Что нам стоит стример построить: комбинация Raspberry Pi3 B+ и HiFiBerry Digi+ Pro

Продолжаем попытки собрать бюджетный сетевой источник, измеряем — и слушаем, что получилось.

---

Предыдущий материал о возможности превращения ARM-платформы Raspberry получился с открытым финалом, как в старых фильмах. На 100% задание выполнено не было. Несмотря на впечатляющую функциональность, сама по себе Pi3 музыку на высоком уровне играть не умеет.

Попытка подобрать что-то приличное из китаепрома в качестве внешнего USB-ЦАПа и остаться в рамках бюджета в 200 долларов успехом не увенчалась. Модель E30 хваленой фирмы Topping не впечатлила. Нужны другие костыли. Ну и как-то увеличивать бюджет — что ж поделать.

Пока что я решил на время отложить прямой USB-трансфер аудио и глянуть в сторону классики SPDIF. Ведь можно же найти до 500 долларов какой-нибудь славный б/у ЦАП из прошлого. Понятно, что хайрезов у вас не будет, но положа руку на сердце — 24 бит и DSD по-прежнему занимают не очень значительный сегмент музыкального рынка. Все продолжают слушать свои 16/44. Давайте попробуем изучить, как можно сцепить SPDIF-входы этих конвертеров и Raspberry.

Мне не очень нравилась идея воткнуть между Pi3 B+ и ЦАПом USB-SPDIF-конвертер. Выбор компактных USB-SPDIF-конвертеров на автономном питании от USB-шины не велик: M2Tech Hi-Face, а что еще? Но ставить еще один элемент, которому нужно место (и третья розетка), означало свести идею компактного транспорта к очередному маразматичному «паровозу» из мелких компонентов. Смотрится такое хозяйство очень тоскливо, а хотелось платку «малины» вообще забросить с глаз долой за стойку. Значит, будем смотреть в магазинах головных уборов.

К счастью, среди многочисленных «шляп» к Raspberry нашлось именно то, что нам было нужно для данного проекта. Предложение швейцарской компании HiFiBerry оказалось вполне адекватным по ценам. Меня заинтересовала модель Digi+ Pro — платка i2s-SPDIF-преобразователя, которая появилась в номенклатуре еще в 2017 году.

Стоит 40 долларов без доставки, это нормально. Кстати, HiFiBerry предлагает не только россыпь обвесов к «малине», но также и софт HiFiBerryOS с DSP-интеграцией. Но об этом как-нибудь потом, а пока смотрим на Digi+ Pro.

На платке весом 20 г из заметных элементов — лишь трансивер Wolfson WM8804G, два клока (X1 и X2) на частоты, кратные 44,1 и 48 кГц (это очень хорошо), и трансформатор Pulse T6074NL к коаксиальному выходу. Разумеется, оптический выход тоже не забыт и прикрыт качающейся шторкой во избежание попадания красного лазера в глаза. Для беспокойных любителей апгрейда предусмотрена возможность подачи внешнего питания на разъем Р3 и припайки BNC разъема на P4.

Понятное дело, что устройство работает с параметрами не выше 24 бит/192 кГц согласно ограничениям формата SPDIF, но больше нам и не надо. HiFiBerry Digi+ Pro устанавливается на системную гребенку контактов Raspberry и при загрузке определяется последней без какой-либо установки. Это вам не Windows, ребята.

Cама «шляпа» садится/крепится на 40-пиновое гнездо GPIO основной платы Raspberry. То есть, только на одну сторону, и норовит клюнуть другой стороной вниз при малейшем вертикальном усилии. Поэтому пригодится крепеж M2.5x12 на четыре точки, прилагаемый в комплекте.

Общий вес конструкции остается крошечным — 69 грамм. Любой серьезный кабель будет норовить сделать из нашего доморощенного стримера что-то вроде атакующей кобры. Так что пусть она сидит где-то там — в лианах проводов за стойкой.

Вообще, вся эта современная возня в эстетике Arduino-стайл и прочие алиэкспрессные дроны из пластмассовой рассыпухи напоминают, что передовые технологии будущего пришли к нам в очень неромантичном виде. Скорее в духе фильма «Кин-Дза-Дза», чем стим-панк по Жюлю Верну.

Так или иначе, все в аудиосистеме заработало быстрее, чем вы прочли несколько предыдущих абзацев. Volumio в своем меню определил устройство HiFiBerry и был готов к запуску тестовых и музыкальных файлов.

Моя пара тестовых конвертеров — чувствительный к входящему джиттеру Sony PCM-D100 и не очень чувствительный к входящему джиттеру Sony TA-E1000ESD — оба отреагировали на работу Digi+ Pro в равной степени позитивно. То есть само по себе изделие HiFiBerry не является слабым звеном в системе на базе Raspberry — и его можно смело рекомендовать как транспорт для ЦАПов различного уровня.

Но как быть, если вам хочется запустить 24 бит на хороший винтажный ЦАП, который умеет корректно работать только с 16-ю? Благодаря тупому приемнику Yamaha YM3623B, наш Sony TA-E1000ESD — именно тот случай. Volumio для таких ситуаций оснащен SRC-конвертером, который можно установить на пересчет выходного сигнала в 16 бит/44,1 (или 48 кГц).

Уровень шума выходного каскада Sony TA-E1000ESD при подаче на него 16-битного PCM-сигнала, конвертированного из 24 бит ресемплером Volumio

Измерения аудиовыхода Sony TA-E1000ESD в RMAA показали, что это была плохая идея. Отношение сигнал/шум упало до 90 дБ. Фактически в 16-битном сигнале мы потеряли 1 бит, а если отсчитывать от 24-битного потока, который подавался изначально — то и того больше.

И это при том, что ошибки квантования и помехи тоже никуда не делись. Словом, Volumio выполнил эту часть задания очень плохо. Его алгоритмы обработки далеки от совершенства. Тогда обратимся к более опытным разработчикам аудиоматематики — Roon.

Уровень шума выходного каскада Sony TA-E1000ESD при подаче на него 16-битного PCM-сигнала, конвертированного из 24 бит ресемплером Roon

Отправить через Roon на Pi3 музыку можно двумя способами. Самый простой и очевидный — через AirPlay-клиент, которым является любой Raspberry. Он так и появится при сканировании Roon доступных сетевых точек.

Более того, безо всяких предварительных настроек любой 24-битный файл будет силами Roon заботливо, с дизерингом приведен к подобающему для передачи через AirPlay виду 16 бит/44,1 кГц. Вот в таком виде Sony TA-E1000ESD, равно как и любой другой винтажный ЦАП на 16 разрядов, получит хайрез в правильно приготовленном виде — и ничего не испортится.

Другой способ предусматривает передачу аудио на Pi3 B+ как на Roon-совместимое устройство. Здесь уже нет такого ограничения по дискретности потока, как в случае с AirPlay. Это может быть какой угодно формат с полной bit-perfect передачей. Но для активации данного режима потребуются определенные манипуляции с настройкой — в частности, ручная установка ограничения по битности исходящего потока.

Сначала в соответствующем разделе меню Volumio следует найти, установить и активировать плагин Roon Bridge — он бесплатный. Далее в самом Roon выбирайте интерфейс вывода звука на Pi3. HDMI нам не нужен, жмем snd_rpi_hifiberry. Вот и все.

Теперь всю тяжелую работу берет на себя Roon. Не важно, какие ограничения будут у вашего конвертера — отсутствие MQA, DSD или поддержки 24 бит, как в нашем случае с Sony TA-E1000ESD. На Roon Core (т.е. ядре Roon, которым будет являться один из компьютеров вашей домашней системы) можно предусмотреть максимально точную и корректную конвертацию в подходящий формат.

Для гарантированной передачи не более 16 бит на винтажный SPDIF-приемник следует зайти в Device Setup и развернуть вкладку Show Advanced. Нас интересуют два раздела.

Max Sample Rate следует поставить на 48 кГц, а Max Bits Per Sample — на 16 бит. Теперь Roon будет адаптировать хайрез для вашего старого конвертера по всей науке и с минимальными потерями. За остальные современные приемники в вашей системе можете не переживать — установка выполняется исключительно под конкретный адресат.

Следует отметить, что во всех режимах работы потребление 5-В блока питания не превышало 0,6 А. Это даже меньше режима зарядки телефона.

Итак, по железу все получилось довольно дешево. К 50 долларов за Raspberry Pi3 B+ прибавим довесок в лице HiFiBerry Digi+ Pro с доставкой — сумма слегка превысила сотню. С хорошим старым ЦАПом — каким-нибудь Cyrus Dacmaster или Audio Alchemy DDE v. 3.0 — спокойно уложитесь в бюджет до 500 баксов.

И это будет породистый, взрослый саунд, недостижимый на китайских новоделах сравнимой стоимости. Если… если не считать еще столько же за лицензию Roon — интеллект сейчас стоит дороже железок. Как его заполучить — это уже на ваше усмотрение.

Я лишь продемонстрировал один из вариантов организации звеньев маленького аудиотранспорта, который работает на приличном уровне. Дальше думайте сами, где и какая коррекция звена вам необходима и окажется более удобной. И главное — зарабатывайте!

---

Оригинальный материал на сайте stereo.ru:
Что нам стоит стример построить: комбинация Raspberry Pi3 B+ и HiFiBerry Digi+ Pro