Весь Мир Hi-Fi

Apple уделывает Hi-Fi

Жалуясь на новые времена, ворчун-аудиофил непременно вспомнит айфон как источник всех бед и падения нравов. Придется немного потрясти графиками и доказать, что источники Apple всю жизнь демонстрировали как раз образцовые Hi-Fi-показатели, на зависть прочим.

Помню реакцию досужей публики на сетап Олега Монастырского. Все потешались над его айфоном в качестве источника звука. А вы его сами-то пробовали включать в стереосистему? Начнем обзор от самой почтенной модели, до которой удалось дотянуться.

iPhone 3GS появился на рынке в 2009 году. Это, считай, совсем недавно для Hi-Fi-компонента, но сегодня с таким телефоном брезгуют ходить даже бомжи. А зря, сейчас увидите. Начиная с 3GS, Apple отказалась от аудиочипов Wolfson и стала ставить в свои устройства Cirrus-Logic — в данном случае модель CS42L61, которая также присутствует в следующей «четверке» и первом iPad. Расставание с Wolfson дало повод ворчать некоторым эплофилам, там тоже хватает любителей олдскульного айпода Classic. А мы взглянем на замеры RMAA.

Линейность АЧХ воспроизводимой iPhone 3GS. Неравномерность не превышает 0,2 дБ

Этот график показывает гармонические искажения относительно тестового сигнала 1 кГц. Стрелкой указана четная доминирующая гармоника

Судите сами: линейность отличная, гармонические и другие искажения на уровне нормального CD-плеера. На графике гармонических искажений преобладает над прочими вторая (т.е. четная) гармоника. Как учит нас опыт жизни с ламповыми схемами, четные гармоники создают нужное для слуха благорастворение воздухов. Теперь становится понятным выбор Олега Монастырского и случаи, когда в сравнительном тесте док-станций могла победить модель с аналоговым, а не цифровым подключением iOS-устройства. Но должно же быть в этом телефоне и что-то плохое?

Ну да, у 3GS немного шумноватый выход (менее 96 дБ), искать прелести 24-битового аудио на нем бесполезно. Запустить такой файл можно, но ЦАП все равно обрежет до 16 и похоронит все в шуме.

Измеренное напряжение на выходе 3GS составляет почти 1 Вольт (это стандартная величина для любых устройств iOS — старых и новых). Если тупо переключать входы усилителя между айфоном и обычным CD-источником, без коррекции громкости, покажется, что у телефона нет шансов. Но вы все-таки попробуйте сделать по всем правилам. Добейтесь одинакового уровня сигнала, и разница покажется не такой уж сокрушительной. Но все-таки подлинное назначение iPhone 3GS — это не стойка с техникой, а наушники, и самыми важными параметрами в этой ипостаси будут два показателя.

Первый — это отдаваемая источником сила тока. Разумеется, что при большом электрическом сопротивлении наушников iPhone и другие, тоненькие смартфоны будут звучать совсем жидко даже на 64-омных моделях — выходной ток у них маленький и для нормальной раскачки драйвера мощности — той, которая P = U x I, просто не хватит.

Чтобы увеличить звуковую отдачу, нам следует снижать импеданс нагрузки (т.е. громкоговорителя). Именно поэтому в настоящем мы имеем массу предложений на рынке наушников с импедансом 16-32 Ом. И здесь вступает в силу второй фактор.

Мы знаем по домашней технике, что 4-омные АС считаются более сложной нагрузкой для усилителя. По сравнению с 8-омными моделями такие колонки сложнее контролировать. Для предотвращения роста артефактов наушники требуют от источника как можно более низкого выходного импеданса. Хорошо, если он на порядок (т.е. раз в десять) меньший, чем номинал громкоговорителя. То есть к 16-омным затычкам выходной импеданс усилителя желателен в районе полутора Ом. Подобное значение встречается не так часто, как хотелось бы, а сам параметр и вовсе не указывается производителем. А ты мучайся потом, подбирай к плееру наушники и меняй кабели как угорелый.

Поэтому выходной импеданс усилителя придется измерять самостоятельно. Для этого потребуется более-менее точный мультиметр и дополнительный отрезок кабеля с парой резисторов, подключенных параллельно.

Подаем на выход технический трек (обычно это синус 1 кГц по уровню 0 дБ) и меряем на выходе напряжение холостого хода U(xx).

Повторяем замер с подключенными резисторами R и получаем немного сниженное из-за нагрузки напряжение U(r) .

Ориентируясь на эту разницу, теперь можно вычислить импеданс источника R (вых):

R (вых) = [U(xx)/U(r) – 1] х R

У 3,5 мм разъема ноутбука или звуковой карты выходной импеданс может оказаться, например, 50 Ом. И уже неважно, насколько крутой ЦАП будет там внутри. На таком аудиовыходе арматуры 32 Ом за тысячу долларов будут звучать хуже дешванских лопухов, у которых паспортный импеданс в три раза выше.

Усилитель iPhone 3GS на выходе имеет чуть более 2 Ом, отлично! Значит, можно без страха подключать к нему низкоомные наушники. Повторим наши традиционные RMAA измерения iPhone 3GS под различной нагрузкой.

Как я уже упоминал выше, для этого у меня имеются несколько отрезков с резисторами 16, 32, 64 и 300 Ом, подпаянными параллельно. Разумеется, это не 100%-я имитация настоящих наушников, поскольку динамики обладают еще и индуктивностью. Не забываем, что паспортные «4» или «8 Ом» у колонок — величины условные. В реальных условиях они будут сильно колебаться в зависимости от частоты. Потому данный параметр и называется «импедансом», а не просто «сопротивлением», хотя и величины измерения те же — Омы. Но даже такая упрощенная модель, как резисторы в цепи, позволяют оценить рост искажений при подключении стереотелефонов.

Как видим, гармонические и интермодуляционные искажения выросли в несколько раз, но по-прежнему выглядят приемлемо. Между прочим, даже под такой нагрузкой они все равно остаются меньшими, чем чистые линейные измерения, например, у аудиофильского плеера Onkyo DP-S1 за солидные деньги.

На форуме часто задают вопрос, какой портативный источник выбрать? Если у вас нет больших лопухов, которые не заиграют без хорошего усилителя (читай, силы тока), то айфоны абсолютно адекватны для затычек 16-32 Ом любого ценового диапазона. При этом стоимость самого iPhone 3GS на вторичке сегодня составляет около 30 долларов. Не нравится пластиковая спинка, берите «четверку» чуть дороже. На эти телефоны можно бесплатно поставить какой-нибудь Foobar и спокойно воспроизводить флаки. Я не знаю других плееров, способных обеспечить сравнимые характеристики звука за подобные деньги.

Более современные компоненты iOS также блюдут марку. Блестящие замеры iPad mini можно посмотреть в одном из моих прошлых материалов. iPad Air демонстрирует аналогичные цифры, грех жаловаться. Хотя официально это никак не заявлено, но в айпадах и «шестерке» измеренные уровни шума и динамического диапазона даже превышают 16-битное разрешение.

Обратите внимание, насколько свободен от шумовых и других помех аудиовыход iPad Air. Нижний порог сигнала находится ниже 100 дБ, что превышает разрешение 16 бит

Но на них мы сейчас задерживаться не будем, а лучше подробно изучим самый современный и противоречивый аудио источник Apple. Знакомьтесь, настоящий чемпион ненависти — Lightning-адаптер A1749, которым комплектуются все новые смартфоны, начиная с «семерки».

Если за старую 3GS сегодня просят тридцатку, то новый (!) A1749 и вовсе стоит смешных девять долларов. Беспрецедентные деньги за блок ЦАПа/АЦП и усилитель для наушников! Правда, тоненький кабелек у А1749 хлипковат, но если его так жалко, соединение можно защитить коротеньким кусочком термоусадки.

Прежде чем мы перейдем к графикам, хотелось бы признаться, что из всех iOS по звучанию мне более всего приглянулся именно этот модуль за 9 баксов. Несмотря на то, что семейство iPad превосходит его по измеренному динамическому диапазону и порогу шума, мне больше понравилось слушать музыку именно через адаптер A1749, а не штатный аудиовыход iPad. Обращало на себя свойство так называемого «мягкого касания» (soft touch), с которым возникали первые такты музыки и строилось облако сцены у A1749. Возможно, все это заслуга минимально-фазового фильтра, алгоритм работы которого мог быть доведен в последнем Apple до совершенства. А скорее всего, это самые малые гармонические искажения и опять же выходной импеданс, который в А1749 был снижен почти до рекордного нуля. Для низкомоных арматур — это то, что доктор Курпатов прописал.

Благодаря низкому выходному импедансу адаптер А1749 прекрасно себя держит даже с нагрузкой 16 Ом

Графики измерений показывают, что значения искажений принципиально не изменяются от нагрузки. Правда, я столкнулся с парадоксом, когда характер АЧХ (т.е. тип цифровой фильтрации) у A1749 менялся в зависимости от источника iOS! Ни у одного тестера я не нашел упоминания об этой особенности, обычно они делали все измерения на «семерке». Вообще этот адаптер — довольно загадочная штука. Не все детали в нем идентифицированы. Некоторые конспирологи договорились уже до того, что этот Lightning не такой уж и цифровой, и даже имеет недокументированные аналоговые каналы. А компания, как всегда, хранит молчание о подробностях.

Почему-то с разными источниками iOS на адаптере Lightning A1749 меняется схема цифровой фильтрации. С айпадом ВЧ-отсечка получается ниже 20 кГц

Начнем с того, что A1749 подойдет не всем iOS с разъемом Lightning. Например, iPad mini первого поколения оказывается в пролете, а старенькая «пятерка» вполне себе с ним работает. И форма АЧХ у A1749 выглядит довольно типично. Но если подключить адаптер к iPad Air, то спад по ВЧ начинается гораздо раньше, и на 20 кГц мы уже имеем минус 7 дБ. А при подаче сигнала с дискретизацией 48 кГц все опять приходит в «норму». Что это? Осознанный сценарий или итог каких-то внутренних пересчетов из-за несовпадения клоков приемника A1749 и передатчика iPad? Однако самый вальяжный спад АЧХ демонстрирует еще одно актуальное устройство Apple — модем Airport Express (MC414/A1392), которое мы рассмотрим в заключение.

Лаконичный маленький модуль с зеленой (огромное спасибо, что не синей) точкой и самым очаровательным на свете кабелем питания. Даже ходят слухи, что какие-то богачи покупают Airport Express только ради силового шнура для другой техники, а сами модемы выбрасывают. Мы так делать не будем и продолжим осмотр.

На тыловой панели устройства оптический выход на мини-джеке совмещен с аналоговым. Переключение происходит автоматически в зависимости от типа межблочника. Airport Express принимает звук по Airplay, а значит, работает строго в 16-битном домене и в нем же выдает звук на оптику. Примечательно, что в отличие от портативных моделей, в Airport Express применяется совсем другой фильтр, с классическими симметричными фронтами колебаний. Другой здесь ЦАП AK4430, который также можно встретить, например, в Google Chromecast 2 или Blu-ray плеере Pioneer BDP-440.

Напряжение выхода у Airport Express по стандарту Hi-Fi — 2 Вольта. Такой источник можно подключать к усилителю наравне с прочими компонентами, не беспокоясь о выравнивании громкости. Что мы и сделаем, подав аудио через Airplay. Формально мини-джек допускает подключение наушников, но рассчитывать с ними на правильный звук не стоит. Выходной импеданс Airport Express — более сотни Ом, что вызовет дисбаланс и шумы при работе даже с высокоомными моделями.

RMAA показывает, что значения искажений у Airport Express, немного уступая остальным iOS, находятся на низком уровне. Но это только по формальным цифрам. На рисунке ниже видно, что у Express, в отличие от iPad Air, наблюдается вереница мелких искажений высоких порядков, что может быть причиной субъективного ощущения скучного, «цифрового» звука.

Сравнение характера гармоник iPad Air и Airport Express: уверенная победа портативного источника

Особое положение Airport Express демонстрирует и форма его АЧХ, совсем не похожая на остальные iOS, включая A1749 с его фокусами. Какой-то уж совсем slow-фильтр учиняет завал частотки еще задолго до 10 кГц. Возможно, для маскировки артефактов сжатия кто-то и любит такое баловство, но мне такое не очень по душе. А жаль, очень хотелось бы закончить этот материал поздравлением, что Airport Express блестяще справился со всеми задачами. В принципе, оно и не противно играло, но что-то мешало мне для окончательной рекомендации Airport Express в роли Hi-Fi-источника высокого класса. Или виною был характер спада АЧХ с гармониками, а может, и просто высокий уровень джиттера, достоверно измерить который я пока не имею технической возможности.

Цифровой фильтр и звуковой почерк АЧХ у Airport Express отличается от портативных iOS источников

Тем не менее следует сказать, что Airport Express не провалился и прекрасно устроился в одной из моих систем в роли беспроводного цифрового транспорта на внешний конвертер. Работает безукоризненно и спокойно выводит HDCD код в том числе. В принципе, нормальному человеку хватило бы и линейного выхода Airport Express, но вы же сами понимаете, для цифровых препараторов лучше ЦАПов могут быть только ЦАПы.