Ведущий: Андрей, начну с того, что у нас сегодня на столе устройство, которое вы называете «ЦАП без цапа». Признаюсь, звучит интригующе. Что это за зверь?

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): О, интересный вопрос! Военная тайна, конечно, но я всё-таки расскажу подробно, как можно, и отвечу на все ваши каверзные вопросы. Что касается идеологии — принцип преобразования не новый. Попытки сделать подобное устройство были, но они увенчались, скажем так, непонятно чем. Звук получался невнятный, с шумами, слушать его было невозможно.

Ведущий: А в чём вообще смысл и принцип работы?

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Мы берём DSD‑поток и представляем его не как цифру, а как аналоговую широтно-импульсную модуляцию. Затем пытаемся при помощи фильтров низкой частоты выделить из него основной сигнал, который промодулирован высокой частотой. Проблема в том, что обычным фильтром этого практически не добиться: чем выше крутизна фильтра и чем ближе он к основному сигналу, тем больше он вносит собственных искажений — интермодуляционных и динамических. В результате получается не звук, а каша.

Ведущий: Правильно ли я понимаю? Я помню, например, Sony выпускала проигрыватель CD (модель 911) с однобитным ЦАП: одна микросхема преобразовывала PCM в DSD, а другая содержала просто ключи.

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Здесь немного другая система. Там всё‑таки работа с цифрой по большому счёту. У нас же преобразование полностью аналоговое, оно происходит за счёт фильтров. Фильтр построен на одной‑единственной лампе‑триоде, в цепи положительной и отрицательной обратной связи включены несколько разнотипных фильтров. Они смещены по частоте среза и добротности относительно друг друга, за счёт чего взаимно компенсируют резонансы, не позволяют возникать интермодуляции на высоких частотах и в итоге дают практически идеальный сигнал на выходе.

Ведущий: Давайте ещё раз по сути: вы реализовали окончательный фильтр на лампе. А что подаётся на вход этой лампы?

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): На вход лампы подаётся именно широтно-импульсная модуляция DSD‑потока: левый канал на один канал, правый — на другой.

Ведущий: Понятно. То есть DSD напрямую с цифровой микросхемы источника?

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Да, цифрового источника.

Ведущий: Но цифровой источник — если мы берём, скажем, S/PDIF, всё равно нужно раскодировать. Какая‑то цифровая микросхема должна выделить DSD‑поток.

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Если мы берём чистый цифровой поток (файл DSD), то получаем его, например, с любого USB‑интерфейса через I²S. С его пинов мы и снимаем DSD‑поток.

Ведущий: То есть это цифровой DSD‑поток с уровнями примерно 3 вольта. И вы подаёте его на вход фильтра. Как он выглядит? Можете показать?

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Да, вот он. Совсем небольшое устройство. *(показывает)*

**Спикер 3 (в стороне):** А можно на камеру чуть медленнее? Люди не успеют рассмотреть.

Ведущий: Итак, сюда подаётся DSD‑сигнал. По своей сути DSD — это уже квазианалоговый сигнал. Широтно-импульсная модуляция. Я могу его подать прямо на наушники и услышать звук.

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Не услышите вы там звук. Ну, если вы это принимаете за звук, пусть будет так. Но на самом деле вы услышите больше искажений, чем музыки.

Ведущий: Мои уши отфильтруют, они же не принимают все частоты. В звуковой области я услышу музыку, пусть с искажениями. Хорошо, допустим, мы спорим. Но сюда мы подаём сигнал, и здесь происходит фильтрация. По сути, это аналоговое устройство.

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Абсолютно аналоговое.

Ведущий: Значит, мы не спорим. А жаль, хотелось подискутировать. Итак, а теперь объясните подробнее: почему это работает?

**Спикер 3:** Я ничего не понял. Аналоговая цифровая — заморочили окончательно. Кость, объясни с самого начала в двух словах.

Ведущий: Хорошо, попробую. Что такое DSD‑модуляция? Это квазианалоговая модуляция, потому что сигнал зафиксирован по времени — он тактирован чистым клоком. Любой аналоговый сигнал формируется из двух параметров: времени и амплитуды. Время у нас уже зафиксировано, остаётся амплитуда. Пока сигнал идёт с цифровой микросхемы, он не зафиксирован по амплитуде: цифровая микросхема выдаёт либо 3 вольта, либо 3,3 — в зависимости от питания. Поэтому он квазианалоговый. Когда он попадает в лампу, амплитуда фиксируется, потому что лампа работает в режиме, для которого важен точный уровень.

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Да, амплитуда должна прийти на лампу определённая. Это не 3 вольта, а гораздо меньше, чтобы фильтр работал правильно. Амплитуду нужно уменьшить.

Ведущий: Значит, на входе фильтра мы уже имеем аналоговый сигнал, но сильно зашумлённый. И дальше начинается фильтрация. Вы сказали, что здесь три фильтра.

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Верно. Первый фильтр — это входная ёмкость лампы вместе с резисторным делителем, который формирует нужную амплитуду. Это фильтр первого порядка. Второй фильтр — в цепи отрицательной обратной связи в катоде, третий — в цепи положительной обратной связи в аноде. Они работают взаимно, компенсируя резонансные частоты друг друга. В результате мы получаем хорошо отфильтрованный сигнал. Для частоты 2,8 МГц (DSD64) коэффициент подавления составляет 100 дБ.

Ведущий: Но у ламп параметры могут плыть со временем. Как это учитывается?

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Мы отбираем лампы, предварительно отжигаем их в течение ста часов, чтобы активатор катода испарился и лампа набрала стабильные параметры. Используются лампы, которые применяются в атомной энергетике, их срок службы — более 10 000 часов. За это время параметры не уплывают. Мы экспериментировали в течение года — всё стабильно.

Ведущий: Понятно. Вы отфильтровали сигнал до 100 дБ на частоте модуляции. А если DSD с более высокой частотой (DSD128, DSD256)?

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Коэффициент подавления будет ещё выше. Это фильтр низкой частоты, а не резонансный.

Ведущий: Какой суммарный порядок фильтра?

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Сложно посчитать, но можно считать, что это три фильтра первого порядка, итого третий порядок.

Ведущий: А зачем в схеме ещё одна лампа?

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Это выходной буфер (катодный повторитель), который нужен для согласования выходного сопротивления со следующим каскадом — например, с усилителем, если у него низкое входное сопротивление.

Ведущий: Выход через конденсаторы?

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Да, через конденсаторы, но очень качественные. И здесь тоже применяется своя схемотехника, которая делает каскад стабильным и компенсирует возможное старение лампы.

Ведущий: Хорошо, мы вроде разобрали плату фильтра. Но я вижу ещё какие‑то элементы.

**Спикер 3 (в стороне):** Пока ты рассматриваешь, Константин, спрошу: что вы подразумеваете под «хорошими конденсаторами»?

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Мы экспериментируем с конденсаторами, зная их параметры, и отслушиваем их в конкретном каскаде. Иногда комбинируем несколько конденсаторов с разными диэлектриками. В фильтре применяются серебряные конденсаторы с серебряной обкладкой — они необходимы для работы на высоких частотах, обычные там плохо работают, меняют ёмкость.

Ведущий: Это логично: DSD‑сигнал имеет очень широкий спектр, частоты уходят за сотню мегагерц, их тоже нужно подавлять. У некачественных конденсаторов ёмкость зависит от частоты, и эффективность подавления может падать. Кроме того, из‑за нелинейности может возникать интермодуляция, которая конвертирует сверхвысокочастотные сигналы в звуковой диапазон.

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Совершенно верно. Это одна из главных проблем преобразования DSD — как в дискретных схемах, так и в классических микросхемах, где применяются фильтры высокого порядка, которые и портят звук.

**Спикер 3:** Константин, ещё вопрос: что это за DSD‑форматы, где их брать? Как они соотносятся с вашим устройством?

Ведущий: Сергей, давай разделим форматы записи и форматы, которые мы используем при цифроаналоговом преобразовании. Сейчас мы говорим о DSD как о сигнале, который кодируется всего двумя уровнями: либо −1, либо +1 (в файле 0 и 1). После него мы ставим фильтр, и непрерывная последовательность единиц и минус единиц, следующих с частотой 2,5 МГц, 5 МГц или 11 МГц, формирует плавный сигнал звукового диапазона. Этот формат появился даже раньше PCM, который Sony внедрила в начале 80‑х. В семидесятые годы для оцифровки аналоговых записей не было хороших многобитных АЦП, поэтому математически придумали DSD — он позволял сохранить качество при относительно простой схемотехнике.

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Совершенно верно. Формат DSD был создан для хранения, а не для воспроизведения. Позже появились Super Audio CD, и тогда качество записи стало сравнимо с 24 бит / 96 кГц.

**Спикер 3:** То есть когда посетители прослушивали ваше устройство и были в восторге, это влияние именно формата?

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Запись тоже влияет, но сам DSD‑формат подразумевает более высокий динамический диапазон, чем PCM.

Ведущий: Кстати, вы задавали вопрос про точность резисторов в ЦАПах: чем точнее, тем лучше? Это правда отчасти. Если мы хотим сделать 24‑битный преобразователь, то точность резисторов должна быть порядка 0,001 %. Но на практике ключи, которые переключают эти резисторы, вносят нестабильность, сравнимую или даже большую. Поэтому реально ни микросхемные, ни дискретные PCM‑преобразователи не дотягивают до 24 бит. Зачем же тогда резисторы с такими допусками? Всё дело в температурной стабильности. Нам нужны резисторы, у которых не плывёт сопротивление при нагреве. А такие резисторы зачастую имеют и высокую точность, но мы их выбираем именно за термостабильность.

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): С коллегой согласен. Самое вредное — это уход параметров от температуры. Поэтому иногда ЦАПы оставляют включёнными постоянно, чтобы резисторы прогрелись и параметры стабилизировались. Искажения при конвертации всё же присутствуют, но в нашей схеме они компенсируются за счёт того, что окончательная обработка сигнала идёт именно DSD‑фильтром.

Ведущий: Я уточню: искажения практически не накапливаются, потому что конвертация выполняется цифровым способом, и мы можем взять необходимую разрядность цифровой обработки. Если преобразовать PCM в DSD, то количество искажений не увеличивается, просто меняется кодировка. В современных микросхемных ЦАПах (ESS, AKM) преобразование PCM в DSD делается внутри чипа. А вы это делаете на компьютере?

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Можно на компьютере любым плеером, который умеет конвертировать на лету. А можно вставить аппаратный конвертер прямо в устройство.

Ведущий: То есть у вас есть отдельная плата‑конвертер PCM→DSD?

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Да. И она может принимать разные интерфейсы: USB, S/PDIF, Toslink, а также сеть.

Ведущий: А в вашем готовом устройстве какой интерфейс используется?

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): *(показывает)* Это не интерфейс, это питание. А сам ЦАП находится здесь, за ним. Устройство имеет LAN‑интерфейс, это стример.

Ведущий: Вот это интересно! Сетевой интерфейс мне нравится тем, что он гарантированно имеет гальваническую развязку от компьютера, в отличие от USB, который требует дополнительных ухищрений.

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Согласен, это самый чистый и правильный интерфейс с моей точки зрения.

Ведущий: Какие сетевые протоколы вы поддерживаете?

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Все известные: UPnP, Roon, HQPlayer, LMS — всё, что популярно и используется.

Ведущий: На какой платформе построен сетевой приёмник?

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Это плата на основе чипа AK4437, а принимает поток — BeagleBone, на который надета «шляпа»‑конвертер.

Ведущий: Из неё выходит I²S или уже готовый DSD?

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Мы забираем поток из BeagleBone, передаём в конвертер, а конвертер выдаёт чистый I²S.

Ведущий: DSD очень критичен к тактовой частоте. Что у вас используется в качестве генератора?

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Две сетки частот — два кварцевых генератора.

Ведущий: Ставите резонаторы или готовые генераторы? Чьего производства?

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Генераторы. Производители бывают разные, в зависимости от уровня устройства. Скажем так, я не помню названия сейчас.

Ведущий: Ладно, не будем секретничать. Тогда перейду к питанию. Вот эта коробочка — блок питания. Я вижу две лампы. Это кенотроны?

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Да, оба — кенотроны.

Ведущий: И что это за питание?

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Кенотронный выпрямитель и стабилизатор. Здесь на этой плате — полностью блок питания, не хватает только трансформатора. Один кенотрон питает саму ЦАП‑плату (высокое напряжение), второй, помощнее, питает конвертер.

Ведущий: То есть вы полностью отказались от диодов, которые генерируют шумы, и сделали питание максимально чистым.

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Верно.

Ведущий: А конденсаторы в питании — я вижу красивые, красные…

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Это специальная серия «Top‑con» конденсаторов высшего качества. В азиатской терминологии красный цвет означает высший класс.

Ведущий: В Европе обычно золотой ценят, а у азиатов красный. Интересный подход. А трансформаторы? Используете тор?

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Да, один тороидальный трансформатор с разным количеством обмоток. Раньше пробовали несколько, но не удавалось правильно расположить их внутри корпуса, чтобы избежать влияния электромагнитных полей. Один трансформатор позволяет точно распределить магнитные поля.

Ведущий: Раз вы применили кенотроны, то обычно используют LC‑фильтры (дроссели). У вас есть индуктивная фильтрация?

Андрей Ширчков (Gerbera Sound): Нет, чтобы не вносить паразитные резонансы, используем обычные RC‑фильтры первого порядка.

Ведущий: Итак, у нас есть плата приёмника (BeagleBone), плата конвертера, плата фильтра‑ЦАП, блок питания — четыре платы в одном устройстве. Что ж, нужно обязательно это послушать.