‎ ‎ 

Existuje rozdíl v přenosu jedniček a nul?

Debata o digitálních kabelech je jedním z největších bojišť v audiofilském světě. Zastánci klasického počítačového přístupu tvrdí, že „jednička je jednička a nula je nula,“ takže jakýkoliv fungující kabel musí znět absolutně stejně. Druhá strana naopak kupuje digitální USB kabely za desítky tisíc korun s tvrzením, že slyší obrovský posun v prostoru, detailu a podání basů.

Pravda leží někde uprostřed a opírá se o fyzikální fakt, na který se často zapomíná: Po kabelu se nikdy nešíří abstractní matematické jedničky a nuly, ale vždy jen spojitý analogový elektrický nebo světelný signál.

‎ ‎ 

‎ ‎ 

Proč "jedničky a nuly" nejsou jen čísla?

V digitálním audiu představuje jedničku a nulu napěťový skok (např. přesun z 0 V na 5 V). Aby D/A převodník převedl tato napětí zpět na hudbu, nepotřebuje znát jen HODNOTU bitu, ale musí ji dostat v EXTRÉMNĚ PRESNÉM ČASE.

Jakmile do hry vstoupí časování, digitální přenos se stává ryze analogovým problémem.

‎

Hlavní fyzikální nepřátelé digitálního přenosu

Zde jsou tři hlavní mechanismy, kterými kabel ovlivňuje finální zvuk:

‎ ‎ 

1. Jitter (Časová nepřesnost)

Jitter je odchylka v časování digitálních impulsů. Pokud kabel kvůli vysoké kapacitě nebo špatnému stínění zaoblí náběžné hrany signálu, D/A převodník si rozhraní mezi logickou nulou a jedničkou vysvětlí o pár pikosekund dříve nebo později.

Tento mikro-posun v čase způsobuje při samotné rekonstrukci signálu v DACu drobné zkreslení v pásmu vysokých frekvencí, které sluch vnímá jako zrnitost, tvrdost nebo ztrátu prostorové separace.

‎ ‎ 

2. Impedanční nepřizpůsobení a odrazy signálu

Sdružené digitální rozhraní S/PDIF (Koaxiální kabel) vyžaduje striktní impedanci 75 ohmů. Pokud kabel nebo jeho konektory (např. klasické cinch/RCA konektory, které téměř nikdy 75 ohmů nemají) tuto impedanci nedodrží, část vysokofrekvenčního signálu se na konci kabelu odrazí zpět ke zdroji. Tyto odrazy se pak sráží s příchozími bity a generují další jitter.

‎ ‎ 

3. Vysokofrekvenční a elektromagnetické rušení (EMI/RFI)

Kabel funguje jako anténa. Rušení z Wi-Fi, spínaných zdrojů nebo počítače se po měděném kabelu (USB nebo Koax) šíří přímo do D/A převodníku, kde moduluje citlivou analogovou část výstupních obvodů. Zde kabel nemění samotná data, ale zanáší elektrosmog do analogového výstupu DACu.

‎ ‎ 

‎ ‎ 

Srovnání digitálních rozhraní: USB vs. Koax vs. Optika

Každé digitální rozhraní přistupuje k přenosu dat jinak a má své specifické výhody i slabiny:

‎ 

‎ ‎ 

‎ ‎ 

Podrobněji k jednotlivým typům:

Optický kabel (TOSLINK)

• Výhoda: Je vyroben z plastu nebo skla, tudíž nevede elektrický proud. Absolutně přeruší jakoukoliv zemní smyčku a brum přicházející z TV nebo PC.

• Nevýhoda: Převod elektřiny na světlo (v vysílači) a zpět na elektřinu (v DACu) je pomalý. Levná plastová vlákna navíc světelný paprsek rozptylují, což vede k vysokému jitteru. Pro špičkový audiofilský poslech bývá optika nejméně vhodná.

‎ ‎ 

Koaxiální kabel (S/PDIF)

• Výhoda: Má výrazně širší přenosové pásmo a ostřejší hranu signálu než optika, což znamená výrazně nižší jitter.

• Nevýhoda: Je vodivý. Pokud propojíte PC a DAC koaxiálem, propojíte i jejich elektrické země a můžete do zvuku zanést šum ze spínaného zdroje počítače.

‎ ‎ 

USB kabel (Asynchronní přenos)

• Výhoda: Moderní USB v asynchronním režimu neposílá časovací takt z počítače. Hodiny si řídí sám D/A převodník a počítač po něm data pouze „posílá v balíčcích“. Jitter samotného kabelu je tak téměř nulový.

• Nevýhoda: USB kabel vede kromě datových linek i napájecí vodič (5 V), který z počítače přenáší obrovské množství vysokofrekvenčního šumu přímo do základní desky DAC převodníku.

‎ ‎ 

Verdikt: Má smysl kupovat drahé digitální kabely?

Odpověď zní: Ano, ale s rozumem.

Digitální kabel nemůže změnit charakteristiku zvuku tak dramaticky jako sluchátka nebo reproduktory. Vliv kabelu na přenos jedniček a nul není v tom, že by ztratil písničku nebo změnil tón, ale v tom, jak čisté hrany signálu dorazí na vstup převodníku a kolik rušení s sebou přinese.

1. U TOSLINKU (Optiky): Stačí kvalitnější skleněné vlákno místo nejlevnějšího plastu.

2. U KOAXU: Hledejte kabel, který dodržuje reálnou impedanci 75 ohmů včetně stíněných konektorů.

3. U USB: Největší smysl má kabel s poctivým stíněním oddělujícím napájecí větve od datových, případně zařazení USB galvanického izolátoru.

Nemá smysl kupovat kabel za 20 000 Kč k převodníku za 10 000 Kč. Dobře konstrukčně navržený stíněný kabel v ceně okolo 1 000 až 3 000 Kč však spolehlivě eliminuje rušení i jitter a poskytne DACu ideální podmínky pro práci.

‎ ‎ 

‎ ‎ 

‎ ‎ 

Zdroje

• Journal of the Audio Engineering Society (JAES): Digital Filters for High-Resolution Audio Reconstruction and Oversed Sampling Mechanics

• Bob Stuart (MQA / Meridian Audio): Sampling Theory, Anti-Aliasing Filters, and Impulse Response in DAC Design

• Audio Science Review (ASR): DAC Reconstruction Filters, Oversampling, and Frequency Domain Aliasing Analysis

• Chord Electronics Whitepapers: Watts Transient Aligner (WTA) Filter and Extreme Tap-Length Oversampling

• Dan Lavry (Lavry Engineering): Sampling Theory for Digital Audio – The Physics of Reconstruction Filters