Это отчет для профессионалов с набором тестов для линейного выхода устройства. Альтернативный вариант отчета для "чайников" в разработке.

Набор тестов для линейного выхода может быть применен для выхода под наушники или АС, если в таком режиме возможно использовать устройство в качестве источника для подключения внешнего усилителя или если такой набор тестов может дать больше информации о реализации ЦАП в устройстве.

Линейный выход, отличия от выхода для наушников и акустических систем

Основные данные отчета тестирования Astell&Kern SP3000M (в режиме линейного выхода)

Максимальный уровень напряжения на выходе при 0 dBFS	15.5	dBV
	6.0	В_RMS

Пояснение к графикам

Кликнув на график, вы перейдете на страницу сравнения разных моделей с расширенными настройками отображения графика

Амплитудно-частотная характеристика Astell&Kern SP3000M DAR Balanced Out (в режиме линейного выхода)

Параметры отображения графика

Канал

Диапазон

Частотный диапазон

Тип теста:

Пояснение к графику

График амплитудно-частотной характеристики показывает баланс громкости частот. Как правило, АЧХ на выходе ЦАП представляет собой прямую, в редких случаях можно наблюдать подъем или спад в конкретной области частот. В области высоких частот обычно есть незначительный пологий завал АЧХ от аналогового фильтра для подавления алиасинга (красная зона на графике в режиме HD). Это необходимо для верной работы ЦАП. Дополнительный завал может дать цифровой фильтр ЦАП при разных настройках.

АЧХ на графике построена по импульсной характеристике Astell&Kern SP3000M в этом отчете при воспроизведении в 44.1 кГц и записи в 768 кГц. У устройств с низким соотношением сигнал/шум АЧХ может быть неравномерность из-за вклада шума в спектр импульса. В диапазоне выше 20 кГц могут наблюдаться всплески, вызванные наводками или шумом.

Примеры хороших и плохих АЧХ для ЦАП

Импульсная характеристика Astell&Kern SP3000M DAR Balanced Out (в режиме линейного выхода)

Параметры отображения графика

Канал

Длительность для импульса

Параметры отображения графика

Канал

Длительность для импульса

Пояснение к графикам

Тест показывает форму волны одиночного импульса для частоты дискретизации 44.1 кГц. По виду импульсной характеристики можно определить характер работы цифрового фильтра ЦАП.

Во время теста воспроизводится импульс с частотой дискретизации 44.1 кГц, а запись производится с частотой дискретизации 192 кГц / 24 бит (или 384 кГц при использовании E1DA Cosmos ADC). По спектру импульса строится график АЧХ и график алиасинга в этом отчете.

При тестировании NOS ЦАП или ЦАП с настройкой фильтра эмулирующего NOS режим, на форме волны могут быть колебания от ЦФ АЦП, работающего в режиме 192 кГц.

Огибающая импульсной характеристики представляет собой сумму модулей полуволн импульсной характеристики, построенной в логарифмическом масштабе.

По огибающей импульса можно более точно оценить специфику работы цифрового фильтра ЦАП, в частности - длительность колебаний.

Визуальное разрешение импульсной характеристики, построенной в линейном масштабе ограничено 40 дБ и для того, чтобы разглядеть что-то на малых уровнях, необходимо использовать увеличение. Вместо того, что бы рассматривать график импульса в разных масштабах, достаточно построить один график огибающей в логарифмическом масштабе.

На огибающей можно визуально оценить длительность времени на pre-ring (колебания до максимума импульса) и post-ring (колебания после импульса). В справочной информации на микросхемы ЦАП часто приводят значения длительности pre-ring как Delay (временная задержка, которую вносит ЦФ для музыкального сигнала или в режиме триггера). Значения приводятся обычно не в мс, а в семплах от начала колебаний до максимума импульса. Конечное время будет зависеть от частоты дискретизации и оно равно как t=fs/n_sample. Т.е. частота дискретизации делится на указанное количество семплов. Здесь по графику можно сделать обратное вычисление. Точность определения длительности времени колебаний до вершины импульса зависит от зашумленности сигнала и переходных процессов.

Общая информация о характеристиках цифровых фильтров для ЦАП.

Алиасинг Astell&Kern SP3000M DAR Balanced Out (в режиме линейного выхода)

Параметры отображения графика

Канал

Диапазон

Тип теста:

Частотный диапазон

Пояснение к графику

Этот тест показывает подавление зеркальных помех на разных типах сигнала: импульсном, многотональном (50 синусоид) и шумовом.

В большинстве случаев визуальная АЧХ для всех типов сигнала одинакова, но содержит разную подробность по частоте и вертикали.

У некоторых современных ЦАП подавление алиасинга зависит от типа сигнала и получается разная АЧХ для разных сигналов. Это может указывать на более сложный алгоритм обработки цифрового фильтра ЦАП.

Во время теста воспроизводится импульс, мультитон и шумовой сигнал с частотой дискретизации 44.1 кГц, а запись производится с частотой дискретизации 192 кГц / 24 бит (или 384 кГц при использовании E1DA Cosmos ADC).

Общая информация о характеристиках цифровых фильтров для ЦАП.

Уровень гармонических искажений от амплитуды Astell&Kern SP3000M DAR Balanced Out (в режиме линейного выхода)

Параметры отображения графика

Канал

Сравнение по

Гармоника, порядок

Диапазон

Пояснение к графику

Графики показывают уровень значений гармонических искажений от уровня сигнала. Помимо общего значения уровня искажений на графике показаны амплитуды всех гармоник с 2-ой по 20-тую. График строится по спектрам.

По графику можно сделать вывод о необходимости понижения уровня сигнала до ЦАП для устранения избыточных искажений при максимальных уровнях сигнала около 0 dBFS. Хорошим результатом считается, если около 0 dBFS нет заметного роста искажений. Около 0 dBFS клиппирование может быть вызвано алгоритмом SRC до ЦАП или особой настройкой цифрового фильтра в ЦАП. В остальных случаях клиппирование обычно вызвано неудачной схемотехникой обвязки ЦАП.

По характеру искажений в области низких амплитуд можно сделать вывод о допустимости регулировки уровня звука до ЦАП. Если искажения присутсвуют области низких амплитуд, то использовать регулировку звука желательно только после ЦАП.

В основном варианте dBFS/dBFS уровни гармоник показаны в абсолютном виде относительно 0 dBFS. Такой вариант более нагляден, т.к. стабильность уровней гармоник сравниваются с горизонтальными линиями. При отображении графика к основному тону в dBFS/дБ линии строятся под углом и небольшие отклонения обычно неочевидны. Дополнительно при горизонтальном отображении гармоник лучше виден их абсолютный уровень к уровню шумовой полки. Для результатов, где шумовая полка была изначально более высокой, более очевидна меньшая точность графика.

Этот график служит для быстрой и грубой оценки, когда вместо изучения нескольких десятков графиков-спектров надо ограничится лишь одним графиком. В этом варианте один график заменяет 20 графиков-спектров. При таком 'упрощении' от спектров не передаются следующие данные:

Уровень шумовой полки. В редких случаях искажения могут не зависеть от аплитуды (схемотехника Б класса в обвязке ЦАП) и лишь на спектре будет видно, что гармоники выше шумовой полки.
Искажения, не попавшие в кратные гармоники. Это могут быть искажения от DSP или иные нетипичные варианты.

В качестве расширенной оценки можно отобразить уровень нормированного коэффициента гармонических искажений . Обозначается как T'HD. Этот график был актуален до отображения амплитуд всех гармоник с 2-ой по 20-тую.

Как проводится тест гармонических искажений

Взаимное проникновение каналов Astell&Kern SP3000M DAR Balanced Out (в режиме линейного выхода)

Параметры отображения графика

Канал

Диапазон

Параметры отображения графика

Канал

Пояснение к графикам

График взаимного проникновения каналов косвенно показывает субъективную ширину сцены и качество внутренней разводки и разъемов. Подъем в области высоких частот обычно выявляет нежелательную электрическую емкость контактов в гнезде линейного выхода.

При значениях хуже 40 дБ звуковая сцена будет меняться в сторону монофонического звука или наоборот расширяться и размывать местоположение источников. Характер изменения определяется по графику фазы проникновения каналов.

График фазы взаимного проникновения каналов показывает сужение или расширение сцены, а уровень показывает взаимное проникновение каналов в этом отчете.

Желтая зона с -45° до +45° указывает на подмешивание в фазе. При подмешивании в фазе звучание приближается к монофоническому (худший случай – монозвучание при взаимном проникновении каналов под 0 дБ при подмешивании в фазе).

Синяя зона с 135° до 225° показывает подмешивание в противофазе. При подмешивании в противофазе звучание обладает эффектом более широкой сцены, размытости источников звука, ослаблением и худшей артикуляции баса. Худший случай примера звучания при взаимном проникновении каналов под 0 дБ в противофазе – это обрыв общего «минусового» провода.

При значении параметра взаимного проникновения каналов лучше -60 дБ, фоновый шум вносит высокую погрешность и определение фазы недостоверно. Основными признаками высокой погрешности результата является график с сильной неравномерностью или график находится за пределами зон фазы и противофазы. При взаимном проникновении каналов лучше -60 дБ особой значимости значении фазы нет. Критичное значение, при котором фаза важна – это значения взаимного проникновения хуже -40 дБ.

Спектр гармонических искажений Astell&Kern SP3000M DAR Balanced Out (в режиме линейного выхода)

Параметры отображения графика

Канал

Уровень @ dBFS

Диапазон

Пояснение к графику

График показывает спектр однотонального гармонического сигнала с частотой 1 кГц с линейного выхода ЦАП. Тест показывает общее качество реализации ЦАП.

По графику можно сделать вывод о необходимости понижения уровня сигнала до ЦАП для устранения избыточных искажений при максимальных уровнях сигнала около 0 dBFS. Хорошим результатом считается, если около 0 dBFS нет заметного роста искажений. Около 0 dBFS клиппирование может быть вызвано алгоритмом SRC до ЦАП или особой настройкой цифрового фильтра в ЦАП. В остальных случаях клиппирование обычно вызвано неудачной схемотехникой обвязки ЦАП.

По характеру искажений в области низких амплитуд можно сделать вывод о допустимости регулировки уровня звука до ЦАП. Если искажения присутсвуют области низких амплитуд, то использовать регулировку звука желательно только после ЦАП.

Представлено два графика

Спектры в области максимальных амплитуд -6, -3 и 0 dBFS в максмально подробном виде с низким уровнем шумовой полки. Для эффективного снижения уровня шумовой полки используется сигнал большой продолжительности
Спектры гармонических искажений от 0 до -90 dBFS. Здесь используется сигнал средней продолжительности и соответственно уровень шумовой полки выше.

За счет подробных спектров с большим диапазоном тестируемых амплитуд, анализ характеристик усилителя подобен виртуальному тестированию усилителя в реальном времени.

Как проводится тест гармонических искажений

Спектр мультитонового сигнала Astell&Kern SP3000M DAR Balanced Out (в режиме линейного выхода)

Параметры отображения графика

Канал

Диапазон

Уровень @ dBFS

Диапазон

Пояснение к графику

График показывает спектр двухтонального гармонического сигнала с выхода ЦАП. Считается, что такой тип сигнала более сложен и охватывает весь частотный диапазон, чем одиночный или двутональный сигнал. Мультитон наиболее близок к музыкальному сигналу и тем самым более точно выявляет количество искажений. Но, из-за большого количества субгармоник, визуально сложнее разделить гармоники младших и старших порядков, и порой гармоники младших порядков полностью перекрывают старшие.

Используется два многотональных сигнала (мультитона) на 10 и 50 синусоид. Амплитуды синусоид равны между собой в каждом из сигналов. Для 10-ти тонального сигнала максимальный уровень каждой гармоники равен около -22 dBFS при общем 0 dBFS, для 50-ти тонального около -30 dBFS при общем 0 dBFS.

По графику можно сделать вывод о необходимости понижения уровня сигнала до ЦАП для устранения избыточных искажений при максимальных уровнях сигнала около 0 dBFS. Хорошим результатом считается, если около 0 dBFS нет заметного роста искажений. Около 0 dBFS клиппирование может быть вызвано алгоритмом SRC до ЦАП или особой настройкой цифрового фильтра в ЦАП. В остальных случаях клиппирование обычно вызвано неудачной схемотехникой обвязки ЦАП.

По характеру искажений в области низких амплитуд можно сделать вывод о допустимости регулировки уровня звука до ЦАП. Если искажения присутсвуют области низких амплитуд, то использовать регулировку звука желательно только после ЦАП.

Представлено два графика

Спектры в области максимальных амплитуд -3 и 0 dBFS в максмально подробном виде с низким уровнем шумовой полки. Для эффективного снижения уровня шумовой полки используется сигнал большой продолжительности
Спектры гармонических искажений от 0 до -60 dBFS. Здесь используется сигнал средней продолжительности и соответственно уровень шумовой полки выше.

За счет подробных спектров с большим диапазоном тестируемых амплитуд, анализ характеристик усилителя подобен виртуальному тестированию усилителя в реальном времени.

Спектр интермодуляционных искажений SMPTE Astell&Kern SP3000M DAR Balanced Out (в режиме линейного выхода)

Параметры отображения графика

Канал

Уровень @ dBFS

Диапазон

Диапазон

Пояснение к графику

График показывает спектр двухтонального гармонического сигнала с выхода ЦАП. Тест SMPTE состоит из двух гармоник, низкочастотной 60 Гц и высокочастотной 7 кГц. Амплитуды гармоник соотносятся как 4 к 1. Искажения проявляются на частотах, равной разнице и сумме основных тонов, т.е. на частотах m*f1+-n*f2, где m и n означают порядки искажений, а f1 и f2 основные гармоники. Обычно делают визуальную оценку по дополнительным гармоникам вокруг тона 7 кГц. Тест показывает общее качество реализации ЦАП. Идеологически интермодуляционные искажения более показательны с позиции демонстрации искажений от сигнала не только в сторону высоких частот относительно основной гармоники, как в тесте гармонических искажений, но и в сторону низких частот. Двухтональный сигнал ближе к реальному музыкальному сигналу. В то же время, психоакустических моделей для искажений меньше. Тесты интермодуляционных искажений лучше выявляют разницу между цифровыми фильтрами.

По графику можно сделать вывод о необходимости понижения уровня сигнала до ЦАП для устранения избыточных искажений при максимальных уровнях сигнала около 0 dBFS. Хорошим результатом считается, если около 0 dBFS нет заметного роста искажений. Около 0 dBFS клиппирование может быть вызвано алгоритмом SRC до ЦАП или особой настройкой цифрового фильтра в ЦАП. В остальных случаях клиппирование обычно вызвано неудачной схемотехникой обвязки ЦАП.

По характеру искажений в области низких амплитуд можно сделать вывод о допустимости регулировки уровня звука до ЦАП. Если искажения присутсвуют области низких амплитуд, то использовать регулировку звука желательно только после ЦАП.

Представлено два графика

Спектры в области максимальных амплитуд -3 и 0 dBFS в максмально подробном виде с низким уровнем шумовой полки. Для эффективного снижения уровня шумовой полки используется сигнал большой продолжительности
Спектры гармонических искажений от 0 до -21 dBFS. Здесь используется сигнал средней продолжительности и соответственно уровень шумовой полки выше.

Спектр интермодуляционных искажений CCIF Astell&Kern SP3000M DAR Balanced Out (в режиме линейного выхода)

Параметры отображения графика

Канал

Уровень @ dBFS

Диапазон

Пояснение к графику

График показывает спектр двухтонального гармонического сигнала с выхода ЦАП. Тест CCIF состоит из двух высокочастотных гармоник на 19 и 20 кГц. Амплитуды гармоник соотносятся как 1 к 1. Искажения проявляются на частотах, равной разнице и сумме основных тонов, т.е. на частотах m*f1+-n*f2, где m и n означают порядки искажений, а f1 и f2 основные гармоники. Обычно делают визуальную оценку по дополнительным гармоникам кратным 1 кГц (разнице 19 и 20 кГц). Идеологически интермодуляционные искажения более показательны с позиции демонстрации искажений от сигнала не только в сторону высоких частот относительно основной гармоники, как в тесте гармонических искажений, но и в сторону низких частот. Двухтональный сигнал ближе к реальному музыкальному сигналу. В то же время, психоакустических моделей для искажений меньше.

Гармоники, кратные разнице тестовых тонов показывают искажения аналоговой части ЦАП.

Дополнительно на графике могут быть гармоники равные разнице между основными тонами и частотой дискретизации воспроизведения звуковгго пока с ЦАП. Эти гармоники показывают качество работы цифрового фильтра ЦАП или другой обработки сигнала в цифровом виде.

По графику можно сделать вывод о необходимости понижения уровня сигнала до ЦАП для устранения избыточных искажений при максимальных уровнях сигнала около 0 dBFS. Хорошим результатом считается, если около 0 dBFS нет заметного роста искажений. Около 0 dBFS клиппирование может быть вызвано алгоритмом SRC до ЦАП или особой настройкой цифрового фильтра в ЦАП. В остальных случаях клиппирование обычно вызвано неудачной схемотехникой обвязки ЦАП.

По характеру искажений в области низких амплитуд можно сделать вывод о допустимости регулировки уровня звука до ЦАП. Если искажения присутсвуют области низких амплитуд, то использовать регулировку звука желательно только после ЦАП.

Представлено два графика

Спектры в области максимальных амплитуд -3 и 0 dBFS в максмально подробном виде с низким уровнем шумовой полки. Для эффективного снижения уровня шумовой полки используется сигнал большой продолжительности
Спектры гармонических искажений от 0 до -90 dBFS. Здесь используется сигнал средней продолжительности и соответственно уровень шумовой полки выше.

Проверка на корректность воспроизведения сигналов с разрядностью выше 16 бит Astell&Kern SP3000M DAR Balanced Out (в режиме линейного выхода)

Параметры отображения графика

Канал

Диапазон

Пояснение к графику

Тест показывает корректность воспроизведения сигналов с разрядностью 24/32 бит. Некорректным считается, если понижение в ЦАП до 24 бит производится с грубой отсечкой младших битов (транкейтом), что в свою очередь ведет к дополнительным искажениям.

С выхода ЦАП воспроизводится симуляция сигнала с транкейтом и чистый тон синуса с амплитудой -90.31 dBFS. При таком уровне сигнал с транкейтом представляет собой отчетливые "ступеньки", высотой в 1 бит для 16-ти битного сигнала.

Если визуально оба сигнала представляют собой "ступеньки", это значит, что устройство некорректно понижает разрядность сигнала, а если один сигнал является "ступеньками", а второй синусоидой, то воспроизведение корректно (либо производится корректное понижение разрядности).

Для тестов используется два тона, 1 кГц и 100 Гц. По умолчанию форма волны показана с отфильтрованными высокочастотными помехами (например от ноизшейпинга ЦАП) и неравномерность линий не имеет прямого отношения к зашумленности или поведению цифрового фильтра ЦАП.

Дополнительно приводится форма волны "как есть" в режиме записи 192 или 384 кГц обозначенная "no filter", которая с позиции определения корректности воспроизведения 24 бит полезной информации не несет, но приводится для аудиофилов и начинающих "инженеров". Благодаря виду волны с шумами до 100 кГц наглядно показывается, что нет смысла по неравномерности линии определять работу цифрового фильтра ЦАП. При этом, если бы запись производилась в еще больших частотах дискретизации, шума было бы еще больше..

По вертикали шкала представлена в вольтах, по горизонтали - время. В рамках теста, величина напряжения не является показателем качества, а график стоит рассматривать как векторный рисунок.

Методика теста.

Понижение разрядности с диттером.

Вид волны / Спектры Astell&Kern SP3000M DAR Balanced Out (в режиме линейного выхода)

Параметры отображения графика

Канал

Диапазон

Параметры отображения графика

Канал

Диапазон

Тип теста:

Частотный диапазон

Пояснение к графикам

Тест показывает форму волны типовых сигналов и их спектры.

Меандры с уровнями 0 и -3 dBFS выявляют наличие клиппирования от ЦФ или обвязки ЦАП. Более точно наличие клиппирования отпределяется по спектру меандра.

Симметричный меандр содержит равное количество семплов в верхней и нижней части полупериодов. Несимметричный меандр содержит неравное количество семплов в верхней и нижней части.

На синусах и треугольном сигнале наиболее наглядно отображаются особенности фильтров NOS/Super Slow.

Спектры меандров с уровнями 0 и -3 dBFS выявляют наличие клиппирования от ЦФ или обвязки ЦАП. Это клиппирование может быть незаметно на форме волны.

На синусах спектр показывает искажения от алиасинга (гармоники выше 22 кГц) и возможное некорректное понижение разрядности (искажения в спектре до 22 кГц и разный уровень шумовой полки до и после 22 кГц).

Во время теста тестовые сигналы воспроизводятся с частотой дискретизации 44.1 кГц, а запись производится с частотой дискретизации 192 (384) кГц / 24 бит. При тестировании NOS ЦАП и ЦАП с настройкой фильтра, эмулирующего NOS режим, на форме волны могут быть колебания от ЦФ АЦП, работающего в режиме 192 (384) кГц.

Общая информация о характеристиках цифровых фильтров для ЦАП.

Подробнее

Измерения Astell&Kern SP3000M DAR Balanced Out проведены Романом Кузнецовым на программно-аппаратном комплексе RAA.

Тест Astell&Kern SP3000M DAR Balanced Out проведен как черного ящика, без учета стоимости и престижа. Это главный принцип измерений и разработки тестов в RAA.

Обсудить результаты измерений можно в комментариях ниже или в чате телеграм, а подписаться на публикацию отчетов, обзоры и новости RAA в канале телеграм или группе vk.

Кузнецов Роман
Основатель RAA

Известен под никами

romanrex
iXBT.com
player.ru
Head-Fi.org
Оverclockers.ru
habr.com
...
r.a.a.
4pda

Информация для авторов. Вы можете свободно использовать графики в своих статьях с ссылкой на нас.

	Логин	Пароль
Вы вошли на сайт как гость
Настройки	Зарегистрироваться	Восстановить пароль

Название продукта	Посадка/Градус
Astell&Kern SP3000M DAR Balanced Out
Astell&Kern SP3000M DAR Balanced Out