@AudiofilPCSetny wpis w szeroko rozumianym temacie odtwarzania muzyki z PC

Setny wpis w szeroko rozumianym temacie odtwarzania muzyki z PC

10 grudnia 2021, 08:03

Dobrą okazją na drobne podsumowanie jest 100‑ty wpis. Audio to szeroki temat i dla wielu nie zawsze jest jasny. Trudność ta może być z powodu nierozumienia, że audio ma swoje korzenie. Warto więc nawiązać tu do poruszonego ostatnio tematu oraz profilowego zdjęcia "w tle".

Złożoność tematu z korzeniami audio dobrze obrazuje amerykański głośnik, o którym w Wikipedii można przeczytać: JBL D44000 Paragon to jednoczęściowy głośnik stereo stworzony przez firmę JBL, który został wprowadzony w 1957 roku i wycofany z produkcji w 1983 roku; jego produkcja była najdłuższa ze wszystkich głośników JBL. W momencie premiery Paragon był najdroższym głośnikiem domowym na rynku.

Na podstawie tej informacji i innych nie jest łatwo zrozumieć konstrukcję D4400. Głośnik powstała z myślą o mono, lecz został zmodyfikowany na potrzeby rynku ze stereofonią, która dopiero stawała się popularna dla domu. Nieco przypadkowo funkcjonuje więc, jak współczesny soundbar. Ta nazwa była wówczas zupełnie nieznana. Teraz Samsung jest właścicielem marki JBL i nieprzypadkowo już oferuje właśnie z nią soundbary.

Entuzjaści JBL Paragon rzadko zdają sobie sprawę, że dla ortodoksyjnego odtwarzania muzyki z nagrań stereofonicznych powinni używać aż dwóch sztuk w wersji monofonicznej. Najlepiej sprawdzą się na sztywno przymocowane do ściany w pozycji pionowej i równej odległości między podłogą, a sufitem. W tej ekstremalnie drogiej konstrukcji nie chodzi przecież o funkcję ustawionego w poziomie soundbara, a o to, co Wikipedia wyjaśnia:

Poprawienie skuteczności odbywa się poprzez dopasowanie stosunkowo wysokiej impedancji akustycznej membrany (dość sztywnej, wykonanej na ogół z papieru, metalu, tworzywa sztucznego lub tym podobnych materiałów) głośnika do niskiej impedancji otwartej przestrzeni. Tuba działa tu jak transformator akustyczny, przy czym dopasowanie impedancji jest tym lepsze, im bardziej kształt ścianek wnętrza tuby jest podobny do obrotowej powierzchni eksponencjalnej – figury wyznaczonej przez obracającą się krzywą eksponencjalną. Warunek ten często jednak nie jest spełniany i zazwyczaj kształt tuby jest upraszczany (np. do kształtu stożka lub ostrosłupa) lub dopasowywany do warunków technologicznych, np. do kształtu obudowy zestawu głośnikowego. Czasem, w celu zmniejszenia zewnętrznych wymiarów, oś tuby nie jest linią prostą, tylko linią łamaną albo zwiniętą krzywą (podobnie jak w instrumentach muzycznych: helikonie lub tubie).

Wikipedialne wyjaśnienie powyżej jest kalką marketingowej informacji sporządzonej w czasach wzmacniaczy lampowych. Te konkurowały kiedyś z wyidealizowaną koncepcją "czystego" wzmacniania tubą w patefonach, czyli odtwarzania muzyki, którą z rowka płyty dała radę "zagrać" stalowa igła (lub z kaktusa). Patefony na korbkę to urządzenia pasywne i nie potrzebują zasilania, więc nie mają szumów i innych zakłóceń tego typu, a u schyłku swojej popularności stały się dość tanie.

Natomiast we wzmacniaczach lampowych bardzo kosztowny jest każdy wat mocy. Dotyczy to zarówno ceny produktu, jak i poboru prądu. Kiedyś instalacje elektryczne w domach były z myślą o żarówkach i mogły sobie słabo radzić z lampową "bestią" dla melomanów. Były to czasy, gdy media w PRL wychwalały jeszcze sukces, że "światło z żarówki" trafia wreszcie pod strzechy.

JBL D4400 powstał, by zapewnić ze wzmacniaczem lampowym bardzo wysoką moc "akustyczną" dla wiernego odtwarzania muzyki w domu. Tranzystorowe wzmacniacze są jednak znacznie tańsze, a wydobycie z nich mocy 200 W nie jest wyzwaniem energetycznym w domu. Bardziej atrakcyjne stały się więc mniejsze konstrukcje głośników, które potrzebują stosownej ilości watów dla właściwego wysterowania.

Temat audio został więc znacznie rozszerzony przez pojawienie się półprzewodników. Związane z tym zagadnienia pojawiają się co chwila. W poprzednim wpisie wspomniany został przez to scalak RTL283U z szerokimi możliwości softwarowej konfiguracji. Jest optymalny dla tunera DAB+ na USB, by za niewielką cenę wierniej odtwarzać z PC muzykę z transmisji radiowych w eterze. Potrzeby systemów wbudowanych, które tworzą tradycyjną ofertę rynku RTV są zupełnie inne. Warto więc przy aktualnym kryzysie z półprzewodnikami podkreślić zaletę korzystania z otwartej struktury PC, gdzie jest mniejsze uzależnienie od unikalnych scalaków z rozwiązaniami sprzętowymi dla systemów wbudowanych.

Zaleta RTL283U nie była jasna dla chwalącego się w komentarzach "odkryciem" scalaka SAF360x. Jest to zaawansowany układ elektroniczny na potrzeby systemów wbudowanych, jak np radia samochodowe. Pasuje także w ofercie współczesnych produktów RTV, które zastąpiły radiomagnetofony itp. Znajduje przy okazji zastosowanie w droższym sprzęcie RTV, w którego ofercie atutem staje się kosztowny i zaawansowany scalak. Natomiast do tunera USB jest niepotrzebnie drogi. Ma wbudowane układy elektroniczne, które są już w komputerach i telefonach.

Niemniej ta udana konstrukcją NXP jest ewolucją zastosowań Philipsa użytych w karcie z obsługą NICAM, która została wspomniana w poprzednim wpisie, bo zapewniła z cyfrową technologią poprawę jakości odtwarzania muzyki z radiowych transmisji analogowych z FM, czyli modulacją częstotliwości. NXP Semiconductors to międzynarodowa struktura z produkcją oraz działami rozwoju w wielu krajach. Została wydzielona z Philipsa w 2006 roku, co miało związek ze spadkiem rentowności w branży RTV i teraz skoncentrowali się na konstrukcjach dla przemysłu motoryzacyjnego.

Trop motoryzacyjny z archaicznym tokiem myślenia w sprawie DAB+ pojawia się również w notce cytującej z dokumentu przewodniczącego Krajowej Rady Radiofonii i Telewizji:

Naziemna radiofonia cyfrowa w standardzie DAB+ rozwija się w Europie niezwykle dynamicznie. Po Norwegii wyłączenie emisji analogowej w ciągu dwóch lat planuje Szwajcaria, słuchalność cyfrowa w Wielkiej Brytanii w II kwartale 2021 r. przekroczyła 60 proc., Francja uruchomiła w październiku 2021 r. dwa multipleksy ogólnokrajowe z ofertą 25 programów publicznych i komercyjnych, wzrasta liczba gospodarstw domowych wyposażonych w odbiorniki DAB+ (do końca 2021 r.sprzedaż osiągnie 110 milionów). Programów emitowanych naziemnie cyfrowo przybywa w Niemczech, Austrii, Szwecji, Holandii i Belgii. 95 proc. pokrycia ludnościowego sygnałem DAB+ osiągnęły Czechy. Implementowany do regulacji prawnych krajów członkowskich Europejski Kodeks Łączności Elektronicznej (European Electronic Communications Code), wprowadzający obowiązek wyposażania samochodów w odbiorniki cyfrowe powoduje, że pokrycie głównych dróg i autostrad staje się zadaniem priorytetowym dla wielu krajów - pisze Kołodziejski, który chce, aby w tym roku KRRIT rozpoczęła konkurs na multipleks ogólnopolski DAB+.

W tej notce branżowego serwisu wirtualnemedia.pl podano jednak do tego:

DAB+ rozwija Polskie Radio, ale nadawcy komercyjni krytykują ten sposób cyfryzacji radia. Zwracają uwagę, że zasięg jest mniejszy niż w przypadku emisji analogowej. Jakość często pozostawia dużo do życzenia, a sama technologia jest przestarzała, skoro można korzystać z radia internetowego. Nadawca publiczny przekonuje, że moc nadajników może zostać zwiększona, co rozwiąże część problemów. Z badania TePanelu wynika, że cyfrowe odbiorniki posiada w Polsce mniej niż 5 proc. gospodarstw domowych. Do zakupu sprzętu DAB+ może nie zachęcać obecna oferta programowa. W cyfrowym eterze dominują rozgłośnie Polskiego Radia, katolickie, lokalne i niszowe. Nadawcy komercyjni, którzy mają ugruntowaną pozycję na analogowym rynku, nie chcą inwestować w „cyfrę”.

Zebrane wybiórczo ze świata cyfry mogą zaimponować przy polskich, ale powinny być porównywane we właściwej skali. W temacie realnego potencjału DAB+ można więcej przeczytać w kolejnej notce branżowej z wiele mówiącym tytułem Odbiorników DAB+ niemal dwa razy mniej niż subskrybentów Netflixa.

Digital Audio Broadcasting podobnie jak cyfrowa telefonia ISDN mają niewątpliwe zalety, ale nie inwestuje się już w ich rozwój, bo powstały z myślą o ofercie z systemami wbudowanymi, co staje się archaiczne. Podobnie jest ze sprzętem RTV, ale nadal są jeszcze inwestycje w jego rozwój. Ten jest tylko słaby, bo inwestorzy na tym rynku czują się bezpieczniej z ofertą systemów wbudowanych.

Nie jest to dziwne, bo rynek elektroniki audio nie jest łatwy. Podstawą jest nadal głośnik i jego wysterowanie, które pozostają w sferze analogowej. Dynamiczne zmiany są z urządzeniami peryferyjnymi. Kiedyś sygnał z muzyką dostarczany był analogowo z eteru, płyt i taśm. Potrzebne były do tego różne urządzenia i najczęściej sprawdzały się w tym stosownie do ich ceny. Powstała przy tym niezliczona ilość koncepcji, by zapewnić lepszą jakość z niższą ceną i ten cel dotyczył także bardzo drogiego sprzętu. Teraz powszechne są cyfrowe nagrania z muzyką i używane do tego "odtwarzacze" nie muszą już być urządzeniem z oferty RTV.

Ciekawym wyzwaniem staje się przez to dopasowanie PC na potrzeby odtwarzania muzyki, a w szczególności w perspektywie inteligentnego domu. Wato być może podkreślić tu jeszcze coś oczywistego, że komputer nie ma zastąpić głośników i wzmacniacza. Chodzi o "peryferia". Osobne urządzenia dla obsługi cyfrowego sygnału z różnych źródeł nie są już konieczne.

Wspomniany wcześniej scalak NXP nie jest oszołamiająco drogi, ale musi być zamontowany w jakimś konkretnym urządzeniu, którego jakość może być bardzo różna. Zapewnienie z tym scalakiem wysokiej jakości jest bardzo kosztowne i w tym przypadku nie jest w pełni sensowne - co dotyczy wielu konstrukcji z "wyrafinowanymi" scalakami. Lepiej dla melomana jest więc zainwestować w zakup głośników, które będą dobrze wysterowane.

Bardzo istotne staje się również źródło sygnału z muzyką. Egzotyczne nośniki z wysoką jakością techniczną nie zawsze mają ciekawe propozycje dla melomana, a wymagają drogich urządzeń. Ta oferta stała się już archaiczna. Potwierdza to najnowsza oferta dla fanów zespołu ABBA. Tradycyjna płyta CD jest minimalnie tańsza do dostawy w strumieniu ze studyjną jakością. Płyta analogowa jest dwukrotnie droższa, bo to gadżet kolekcjonerski. W podobnej cenie jest zestaw kolekcjonerski z CD. Żadnej oferty nie ma na nośnikach bardziej zaawansowanych technicznie. Nie chodzi w tym o brak wiary w nowe technologie, bo jednoczenie trwają prace przy bardzo zaawansowanym projekcie z hologramem, który w przyszłości może zaistnieć w ofercie dla domowego użytku.

Na tym nie nie kończy się podsumowanie, ale ciąg dalszy znajdzie się już w kolejnym wpisie, by nie serwować teraz zbyt wielu wątków jednocześnie.

PS po komentarzach

Korzystanie z głośników w bloku nie jest proste. Źle ustawione są koszmarem dla sąsiadów. Pogoń producentów, by w folderze zaprezentować "odtwarzanie" najniższych częstotliwości nie ułatwia sprawy. Podstawowe pytanie jest jednak, czy ktoś zamierza posłuchać, co muzycy chcieli przekazać w nagraniu, czy ma ambicje, by w bloku mieć namiastkę koncertu dla tysięcy osób. W drugim przypadku słuchawki są najlepsze.

W tym temacie był m.in. wpis pt. "Akustyka, gdy muzyka w domu jest dla naszego relaksu, a monitory studyjne dla jej odtwarzania". Wcześniej był także np "Akustyka to temat rzeka od Stonehenge przez studio z Dolby do umeblowanego pokoju".

Odtwarzanie analogowych płyt w pomieszczeniu to był kolejny problem. Początkowo gramofon był w jednym meblu z głośnikiem, co wprowadzało duże zakłócenia. Poprawę dał wolnostojący głośnik, co pozwoliło na zwiększenie mocy i zakłócające drgania pojawiły się ponownie w innej formie. Są różne rozwiązanie, by ograniczyć te problemy, ale dopiero cyfrowe nagrania skutecznie je eliminują. Muzykę z unikalnej kolekcji płyt analogowych można zarchiwizować cyfrowo. Temat jest szerzej poruszony w wątku na forum jednego z programów do odtwarzania muzyki.

W komentarzach pojawiła się kuriozalna rada, by użytkownik CD i SACD nie korzystał z PC, a ze swojego smartfona i dokupił do niego gadżet oferowany w sklepach RTV z nazwą DrafonFly. W ich ofercie wiele mówi już ilustracja producenta z głośniczkami komputerowymi, ale bardziej nasuwa się tu pytanie o te "ciężkie" słuchawki, gdy zasilanie jest przez USB. Sklep nie wyjaśnia jasno w czym problem, ale poleca:

Sprawdź także ciekawe połączenie DragonFly`a do komputera za pośrednictwem małego robaczka AudioQuest Jitterbug. To rozwiązanie pozwoli Ci dodatkowo wzmocnić efekt czystości dźwięku, zapewniając jeszcze lepsze doświadczenie muzyczne.

Ten sugerowany przez anonimowego komentatora gadżet z funkcją DAC jest typowym reprezentantem rozwiązania z systemem wbudowanym. Ciekawe jest tylko jaka może być faktyczna jakość tej "karty dźwiękowej" za 399 zł skoro producent oferuje bez mała 10 krotnie drożej (3499) jeden metr kabla ze złączami XLR. Oferuje także kabel HDMI za pięć tysięcy, który aktualnie przeceniony jest do trzech.

Ten gadżet pozwolił przy okazji zaistnieć tu fanowi różnorakich tez o próbkowaniu 768 kHz. W swoim komentarzu twierdzi, że gadżet z tej serii ma taki potencjał w modelu z układem scalonym, który kosztuj w w Polsce 77 zł i w związku z tym odsyła do informacji na stronie producenta, ale tam jest tylko:

DAC Chip: 32‑bit ESS 9010 with minimum-phase fast roll-off filter (Black); 32‑bit ESS 9016 with minimum-phase fast roll-off filter (Red); ESS ES9038Q2M with minimum-phase slow roll-off filter for more natural sound (Cobalt)

W najtańszym z gadżetów w tej serii jest scalak ESS 9010, który kosztuje w Polsce 20 zł i jak widać na schemacie są tu również możliwość zastosowania nadpróbkowania z wyższymi częstotliwościami oraz wyboru fast/slow roll-off filter, co wg producenta tych gadżetów ma być zaletą tego najdroższego. Użytkownik niewiele może tu zmienić, bo sterownikiem dla tych gadżetów jest firmvare. Bardziej korzystnie możliwości mają często użytkownicy sprzętu pracującego z otwartą strukturą PC. Natomiast dla producentów sprzętu RTV korzystniejsze są bardziej zintegrowane scalaki od np wspomnianego już we wpisie NXP Semiconductors.