USB izoliatoriai ir filtrai DAC keitikliams
USB kabelis, jungiantis kompiuterį ar tinklo grotuvą su jūsų DAC, perduoda muziką, bet taip pat ir 5 V maitinimą bei šaltinio elektrinius trikdžius. USB garso izoliatoriai ir filtrai įterpiami į šią jungtį, kad nutrauktų įžeminimo kilpas, išvalytų maitinimą ir pašalintų klausymą trikdantį šnypštimą, ūžesį ar traškesį. Sužinoti daugiau
Iš kur atsiranda triukšmas USB jungtyje
Kompiuteris yra elektrinių trikdžių kupina aplinka. Jo impulsinis maitinimo šaltinis, procesorius, vaizdo plokštė ir ventiliatoriai generuoja aukšto dažnio trikdžius, apibūdinamus santrumpomis EMI ir RFI (elektromagnetiniai ir radijo dažnių trikdžiai). USB prievadas nuo jų neapsaugotas: 5 V maitinimo linija ateina tiesiai iš pagrindinės plokštės, o kompiuterio masė su DAC mase sujungta per kabelio ekraną ir masės laidininką.
Patys muzikos duomenys perduodami nepakitę. Per USB atkuriamas failas pasiekia keitiklį bitas į bitą, todėl problema kyla ne dėl perdavimo klaidos. Ją sukelia parazitinė srovė, kuri keliauja greta duomenų ir galiausiai pasiekia DAC analoginę pakopą – jautriausią grandinės dalį, kuriančią jūsų girdimą signalą.
Požymius lengva atpažinti: nuolatinis šnypštimas ausinėse, traškesys, kurio pobūdis keičiasi judinant pelę ar dirbant standžiajam diskui, žemas ūžesys, išnykstantis vos atjungus USB kabelį. Naudojant didelio jautrumo kolonėles ar jautrias ausines, šie garsai greitai ima trukdyti.
Įžeminimo kilpa – 50 Hz ūžesio priežastis
Žemas ir nuolatinis ūžesys beveik visada kyla dėl tos pačios priežasties. Kai kompiuteris ir stiprintuvas abu įžeminti per elektros tinklo kištukus ir papildomai sujungti tarpusavyje USB kabelio masės laidininku, susidaro uždara kilpa. Šia kilpa teka silpna elektros tinklo dažnio srovė, Europoje – 50 Hz, kuri susideda su garso signalu. Tai dažnai pasitaiko, kai stalinis PC prijungtas prie kito ilgintuvo nei hi-fi sistema.
Pakeitus kabelį ar elektros lizdą kartais pavyksta pasiekti rezultatą, tačiau ilgalaikis sprendimas – nutraukti elektrinį ryšį tarp šaltinio ir DAC, kartu išlaikant duomenų perdavimą.
Galvaninė izoliacija – elektrinis barjeras tarp šaltinio ir DAC
Tokiu principu veikia USB izoliatorius. Galvaninė izoliacija pašalina bet kokį tiesioginį laidininką tarp įrenginio įėjimo ir išėjimo: duomenys įveikia barjerą per magnetinį, talpinį ar optinį ryšį, tačiau jokia srovė negali tekėti iš vienos pusės į kitą. Maitinimas apdorojamas tokiu pat būdu, naudojant izoliuotą keitiklį arba atskirą izoliatoriaus maitinimo šaltinį.
Įrengus šį barjerą, įžeminimo kilpa nutraukiama, o kompiuterio sukuriamas triukšmas lieka kompiuterio pusėje. Techninėse specifikacijose dažnai nurodoma izoliacijos įtampa kilovoltais. Ši vertė apibūdina barjero atsparumą potencialų skirtumui – tai naudingas saugos rodiklis, tačiau jis nieko nepasako apie garso kokybę.
Filtrai, regeneratoriai ir atskiri maitinimo šaltiniai
Ne visi šios kategorijos priedai veikia vienodai, o jų veiksmingumas priklauso nuo trūkumo, kurį reikia pašalinti.
USB filtras be izoliacijos kondensatoriais, induktyvumo ritėmis ir feritais veikia 5 V maitinimo liniją bei aukšto dažnio trikdžius. Jis sumažina su šaltinio maitinimu susijusį šnypštimą ir traškesį, tačiau nenutraukia įžeminimo kilpos. Tai paprasčiausias sprendimas, kai triukšmas kyla ne dėl įžeminimo.
Regeneratorius atkuria USB signalą naudodamas savo taktinio dažnio generatorių – integruotą tikslųjį osciliatorių. Jis atkuria aiškius signalo frontus ir sumažina drebėjimą, tai yra nedidelius perdavimo ritmo netolygumus. Dauguma šiuolaikinių USB DAC veikia asinchroniniu režimu ir valdo konvertavimą savo taktiniu generatoriumi, todėl regeneratoriaus nauda daugiausia susijusi su DAC gaunamo signalo elektriniu švarumu. Daugelis modelių derina regeneravimą ir galvaninę izoliaciją.
Atskiras maitinimo šaltinis pakeičia triukšmingą kompiuterio 5 V maitinimą švaresniu šaltiniu: išoriniu linijiniu maitinimo šaltiniu, mažo triukšmo stabilizuotu maitinimo bloku arba vidiniu akumuliatoriumi, kuris klausantis nutraukia bet kokį ryšį su elektros tinklu. Kai kuriuose įrenginiuose taip pat galima visiškai išjungti 5 V maitinimą, kai DAC turi savo maitinimo šaltinį, yra įžeminimo gnybtas sistemos masei valdyti arba aktyviojo triukšmo mažinimo grandinė, generuojanti apverstą signalą trikdžiams panaikinti.
USB sparta ir jungtys: ką patikrinti
Duomenų perdavimo spartos suderinamumas yra dažniausiai pamirštamas kriterijus. Kai kurie paprasti izoliatoriai veikia tik USB Full Speed režimu, 12 Mbit/s sparta. Ši sparta apriboja atkūrimą iki maždaug 24 bitų ir 96 kHz raiškos, neleidžia naudoti DSD bei aukštų diskretizavimo dažnių, o daugelis DAC, sukonfigūruotų veikti USB Audio Class 2 režimu, tiesiog neatpažįstami. Kad galėtumėte naudoti visas savo DAC palaikomas raiškas, izoliatorius turi palaikyti USB High Speed, 480 Mbit/s spartą, o kai kurioms naujesnėms sąsajoms – net USB 3.0.
Jungtys taip pat svarbios: USB-A, USB-B arba USB-C, priklausomai nuo šaltinio ir DAC prievadų; kartais komplekte pateikiamas adapteris ar trumpas kabelis. Jei jūsų DAC arba ausinių stiprintuvas maitinamas per USB magistralę, patikrinkite izoliatoriaus išėjime tiekiamą srovę, nurodomą miliamperais: daug energijos vartojantis įrenginys, maitinamas per nepakankamo pajėgumo izoliatorių, gali atsijungti arba veikti nestabiliai.
Prieš perkant nustatyti priežastį, o tada tinkamai įrengti izoliatorių
Keli paprasti bandymai padeda pasirinkti. Jei triukšmas išnyksta, kai nešiojamasis kompiuteris veikia iš akumuliatoriaus, atjungus įkroviklį, kaltas šaltinio maitinimas iš elektros tinklo, o problemą išspręs galvaninis izoliatorius arba atskiras maitinimo šaltinis. Jei žemas ūžesys dingsta vos atjungus USB kabelį, tai įžeminimo kilpa, kuriai nutraukti reikia galvaninės izoliacijos. Su kompiuterio veikla susijusiam traškesiui be foninio ūžesio veikiau reikia filtravimo.
Izoliatorius įrengiamas tarp šaltinio ir DAC, kuo arčiau DAC, išėjime naudojant trumpą kabelį, kad būtų sumažinti po apdorojimo pagaunami trikdžiai. Nauda priklauso nuo sistemos: šalia garso sistemos pastatytam staliniam PC ji akivaizdi, specializuotam tinklo grotuvui, kuris ir taip veikia be triukšmo, – kiek mažesnė, o aukščiausios klasės DAC su integruota USB izoliacija palieka mažai galimybių pagerinti rezultatą. Tai verta žinoti prieš investuojant.
Girdimas poveikis ir ribos
Kai išnyksta ūžesys ar traškesys, skirtumas nekelia abejonių. Sistemoje, kuri ir taip neturi trikdžių, poveikis subtilesnis: tylesnis garso fonas, natūraliau užgęstančios natų pabaigos ir reverberacija, mažiau juntamas likutinis šnypštimas ausinėse. Izoliatorius nepaverčia DAC kitu įrenginiu, jis leidžia jam veikti geresnėmis elektrinėmis sąlygomis.
