременно се пропускат данните.
Галваничната изолация — електрическа бариера между източника и DAC
Това е принципът на USB изолатора. Галваничната изолация премахва всяка пряка проводяща връзка между входа и изхода на устройството: данните преминават през бариерата чрез магнитна, капацитивна или оптична връзка, без никакъв ток да може да премине от едната страна на другата. Захранването се обработва по същия начин — чрез изолиран преобразувател или чрез собствено захранване на изолатора.
След поставянето на бариерата контурът на масата се прекъсва и шумът, генериран от компютъра, остава от страната на компютъра. В техническите характеристики често се посочва изолационно напрежение, изразено в киловолти. Тази стойност описва устойчивостта на бариерата при потенциална разлика — полезен показател за безопасност, но не казва нищо за качеството на звука.
Филтри, регенератори и отделни захранвания
Не всички аксесоари от тази категория работят по един и същ начин и ефективността им зависи от проблема, който трябва да се отстрани.
USB филтър без изолация въздейства върху захранващата линия от 5 V и високочестотните смущения чрез кондензатори, дросели и ферити. Той намалява съскането и пращенето, свързани със захранването на източника, без да прекъсва контур на масата. Това е най-простото решение, когато шумът не идва от заземяването.
Регенераторът възстановява USB сигнала с помощта на собствен тактов генератор — вграден прецизен осцилатор. Той възстановява ясните фронтове на сигнала и намалява джитера, тоест малките отклонения във времето при предаването. Повечето съвременни USB DAC работят в асинхронен режим и управляват преобразуването със собствен тактов генератор, така че приносът на регенератора е предимно в електрическата чистота на сигнала, получаван от DAC. Много модели комбинират регенерация и галванична изолация.
Отделното захранване заменя зашумените 5 V от компютъра с по-чист източник: външно линейно захранване, стабилизиран блок с нисък шум или вътрешна батерия, която прекъсва всяка връзка с електрическата мрежа по време на слушане. Някои устройства предлагат и настройка за пълно изключване на 5 V, когато DAC има собствено захранване, клема за заземяване за управление на масата на системата или схема за активно намаляване на шума, която генерира инвертиран сигнал за неутрализиране на смущенията.
USB скорост и конектори: какво да проверите
Съвместимостта по скорост на предаване е най-често пренебрегваният критерий. Някои прости изолатори работят само с USB Full Speed при 12 Mbit/s. Тази скорост ограничава възпроизвеждането до резолюции от около 24 бита и 96 kHz, изключва DSD и високите честоти на дискретизация, а много DAC, конфигурирани за USB Audio Class 2, просто не се разпознават. За да използвате всички резолюции на вашия DAC, изолаторът трябва да поддържа USB High Speed при 480 Mbit/s или дори USB 3.0 за някои по-нови интерфейси.
Конекторите също са важни: USB-A, USB-B или USB-C според портовете на източника и DAC, като понякога е включен адаптер или къс кабел. Ако вашият DAC или усилвател за слушалки се захранва от USB шината, проверете наличния ток на изхода на изолатора, изразен в милиампери: устройство с висока консумация, захранвано от изолатор с недостатъчен капацитет, може да прекъсва или да работи нестабилно.
Диагностика преди покупката и правилно разполагане на изолатора
Няколко прости теста насочват избора. Ако шумът изчезва, когато лаптопът работи на батерия с изключено зарядно устройство, причината е мрежовото захранване на източника и галваничен изолатор или отделно захранване ще реши проблема. Ако ниският брум спира веднага след изключване на USB кабела, става дума за контур на масата, който изисква галванична изолация. Пращене, свързано с активността на компютъра, без фонов брум, по-скоро изисква филтриране.
Изолаторът се поставя между източника и DAC, възможно най-близо до DAC, с къс кабел на изхода, за да се ограничат смущенията, улавяни след обработката. Подобрението варира според системата: настолен PC, разположен до аудиосистемата, печели значително, специализиран мрежов плейър, който вече работи безшумно — малко по-малко, а DAC от висок клас с вградена собствена USB изолация оставя малко възможности за подобрение. Добре е да знаете това, преди да инвестирате.
Чуваеми ефекти и ограничения
Когато брумът или пращенето изчезнат, разликата е безспорна. При система, която вече е без смущения, ефектите са по-фини: по-тих звуков фон, затихване на нотите и реверберациите по по-естествен начин, по-слабо остатъчно съскане в слушалките. Изолаторът не преобразява DAC, а му позволява да работи при по-добри електрически условия.
