PSRM — новая архитектура ЦАП
Аудиофильское сообщество постоянно ищет новые решения для улучшения качества цифрового звука. Одной из последних инноваций стала архитектура PSRM (Pulse-Spread Random Modulation) — особый подход к цифро-аналоговому преобразованию, нацеленный на получение сверхточного, чистого звучания. В этой статье разберём, что такое PSRM, каков принцип её работы, ключевые особенности и преимущества. Также кратко сравним PSRM с другими популярными типами ЦАП — дельта-сигма, R-2R и ШИМ — с точки зрения звучания, точности, искажений и области применения.
Что такое PSRM и принцип работы
PSRM представляет собой дискретную 1-битную архитектуру ЦАП, в которой цифровой сигнал преобразуется в последовательность импульсов сверхвысокой частоты. В отличие от классических мультибитных схем, PSRM-модуль переключается лишь между двумя уровнями — нулём и опорным напряжением, благодаря чему достигается практически идеальная линейность. Реализация PSRM использует мультифазное переключение: например, в одном из решений каждый канал содержит 16 сдвинутых по фазе 1-битных потоков. Это позволяет равномерно распределить импульсы во времени и снизить уровень помех.
Ключевой особенностью PSRM является элемент случайности в модуляции, что превращает квантовочный шум в широкополосный и менее заметный на слух. Аппаратно PSRM-ЦАП состоит из массива ультрабыстрых переключателей и точного опорного источника. Электронные ключи работают на наносекундных интервалах, а питание фильтруется таким образом, чтобы исключить влияние цифровых выбросов на аналоговую часть. В результате достигается впечатляюще низкий уровень искажений (THD+N до 0,00006%) и шумов на уровне -130 дБ.
Преимущества PSRM
1. Высочайшая точность и линейность. 1-битная структура исключает ошибки весов битов, как в R-2R, и не требует коррекции линейности. Это даёт практически идеальную монотонность и отсутствие цифровых артефактов.
2. Низкий шум и отсутствие idle-tones. Благодаря мультифазной и случайной модуляции PSRM не создаёт характерных тонов модуляции, часто встречающихся в дельта-сигме, и рассекает шум по спектру.
3. Естественное звучание. PSRM обеспечивает точную передачу тембров и микродинамики. Многие отмечают слитную, прозрачную и «аналоговую» подачу, лишённую цифровой резкости.
4. Hi-Res поддержка. Архитектура легко масштабируется до форматов 32 бит / 768 кГц и выше, а также DSD512.
Сравнение с другими архитектурами
Delta-Sigma.
Наиболее распространённая архитектура, используемая в большинстве современных ЦАП. Обеспечивает отличные измерения, но может страдать от цифровых артефактов и высокой ультразвуковой нагрузки. PSRM предлагает аналогичную точность, но с большей линейностью и более гладкой подачей.
R-2R.
Классическая многобитная резистивная матрица, любимая за «аналоговость» и натуральное звучание. Однако требует ювелирной точности резисторов, подвержена ошибкам на низких уровнях сигнала и глитч-импульсам. PSRM выигрывает в техническом качестве, но может уступать по субъективной эмоциональности подачи.
PWM.
В теории более простая и дешевая архитектура чем PSRM, используемая в ЦАП, цифровых усилителях и микроконтроллерах. Требует мощной фильтрации и высокой тактовой частоты для достижения точности. PSRM как технология превосходит PWM по точности, шуму и музыкальности но многое зависит от конкретной реализации каждого из методов.
Вывод
PSRM — это перспективная архитектура ЦАП, объединяющая сильные стороны дельта-сигмы и R-2R. Она обеспечивает выдающуюся линейность, минимальные искажения и чистое, прозрачное звучание без характерных цифровых артефактов. Пока технология применяется в основном в high-end сегменте, но уже сейчас демонстрирует потенциал стать одной из самых совершенных форм цифрового преобразования звука.