Apakah ponsel saya punya DAC? menjelaskan dac dan amp di smartphone hari ini

Kami banyak mendapat pertanyaan ini, dan sekarang begitu banyak telepon tidak lagi memiliki jack headphone, itu bahkan lebih umum: Apakah ponsel saya memiliki DAC? Apa sebenarnya DAC dan apa fungsinya? Bagaimana dengan amp?

Mari kita lihat apakah kita bisa mengetahui jawabannya dan, yang lebih penting, memahami bagaimana ini semua bekerja dan mengapa kita membutuhkan benda DAC ini dengan nama yang lucu dan bagaimana sebuah amp membuatnya terdengar lebih baik atau lebih buruk.

Lainnya: Status audio ponsel cerdas: DAC, codec, dan istilah lain yang perlu Anda ketahui

Apa itu DAC?

Gambar milik LG.

DAC mengambil sinyal digital dari inputnya dan mengubahnya menjadi sinyal analog pada outputnya. Sinyal audio digital mudah dijelaskan tetapi sedikit lebih sulit untuk membungkus kepala Anda. Ini adalah sinyal listrik yang diubah menjadi bit. Bit berada dalam pola yang memiliki nilai spesifik di setiap titik, dan semakin sering sinyal asli disampel, semakin tepat pola ini dan nilai-nilai tersebut.

Sinyal analog adalah apa yang Anda bayangkan di kepala saat Anda memikirkan bentuk gelombang. Ini adalah sinyal kontinu yang bervariasi dalam amplitudo sepanjang garis waktu.

Audio diubah menjadi salinan digital karena lebih mudah untuk dikompres dan hal-hal elektronik yang kita sukai, seperti telepon kita, tidak dapat menyimpan sinyal analog seperti kaset. Mereka juga tidak dapat membacanya kembali, kalau-kalau Anda berpikir tentang memasang tape-drive ke telepon Anda. Sinyal digital sangat berbeda dari sinyal analog, dan cara termudah untuk memahami ini adalah diagram kecil yang praktis.

Sinyal digital mengikuti garis yang sangat kaku dan dihitung, sedangkan sinyal analog lebih berbentuk bebas. Ini karena waktu sampel; lebih banyak waktu sampel akan lebih dekat bersama sepanjang sumbu bawah (TIME) dan membuat sinyal digital lebih halus yang lebih dekat bentuknya dengan analog. Sumbu kanan mengukur amplitudo gelombang audio. Ketika Anda melihat sinyal antara waktu sampel ketiga dan keempat dalam contoh kami, Anda dapat melihat bagaimana kedua sinyal berbeda, yang berarti suara yang dihasilkan akan berbeda.

Fisika dan keterbatasan yang muncul karena menjadi manusia berarti bahwa ini tidak sepenting pemutaran seperti yang terlihat. Tapi ini sangat penting untuk pekerjaan studio dan menjaga kualitas rekaman asli. Konversi adalah prosedur yang sangat kompleks dan DAC melakukan banyak pekerjaan. Yang penting adalah mengenali mengapa file audio digital mungkin terdengar berbeda dari rekaman analog.

Amp

Sebuah penguat hanya melakukan satu hal - menggerakkan sinyal analog (amp yang kita bicarakan) sehingga lebih kuat dan akan lebih keras ketika keluar dari speaker. Sinyal analog hanyalah listrik. Meningkatkan listrik sangat, sangat mudah dan Anda menggunakan jumlah transformator (menetap insinyur, ini harus sederhana) untuk mengambil input, mengambil daya dari tempat lain, dan menggerakkan input ke atas. Itu mengubah sumber.

Membangun amp itu mudah. Membangun amp yang bagus bukan.

Beberapa spesifik dapat menunjukkan bagian yang mudah. Untuk memperkuat sinyal yang berfluktuasi - seperti jenis audio lainnya - Anda menggunakan komponen tiga-kawat yang disebut transistor (atau yang setara dalam sirkuit terintegrasi). Tiga koneksi disebut basis, kolektor, dan emitor. Mengumpankan sinyal yang lemah antara basis dan emitor menciptakan sinyal yang lebih intens di seluruh emitor dan kolektor ketika diberi daya eksternal. Sinyal asli terpasang ke pangkalan dan speaker terpasang ke kolektor. Anda dapat melakukan hal yang sama dengan tabung vakum tetapi itu tidak akan muat di dalam telepon Anda.

Bagian yang sulit adalah melakukan semua ini sambil mempertahankan frekuensi dan amplitudo asli. Jika amp tidak dapat mereproduksi frekuensi dari sinyal input, respons frekuensinya tidak cocok dan beberapa suara mendapatkan lebih dari yang lain dan semuanya terdengar buruk. Jika amplitudo input (sebut saja volume itu) meningkat ke tingkat yang tidak dapat ditandingi keluaran (transistor hanya dapat menghasilkan begitu banyak daya), volume dari level ampli mati dan suara Anda mulai terpotong dan terdistorsi. Akhirnya, jika Anda mendengarkan sambil merekam (kami dulu menyebutnya panggilan telepon), sebuah amp harus berhati-hati karena itu tidak meningkatkan sinyal yang cukup tinggi bagi mikrofon untuk mengambilnya atau Anda akan mendapatkan umpan balik. Ini tidak berlaku hanya untuk output yang dapat Anda dengar, tetapi sinyal itu sendiri. Listrik = magnet.

Kualitas amp dapat mengurangi semua distorsi yang dibuatnya.

Ketika Anda berbicara tentang amp besar yang digunakan di panggung ada banyak hal lain dalam campuran seperti pre-amp atau multistage amp atau bahkan pengaturan op-amp yang rumit yang dapat mempengaruhi suara. Tetapi amp kecil memiliki kesulitan sendiri jika Anda ingin membuat yang bagus juga. Anda tidak dapat meningkatkan sinyal analog tanpa memengaruhi penguatan (volume), kesetiaan (reproduksi suara yang setia), atau efisiensi (pengurasan baterai). Membuat amp yang bagus untuk telepon itu sulit. Jauh lebih sulit daripada menggunakan DAC yang bagus, itulah sebabnya kita melihat ponsel dengan DAC 24-bit yang bagus yang masih terdengar buruk jika dibandingkan dengan ponsel seperti LG V30 yang juga memiliki amplifier yang hebat.

Kedalaman bit dan tingkat pengambilan sampel

Kami tidak dapat mendengar audio digital. Tetapi ponsel kami tidak dapat menyimpan audio analog. Jadi ketika kita memutar musik kita, itu harus melewati DAC. Diagram kecil kami di atas menunjukkan betapa pentingnya untuk sampel sinyal analog sebanyak mungkin yang masuk akal ketika mengubahnya menjadi file digital. Tapi seberapa "dalam" sampel Anda juga membuat perbedaan.

Tanpa terlalu teknis, semakin akurat Anda ingin setiap sampel, semakin tinggi kedalaman bit yang Anda butuhkan. Kedalaman bit diwakili oleh angka yang bisa menipu. Perbedaan ukuran antara 16 dan 24 dan 32 lebih dari yang Anda pikirkan. Lebih banyak lagi.

Saat Anda menambahkan satu bit, Anda menggandakan jumlah pola data.

Sedikit hanya dapat menyimpan dua nilai (0 dan 1), tetapi Anda dapat menghitung dengan menggunakannya sama seperti Anda dengan angka "biasa". Mulai menghitung pada 0 dan Anda menekan 9; Anda menambahkan kolom lain ke nomor dan mendapatkan 10. Menggunakan bit, Anda mulai dari 0 dan ketika Anda menekan 1 Anda menambahkan kolom lain untuk mendapatkan 00 yang menjadi angka 2-bit. Angka dua bit dapat memiliki empat pola atau titik data yang berbeda (00, 01, 10, atau 11). Ketika Anda menambahkan bit tunggal, Anda menggandakan jumlah titik data dan angka 3-bit dapat memiliki delapan pola data yang berbeda (000, 001, 010, 011.100, 101, 110, atau 111).

Jangan khawatir. Kami sudah selesai dengan matematika. Hanya penting untuk memahami apa yang benar-benar mewakili kedalaman bit. Sinyal 16-bit memiliki 65.536 poin data terpisah, sinyal 24-bit memiliki data 256 kali lebih banyak dengan 16.777.216 poin per sampel, dan sinyal 32-bit memiliki 4.294.967.294 poin per sampel. Itu 65.536 kali lebih banyak data daripada file 16-bit.

Kecepatan sampel diukur dalam Hertz, dan 1 Hertz berarti satu kali setiap detik. Semakin sering Anda mencicipi file, semakin banyak data asli yang dapat Anda ambil. Pengkodean audio berkualitas CD menangkap data pada kecepatan 44.100 kali per detik. Pengkodean resolusi tinggi secara realistis dapat sampel pada 384.000 kali per detik. Saat Anda menangkap lebih banyak data dengan kedalaman bit lebih tinggi dan melakukannya lebih banyak per detik, Anda dapat membuat ulang yang asli dengan lebih akurat.

Membangun DAC dan amp yang bagus bukan satu-satunya bagian proses yang rumit - penyandian audio menggunakan jutaan perhitungan setiap detik.

Faktor-faktor yang sama ini penting untuk audio streaming (yang digital) juga tetapi audio streaming menambah lapisan kerumitan karena kualitasnya juga tergantung pada bitrate - bit yang diproses per unit waktu. Kami mengukur ini dengan cara yang sama kami mengukur kecepatan internet: kbps (kilobit per detik). Lebih tinggi lebih baik. Codec yang digunakan untuk mengompresi sinyal audio digital juga penting, dan codec lossless seperti FLAC atau ALAC menyimpan lebih banyak data digital yang codec lossy seperti MP3. Banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk membuat suara datang melalui speaker atau headphone Anda.

Angka dunia nyata

Kami sebutkan sebelumnya bahwa penyandian rekaman untuk penyimpanan (sebagai master) sedikit berbeda dari penyandian untuk pemutaran. Mesin dan komputer tidak dapat mendengar, dan ini semua adalah permainan angka. Saat Anda menyandikan dan mendekodekan sinyal audio, Anda melakukan banyak matematika. Semakin banyak informasi yang Anda gunakan untuk menghitung amplitudo sinyal, semakin akurat perhitungannya. Tetapi telinga kita bukanlah komputer.

Bahkan pendengaran yang sempurna tidak akan membantu Anda mendengar manfaat dari sistem sudio 32-bit. Untuk saat ini, toh.

File audio diisi dengan "suara" yang tidak dapat kita dengar. Sebagian besar data dalam penyandian 32-bit tidak ada gunanya saat mendengarkan, dan laju sampel yang terlalu tinggi sebenarnya bisa terdengar lebih buruk karena terlalu banyak menimbulkan gangguan listrik. Memproduksi file audio digital yang menampung jumlah informasi yang tepat mempertimbangkan hal ini, seperti halnya desain DAC. Tetapi seperti semua hal lainnya, angka yang lebih tinggi terlihat lebih baik bagi orang yang memasarkannya. Mengetahui bagaimana dan mengapa semua ini bekerja sangat keren, tetapi mengetahui apa yang Anda butuhkan lebih penting.

File audio digital dikodekan pada 24-bit dan 48kHz, dan DAC yang dapat mengonversinya menawarkan kualitas terbaik yang dapat kita dengar. Yang lebih tinggi adalah plasebo dan alat pemasaran.

Batas fisik tubuh kita dan cara kerja teknologi kita saat ini berarti data yang dikumpulkan pada kedalaman sedikit lebih besar dari 21-bit dan sampel lebih sering dari 42kHz adalah batas pendengaran "sempurna". Sangat penting untuk memiliki salinan digital dari rekaman audio pada kecepatan data yang sangat tinggi jika ada terobosan teknologi, tetapi file yang Anda dengarkan hari ini dan perangkat keras yang dapat memutarnya memiliki langit-langit yang wajar. Tapi terobosan itu tidak akan pernah terjadi dengan perangkat keras yang kita gunakan hari ini, sehingga DAC 32-bit di LG V30 Anda terlalu banyak menghabiskan tenaga.

Jadi, mari kita pergi melalui hal DAC dan amp ini lagi

DAC adalah komponen audio yang digunakan untuk mengubah file audio digital yang disimpan di ponsel kami menjadi sinyal analog. Ada banyak matematika rumit yang terlibat yang mencoba membuat salinan salinan terdengar dekat dengan aslinya, tetapi banyak data audio adalah sesuatu yang tidak dapat kita dengar. Anda bahkan dapat membuat hal-hal terdengar lebih buruk jika Anda mencoba melakukan terlalu banyak saat menyandikan file.

Aplikasi memainkan file. A DAC mengubahnya menjadi analog. Amp meningkatkan sinyal. Dan keju berdiri sendiri.

Sinyal analog dimasukkan ke dalam amp yang meningkatkan intensitas sinyal sehingga semakin keras. Tetapi membuat hal-hal lebih keras tanpa membuatnya terdengar buruk sangat sulit. Ketika Anda melakukannya pada sesuatu yang sekecil ponsel yang juga memiliki daya baterai terbatas, ini menjadi sangat rumit. Amp dapat (dan biasanya memang) memiliki dampak lebih pada bagaimana hal-hal terdengar di telinga kita daripada DAC.

Output analog dari DAC dan amp adalah sesuatu yang dapat dimainkan headphone kita dan telinga kita dapat mendengar, tetapi ponsel kita tidak dapat menyimpannya dengan benar, sehingga diperlukan file digital. Dan seandainya seorang insinyur di suatu tempat membuat terobosan signifikan dalam pengkodean dan penguraian audio digital, karya asli disimpan dengan sejumlah data astronomis, yang sebagian besar dibuang ketika meng-encode file yang terdengar paling baik.

Yang Anda butuhkan adalah DAC yang dapat mengkonversi file 24-bit / 48kHz, amp yang meningkatkan sinyal tanpa menambahkan distorsi atau kebisingan, dan file berkualitas tinggi untuk diputar.

Wah.

Apakah ponsel saya memiliki DAC dan amp?

Apakah itu membuat suara sama sekali? Jika demikian, ia memiliki DAC dan amplifier.

Kami berbicara tentang mengapa rekaman audio dikonversi ke salinan digital sebelumnya, tetapi bagaimana dengan sinyal analog? Mengapa ini istimewa dan mengapa kita harus mengubah audio kembali ke analog? Karena tekanan.

Setiap hal elektronik yang dapat memutar suara memiliki DAC.

Salah satu cara untuk mengukur sinyal analog adalah dengan intensitasnya. Semakin intens (semakin jauh dari titik nol dalam bentuk gelombang) setiap frekuensi dalam sinyal adalah semakin keras ketika diciptakan kembali oleh speaker. Seorang pembicara menggunakan elektromagnet dan kertas atau kain yang bergerak untuk mengubah sinyal menjadi suara. Sinyal analog membuat koil bergerak dan elemen-elemen kertas atau kain mendorong udara untuk menciptakan gelombang tekanan. Ketika gelombang tekanan ini mencapai gendang telinga kita, itu membuat suara. Variasikan intensitas dan frekuensi gelombang tekanan dan Anda membuat suara yang berbeda.

Itu hampir tampak seperti sulap, dan para ilmuwan yang menemukan cara untuk merekam dan memutar audio berada pada tingkat kecerdasan yang tinggi.

DAC dan amp dapat hidup bahagia selamanya di headphone atau kabel Anda.

Beberapa telepon memiliki DAC dan amp yang lebih baik daripada yang lain, dan telepon tanpa jack headphone tidak harus menggunakan combo DAC / amp untuk mengirim audio ke sepasang headphone. Semua ponsel memilikinya untuk suara sistem dan panggilan suara, tetapi DAC dan amp juga dapat hidup di dalam headphone Anda atau bahkan di kabel yang menghubungkan headphone ke port USB Anda. USB-C dapat mengirim audio analog dan digital keluar dan kedua headphone biasa (dengan adaptor) dapat digunakan untuk memutar audio analog dari port dan headphone dengan DAC mereka sendiri dapat menerima audio digital untuk memecahkan kode dan mengkonversi sendiri.

Dan Anda mungkin memiliki headphone dengan DAC dan amp di dalamnya, karena itulah cara kerja Bluetooth.

Audio Bluetooth

A DAC dan amp harus duduk sejajar antara file digital yang sedang diputar dan telinga Anda. Tidak ada cara lain kita bisa mendengar suara apa pun. Ketika kami menggunakan Bluetooth untuk mendengarkan musik atau film (atau bahkan panggilan telepon), kami mengirimkan sinyal digital dari telepon kami dan ke headphone Bluetooth kami. Sesampai di sana, itu dikonversi dengan cepat (itulah artinya streaming audio) menjadi sinyal analog, dialirkan melalui speaker dan dibawa melalui udara sebagai gelombang tekanan ke telinga Anda.

Bluetooth menambahkan lapisan komplikasi lain ke dalam campuran, tetapi masih ada DAC dan amp yang terlibat.

Kualitas DAC dan amp ketika menggunakan Bluetooth sama pentingnya dengan koneksi kabel, tetapi komponen lain dapat mempengaruhi suara juga. Sebelum audio dikirim melalui Bluetooth, itu akan dikompresi. Itu karena Bluetooth lambat. Potongan file yang lebih kecil lebih mudah untuk dikirim daripada yang lebih besar dan mengompresi audio membuatnya lebih mudah untuk streaming. Ketika potongan file audio yang dikompresi diterima oleh headphone Anda, pertama-tama harus didekompresi kemudian dikirim dalam urutan yang benar melalui DAC dan amp di headphone Anda. Ada beberapa cara berbeda untuk mengompres, memotong, mentransfer, dan memasang kembali audio melalui Bluetooth menggunakan berbagai codec audio Bluetooth. Beberapa membawa file digital yang lebih baik (kedalaman bit dan laju sampel) yang lebih tinggi daripada yang lain ke DAC dan amp headphone Anda, tetapi begitu data itu tiba, headphone Bluetooth Anda bekerja dengan cara yang sama persis seperti DAC internal dan amp.

Ringkasan dan apa yang penting

Ada banyak cara untuk mendengarkan musik dari lagu yang Anda unduh di ponsel. Tetapi masing-masing dari mereka membutuhkan DAC dan ampli.

Anda tidak harus menjadi audiophile untuk menikmati mendengarkan musik. Yang penting adalah bagaimana kedengarannya bagi Anda.

Komponen audio kelas atas dapat memproses lebih banyak data audio dan menawarkan audio yang terdengar lebih baik, tetapi segala sesuatu dalam kehidupan memiliki pertukaran. DAC yang dapat mengkonversi lebih dari 16-bit audio lebih mahal untuk dibeli dan dimasukkan ke dalam telepon karena juga lebih sensitif terhadap gangguan dari bagian lain. Hal yang sama berlaku untuk sebuah amp - khususnya amp yang kuat yang dapat menggerakkan headphone dengan impedansi tinggi. Bahkan file audio itu sendiri memiliki kelemahan, karena file audio "hi-res" bisa cukup besar dan mengambil lebih banyak ruang penyimpanan atau koneksi yang lebih cepat untuk streaming.

Anda benar-benar tidak perlu mengetahui semua ini untuk menyukai cara suara ponsel Anda. Dan itulah kuncinya - Andalah yang memutuskan apa yang terdengar bagus. Jangan biarkan diskusi apa pun tentang apa yang terbaik atau apa yang salah dengan Bluetooth memengaruhi apa yang Anda dengar, terutama jika Anda senang dengan bunyinya.