De ins en outs van DACs door AudioQuest

We hebben AudioQuest gevraagd een gids over DAC's te schrijven ter gelegenheid van de release van hun nieuwe Dragonfly-serie. Hier is alles wat je wilde weten over DAC's, maar waar je bang voor was om te vragen.

Wat is een Digital-to-Analog Converter?

Het Mysterie en de Alomtegenwoordigheid van Digitale naar Analoog Conversie

Hoewel het misschien lijkt alsof digitale-naar-analoog converters (gemeenschappelijk aangeduid als "DAC's") net zo nieuw en mysterieus zijn als het bewezen bestaan van zwaartekrachtsgolven, zijn ze in werkelijkheid al een tijdje om ons heen. Veel van ons gebruiken ze dagelijks zonder het zelfs maar te beseffen. DAC's zijn doorgaans te vinden in laptops en tablets, mobiele telefoons, televisies, gameconsoles, CD- of Blu-ray-spelers, en praktisch elke andere vorm van digitaal apparaat die kan worden gebruikt om een audiosignaal te verzenden of muziek af te spelen.

Eenvoudig gezegd, een DAC, zoals de naam al aangeeft, converteert digitale audio-informatie (bestaande uit 1's en 0's) in een anaog signaal dat kan worden verzonden naar hoofdtelefoons, luidsprekers, versterkers en/of ontvangers, zodat de luisteraar het kan horen en genieten.

Dat klopt: Elke keer dat je naar muziek luistert, een film kijkt, of zelfs een YouTube-video afspeelt, wordt de digitale audio-data eerst door een DAC gestuurd die de 1's en 0's omzet in de analoge golfvormen die onze hoofdtelefoons, luidsprekers en home stereos aan onze oren levert als muziek.

1's en 0's, vraag je?

Yep.

De Geluiden die We Horen in de Natuur

Traditionele passieve luidsprekers en versterkingsapparaten—ontvangers, eindversterkers, geïntegreerde versterkers—verzenden geen digitale signalen. Evenzo horen onze oren niet digitaal. De geluiden die we in de natuur horen—vogels in de bomen, verkeer op de straat, het constante onschuldige gezoem van airconditioningsunits, muziekinstrumenten, de stemmen van de mensen om ons heen—worden overgebracht in geluidsgolven die door de lucht reizen en naar onze oren komen als variërende spanningen die een analoog signaal creëren.

Vinyl Me, Please-leden zullen zeker sympathiseren met de vele muziekliefhebbers die de voorkeur geven aan analoge opnamen vanwege hun inherente “warmte” of “tactiliteit.” Sommigen schrijven deze voorkeur toe aan het “meer natuurlijke” geluid van analoge opnamen—iets dat, voor velen van ons, moeilijk te beschrijven is, maar desondanks zo duidelijk en waar als dag en nacht.

Toch hebben muzikanten, ingenieurs en muziekliefhebbers een weg gevonden in de digitale wereld van vandaag om vele goede redenen: gemak en draagbaarheid zijn daarbij de belangrijkste, net als de beloften van duurzaamheid en “perfect geluid voor altijd.” Dat wil zeggen, geluid vrij van klikken, knallen, toonhoogteverschuivingen, en andere hoorbare kenmerken—afwisselend lief en irritant—die inherent waren aan stoffige vinyl en geliefde cassettebandjes.

Daar komt de Compact Disc.

Lasers en Lenzen en Zo

Alles behalve natuurlijk, met de opkomst van de Compact Disc kregen muziekliefhebbers niet alleen plastic verpakkingen die bijna onmogelijk te openen waren, maar werden ze ook (zij het heimelijk) geïntroduceerd in een geheel nieuwe manier van luisteren naar en consumeren van muziek. In plaats van magnetische signalen om te zetten in elektrische signalen die vervolgens worden versterkt en afgeleverd door luidsprekers, speelde we nu met lasers en lenzen en zo.

Totaal jaren '80, toch? Wie dit uitgevonden heeft, moet een echte genie geweest zijn.

Nerdalert: We gaan nu kort de mechanica van een Compact Disc bespreken (quote ons hier niet op…)

Gegevens worden opgeslagen binnen Compact Discs langs een lange spiraal bestaande uit vlakke gebieden en bobbels. Binnen de CD-speler draait een aandrijfmotor de schijf, terwijl een laser/lens-assemblage een laser op de draaiende schijf uitzendt en bepaalt of deze een vlak gebied of een bobbel passeert. Ten slotte beweegt een volgsysteem de laser/lens-assemblage van het binnenste van de schijf naar de buitenkant, terwijl het die lange spiraal van gegevens volgt.

Die vlakke gebieden en bobbels zijn onze eerder genoemde 1's en 0's—1's duiden op een belangrijk stuk informatie, 0's duiden op, duh, niets—en samen vormen ze een binaire reeks die het digitale signaal bepaalt.

Maar, zoals we eerder al zeiden, horen wij mensen niet digitaal. Het digitale signaal dat is ingebed in de CD, en dat door de laser/lens-assemblage van de CD-speler is gelezen, moet worden omgezet in een analoge golfvorm die we kunnen horen en genieten.

Daar komt de digitale-naar-analoog converter. (Ja!)

Lang Leve de Mighty DAC

In de eenvoudigste zin verwerkt een DAC die nullen en enen, bepaalt de frequentie waarmee ze voorkomen, en kent de variërende spanningen toe op regelmatige intervallen die nodig zijn om een analoog signaal te produceren.

Vergeet niet: Er is geen “aan” of “uit” in de natuurlijke wereld. In een analoog signaal varieert de spanning van het signaal continu met de druk van de geluidsgolven. In een digitaal signaal, daarentegen, wordt de data weergegeven door een binaire reeks van eindige waarden—1's en 0's, aan of uit.

Binnen een digitaal signaal wordt de lengte van het binaire nummer aangeduid als bitdiepte, terwijl de timing van de intervallen de samplefrequentie is, een sample is simpelweg een waarde op een bepaald moment in de tijd of ruimte. Bij het opnemen van een standaard (of “Red Book”) Compact Disc—het type dat we allemaal kennen en liefhebben (of hate)—wordt een sample 44.100 keer per seconde genomen, gemeten met een nauwkeurigheid van 16 bits. Daarom operaeren CD's op audio-resoluties van 16-bit/44,1 kHz.

Hogere resoluties zijn mogelijk en worden steeds meer beschikbaar, maar in de praktijk blijven deze relatief zeldzaam. Natuurlijk zijn lagere resoluties—zoals die gebruikt door MP3's en veel streamingdiensten—veel vaker voorkomend.

Er zijn meer variabelen betrokken dan je waarschijnlijk wil of nodig hebt om te weten. Kort samengevat, digitale audio-data kan worden opgeslagen in een breed scala aan samplefrequenties, bitdiepten en formaten. De DAC is verantwoordelijk voor het ontcijferen van al die digitale data en communiceert het zo nauwkeurig mogelijk—dat wil zeggen, zo dicht mogelijk bij de oorspronkelijke analoge golfvorm—zodat we het kunnen genieten als muziek.

Lang leve de mighty DAC.

Maar, wacht: Niet alle DAC's zijn gelijk gemaakt.

Gemaakt om Muziek te Maken

Zoals we eerder zeiden, DAC's zijn overal: in onze laptops en tablets, smartphones, televisies, gameconsoles, CD- of Blu-ray-spelers, en ga zo maar door.

Helaas, echter, houden niet al deze apparaten evenveel van muziek als wij. Dat wil zeggen, ze zijn misschien niet ontworpen met muziek als hun eerste prioriteit.

Bijvoorbeeld, de geluidskaart die in je computer is ingebouwd en die zijn hoofdtelefoonaansluiting voedt is een voorbeeld van een DAC. Computers en de meeste andere digitale apparaten zijn echter niet geoptimaliseerd voor geluid. Ze hebben andere prioriteiten te vervullen en functies te vervullen—het browsen op het internet, het maken en bewerken van foto's, het verzenden en ontvangen van e-mails en sms'jes, het jongleren met onze verschillende waardevolle apps, en nog veel meer.

Voor de meeste digitale apparaten is het leveren van audio slechts een van de vele functionaliteiten, waarvan er allemaal tot op zekere hoogte gecompromitteerd zijn.

Inferieure DAC's maken geluid, maar ze maken misschien niet muziek. Ze falen in het volledig communiceren van de essentie van muziek—haar schoonheid, elegantie, verfijnde verdriet, overweldigende vreugde, verblindende waanzin, of herstellende kracht.

Lagerwaardige DAC's ondersteunen mogelijk niet alle datasnelheden en bestandtypes. Slechter nog, door hun slecht ontworpen klokcircuits (de onderdelen die de intervallen tussen samples bijhouden), kunnen ze zelfs digitale timingfouten veroorzaken die bekend staan als jitter.

Het belangrijkste om te weten over digitale audio-jitter is dat het slecht is—heel slecht. Hoe meer jitter er in een audiosignaal aanwezig is, hoe slechter het geluid zal zijn. Stel je voor: Als de DAC de timing verkeerd krijgt (wat wil zeggen, samples op de verkeerde momenten in de tijd weergeven), dan zal de resulterende analoge golfvorm anders zijn dan de oorspronkelijke. Dit horen we als een verlies van focus in het stereobeeld: in plaats van dat het uit een grote, diepe ruimte tussen twee luidsprekers komt, krimpt de muziek en valt ze in zichzelf. In plaats van doordrenkt te zijn met natuurlijke toonkleur en indrukwekkende dynamiek, is de muziek vlak, levenloos, schel en vermoeiend.

Betere DAC's zijn in staat om jitter te verminderen, waardoor schoner, helderder, natuurlijker mooi geluid mogelijk is—geluid dat gedetailleerd is, maar nooit scherp; warm, maar nooit te zoet; volkomen, maar nooit opgeblazen. Je snapt het idee: geluid dat meer lijkt op dat van de natuurlijke wereld.

Verre superieur geluid—en dus veel mooiere, meeslepende muziek—kan worden genoten wanneer je een externe, speciaal gebouwde DAC gebruikt. Deze DAC's zijn gebouwd rond hoogprecisieonderdelen en geavanceerde microprocessoren die zorgvuldig zijn ontworpen om ruis te minimaliseren en de timing van samples nauwkeurig te bepalen. In tegenstelling tot de geluidskaart die in je laptop is ingebouwd, zijn deze DAC's ontworpen om muziek te maken.

DAC's op DAC's op DAC's

We leven in een wereld van schijnbaar oneindige rijkdom, waarin entertainment altijd binnen handbereik is, muziek overvloediger en toegankelijker is dan ooit tevoren, en DAC's in alle vormen en maten beschikbaar zijn.

De DAC die geschikt is voor jou, hangt natuurlijk af van jouw behoeften en levensstijl.

Welke functionaliteiten heb je interesse in? Welke soorten ingangen ga je gebruiken? Zal jouw DAC een vaste reisgenoot zijn of alleen thuis worden gebruikt? Luister je voornamelijk via hoofdtelefoons? Als dat zo is, wil je een DAC die ook als hoofdtelefoonversterker dient. Die bestaan ook!

Dus, hoe kies je? Overweeg de informatie die we hier hebben gedeeld, beantwoord de bovenstaande vragen, raadpleeg de experts—sommige van onze favorieten zijn de goede mensen van AudioStream.com, DigitalAudioReview.net, en natuurlijk onze vrienden van AudioQuest—en, wanneer mogelijk, luister.

De DAC die geschikt is voor jou, zal ongetwijfeld de zijn die je het meeste luisterplezier en tevredenheid brengt, en je inspireert om steeds meer mooie muziek te vinden en te genieten.