Философская о ЦАПах 3: Выбор топологии: USB .vs. I2S-Streamer

Бюджет — всегда философский вопрос. :-).

===================================================================

ИТАК, осталось 2 топологии: через УСБ и напрямую.

Маленькая притча (надо же похвастаться, что я хоть что-то сделал :-) ):
Лет 12 — 13 назад я научил "петь" роутер. ОООООооооо. И мне понравилось, как он "запел".
Обычный роутер с УСБ :-). Вроде, это был TP-Link 842й. Через УСБ и ЭМУ-0204УСБ :-).
ОпенВРТ для него только появилось, и в первой версии не было поддержки Э-МУ. Во второй прошивке поддержка появилась и оно запело. Как-то довольно удачно сложилось.
Но там было не удобно. По факту, удобно было слушать только интернет-радио.
Было 2 проблемы:
1. Файлы надо было писать в роутер, а там места нет, … . С сеткой/НАС какие-то грабли были типа того, что поддержка этого не лезла в прошивку, то ли плэйер не мог с сетки файлы тащить, … . Можно было использовать роутер с двумя УСБ-дырками и прицепить к нему диск по УСБ, но что-то не решился. Точнее, тогда к 2-дырочным роутерам ОпенВРТ не было, а именно на ОпенВРТ я и сделал "поющий роутер".
2. Основная проблема была даже не в хранении/расположении файлов, а в том, как управлять плэйлистом? Т.е. плеер запускалася командой с консоли. Частота дискретизации, кстати, тоже переключалась с консоли. Плеера с нормальной клиент-серверной частью тогда не было. DeadBeef тогда только появился, … .

Так себе стример … . Но пело отменно. Лучше любого компа.

На этом я и забил. Но в голове засела мысль, что чем чахлее — тем милее.

Вернемся к нашим ЦАПам, точнее, общей топологии системы.

=============================================================================
1. USB-ЦАП.
— Компьютер для него должен быть максимально чахлым. Может, не столько по вычислительным ресурсам, сколько по потребляемому питанию.
— Должны быть минимизированы всякие земляные петли, то есть БП (Блоки Питания) компьютера и всего, что с ним гальванически связано (монитор, принтер, сканер, …), должны быть переделаны. Что входит в переделку:
а) разделение "внешней" и "внутренней" земель: отключение земли разъема питания от корпуса.
б) удаление так называемых Y-фильтров — емкостей от проводов питания на землю. Эти ёмкости имеют смысл и полезны только в случае наличия в доме правильного заземления. В противном случае они образуют емкостной делитель и создают замечательные 110 Вольт (!) переменки на корпусе ПК. Они "слабенькие", но вполне замечательно могут вывести из строя например, полевые транзисторы на входе усилителя.
При этом они еще и замечательно пропускают весь ВЧ и СВЧ хлам, что есть в сети. А он там есть.
Опять-таки, при отсутствии заземления в доме, это ничем не хуже и не опаснее для человека, а даже лучше: нет этих 110В на корпусе.
Есть некая опасность пробития статикой оптопары или трансформатора. Если у вас синтетические ковры, или вы пускаете молнии, как герой Юрского из фильма "Человек ниоткуда", то стОит этим заморочиться.
Если заземление есть — это тоже повод для отдельного обсуждения.
Кстати, Y-фильтры можно совсем не удалять, а просто отделить от контура слаботочной земли и посадить на заземляющий контакт кабеля питания.
Напомню, что данные операции надо произвести со всем, что подключено к компьютеру.
Кстати, в большинстве "Пилотов" тоже есть эти самые Y-фильтры. И если земли хоть где-то не разделены — всё это пойдёт в звуковой тракт.

Основное — это разделение земель и перекидывание Y-фильтров с корпуса на заземляющий контакт провода питания.

У меня сейчас комп на Атоме J1800 с 2 или 4Гб ОЗУ. Корпус — что-то типа 25х25х5см. Железный. Комп без вентилятора, не шумит абсолютно. Питание — от 12В. БП ОЧЕНЬ ДОЛГО подбирал.
Монитор от 11" ноута, прикрутил к компу, питается от компового БП. Питания хватает.
Питание монитора отключается физически кнопочкой.
Наверное, это — максимум что можно "выжать" из компа.
Комп, кстати, довольно шустрый.
У меня ССД, но с ноутбучным ЖД тоже почти не слышно. Даже ночью.

Софт.
Мне больше всего понравились следующие конфигурации:
Ubuntu Linux — ALSA — DeadBeef. PULSE и Jack удаляем. На версиях новее 2014 года, по-моему, не удаляется. C OSS не вышло — без ALSA частоты не переключаются и даже нет "крутилки" их переключать.
Windows XP — … забыл название АПи — AP (Album Player) — довольно неудобно у него с плейлистами, но играет хорошо.
С Windows 7 не заладилось. Уж не помню, почему.

=============================================================================
Стример.

В принципе, к системе ВВВ — И2С — ЦАП уже пришёл. Мысленно. Еще тогда (12-13 лет назад). Сейчас уже всё сделали и все вопросы решили :-). Ну, я надеюсь … . Сейчас нет необходимости функционал загонять в роутер т.к. есть вполне специализированные девайсы со всем готовеньким.

Что мне хочется? Мне хочется не бегать каждый раз к компьютеру/стойке с аппаратурой, чтобы переключить трэк. Мне это хочется сделать, например, с рабочего ноута из другой комнаты. А смартфона у меня нет ООооо. Я — дикий человек. Но со смартфона тоже можно. Всё это сделано, реализовано, причём несколькими способами, в которых я даже не разбирался.

Есть 2 способа сделать стример. Точнее, три. Третий — купить готовенькое, но как показал опыт прослушки подобных девайсов, даже 300 000 докризисных рублей, звучат далеко от идеала.
1. Стример — USB — USB-I2S converter — I2S DAC.
2. Стример с I2S прямо со стримера — I2S DAC.

Первый вариант выглядит более универсальным, т.к. USB интерфейс — штука вообще универсальная. Он так и называется "Универсальная Последовательная Шина".

Второй выглядит более дешевым и компактным ввиду отсутствия "посредника" в виде USB-I2S converter-а.

Вот как делать — БОЛЬШОЙ ВОПРОС.

www.drive2.ru/my/messages/288230376151728898 гораздо более меня знакомый с данным вопросом, говорит, что разницы в качестве нет. С USB-I2S converter-ами от Энергетика, которые получше будут, чем распространенные Amanero и XMOS.

Но народ почему-то упорно делает ВВВ/РПи — УСБ — УСБ/И2С — И2С-ЦАП.
Видимо, из соображений универсальности.
В принципе, переделать одно в другое не особо сложно, и не то, чтобы что-то выбрасывать придётся. Придётся, конечно, если изначально не правильно сделать.

Вот теперь о главном: как НЕ сделать НЕправильно:

Как помним из предыдущих частей, ЦАПы должны работать мастером, а транспорт — слэйвом.
Для этого он должен поддерживать соотв. режимы:
— на уровне железа
— операционной системой на уровне соответствующих драйверов.
— операционная система должна иметь возможность проигрывать аудио в bit-perfect с нужными нам битрэйтами. Например, Андроид и МАКОС этого не умеют — они всё замешивают в 24/48 (если данные устарели — поправьте) и в обязательном порядке протаскивают это всё через свой микшер. И МАКОС "так хорошо звучит" исключительно потому, что туда включили более-менее человеческие ресамплеры.

Не везде этот комплекс мер реализован. Например, насколько мне известно, под Raspberri Pi до сих пор не сделан драйвер под I2S, поддерживающий работу Пи-шки слэйвом.
Как обстоят дела с асинхронным режимом USB — не знаю. Раз на ней делают, то, скорее всего, всё должно быть хорошо.

lexxx69 вот про такую штуку сказал. Написан ли под нее соотв. драйвер — надо изучать. Скорее всего, если бы написали, то это бы "громыхнуло" по миру аудио т.к. Пи-шки более распространены и универсальны, чем наш следующий экспонат …

С Андроидом вообще ржака: чтобы проигрывать Хай-Рез, нужен был специальный интерфейс и специальный плеер, который работал только с данным интерфейсом и подавал туда данные по УСБ не как на аудио-устройство, а просто как данные, т.е. в обход аудиосистемы.

BBB — Beagle Bone Black Имеет плащ с I2S и отлаженным драйвером, работающим в slave. По USB, по-моему, тоже может всё, что нужно.

I2S также есть на большом кол-ве АРМ-ов (РИСК-ов), но нет написанных ОС и драйверов.

Вопросы с ОС, драйверами, … буду еще изучать. Может, там что еще выплывет. Вопрос объёмный — тут проще сделать, чем изучить :-).

Еще один вопрос — передача информации устройству, какой клок включать и задействовать. По I2S эта информация не передается. В USB-I2S интерфейсах для этого есть выходы на оптопары, или собственно оптопары.
Оптопары — для того, чтобы организовать полную гальваническую развязку (планируется).
В ВВВ это тоже огранизовано. Организуется довольно просто, НО требуется некоторое взаимодействие между плеером, звуковой подсистемой и драйвером. В ВВВ оно тоже есть.

=============================================================================
Стример с Android + USB Audio Player PRO + USB-I2S converter — I2S DAC

Причины плохого звучания большинства смартфонов на Android.

USB Audio Player PRO не пользуется звуковой системой Android, а гонит звук в ЦАП напрямую, т.е. не как звук в УСБ-Аудио устройство, а как данные в УСБ-устройство. Исходя из этого, смею предположить, что никакого синхронного УСБ-Аудио там нет т.к. нет УСБ-Аудио. Соответственно, конвертер должен работать в асинхронном режиме, что внушает некоторые надежды.

В чём плюсы?
— широкий выбор Android устройств: от телевизионных приставок до планшетов.
Пожалуй, всё, но этого достаточно.
Они дёшевы, с экранами, оформлены в корпус, … . На планшетах нет Эзернета — минус. есть ВайФай.

=============================================================================

Пока я склоняюсь к варианту BBB — I2S — DAC. Уверен (но не знаю), что данная конфигурация рабочая и правильно рабочая, т.е. может работать слэйвом.

Почему так? Ну, потому что переделать в BBB — USB-I2S — I2S DAC = просто докупить конвертер. И плюс у меня уже есть энное кол-во этих конвертеров. Разных. Попроще, чем Энергетиковские, но как факт — в наличии.

Зы … а теперь уже думаю не стОит ли связаться с Андроидом … dmrash сбил меня с толку :-)
=============================================================================

Философская о ЦАПах 1: Что такое Jitter? Откуда берется? Что такое ФАПЧ (PLL)? Зачем нужен режим "slave"? И почему "звучат" цифровые кабеля?
Философская о ЦАПах 2: Бла-Бла-Бла о интерфейсах.
Философская о ЦАПах 3: Выбор топологии: USB .vs. I2S-Streamer
Философская о ЦАПах 4: Бюджет и уровни.