Introducción a los DAC: Guía del aficionado a los auriculares | Parte 2

En la segunda parte de nuestra guía «Introducción a los DAC», exploramos cómo funcionan los DAC, incluyendo el muestreo, los filtros, las características y los conjuntos de chips.

El DAC Alpha. (De: BerkeleyAudioDesign.com)
El DAC Alfa. (De: BerkeleyAudioDesign.com)

En Parte 1 de «Introducción a los DAC: Guía del aficionado a los auriculares»hemos hablado de los archivos digitales creados a partir de audio analógico. Estos archivos tienen una gran variedad de formatos, tamaños y calidad. Van desde el humilde mp3 con pérdidas hasta los nuevos tipos de archivos de alta resolución certificados. También vimos cómo se conecta un DAC, tanto digitalmente a la fuente como con conexiones analógicas a la salida.

Ahora es el momento de mirar dentro del DAC y examinar cómo el archivo digital se convierte en sonido analógico.

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¿Por qué añadir un DAC?

La adición de un DAC externo pertenece únicamente al ámbito de los entusiastas o audiófilos. Para la inmensa mayoría de la gente, la toma de auriculares de su teléfono proporcionará una calidad de reproducción de música absolutamente aceptable.

Las razones básicas para añadir un DAC externo pueden resumirse así

  1. Para resolver problemas de audio.
  2. Para mejorar el rendimiento del audio.
  3. O para añadir funciones y soporte de archivos.

En la mayoría de los equipos modernos (a no ser que funcionen mal), el DAC interno probablemente funcionará lo suficientemente bien como para evitar problemas de audio importantes, como el ruido (silbido audible) o los artefactos (chasquidos, estallidos o chillidos) en el proceso de conversión de digital a analógico. Así que, probablemente, la razón menos probable por la que seleccionarás un nuevo DAC es para resolver un problema de audio.

La mejora del audio está siempre en el oído del espectador. Un DAC bien diseñado es sólo una parte de la cadena de audio. Al menos tan importante para el sonido final es la calidad del material de origen, el amplificador y los propios auriculares.

Creo firmemente que todas las demás partes de la cadena son secundarias respecto a lo que convierte físicamente la señal en ondas sonoras, es decir, los propios auriculares.

Tengo un teléfono Android Alcatel One Plus que tiene, sin duda, la salida de auriculares más débil y con peor sonido que he encontrado nunca. Un DAC y un amplificador externos son francamente transformadores para este dispositivo cuando se utiliza como fuente de audio.

Al elegir un DAC externo, es importante tener en cuenta las características y especificaciones del dispositivo. Con la llegada de nuevos formatos de audio digital, como el audio de alta resolución, DSD y MQA, y la creación de nuevos protocolos inalámbricos (Bluetooth), la compatibilidad con estas características se convierte en un factor importante a la hora de elegir un nuevo DAC.

Por supuesto, si tienes una biblioteca de archivos digitales, o estás suscrito a un servicio de streaming online, es importante que tu DAC sea capaz de procesar y convertir adecuadamente el formato y la calidad de los archivos.

Basura que entra = Basura que sale. (De: backbonemedia.com)
Basura que entra = Basura que sale. (De: backbonemedia.com)
Como se dice «basura que entra = basura que sale«. El sonido final nunca puede ser mejor que la calidad del material de origen. De hecho, un buen DAC (con la resolución y la claridad adecuadas) puede hacer brillar una luz poco favorecedora sobre la grabación original al no ocultar ninguno de los defectos. Es muy poco probable que un buen DAC haga que una mala grabación suene mejor.

Para resumirlo todo, un nuevo DAC debe ofrecerte una mejora notable del sonido o debe admitir funciones que quieres pero que no tienes actualmente. Parece bastante sencillo.

Tipos de DAC externos

El DAC de sobremesa HD-DAC1. (De: marantz.com)
El DAC de sobremesa HD-DAC1. (De: marantz.com)

DAC de sobremesa o estéreo doméstico

Un modelo de DAC estéreo de sobremesa o doméstico suele estar diseñado para ser fijo. Esto significa que puede ser bastante grande y pesado (aunque no tiene por qué serlo). Puede tener varias conexiones de entrada digital para ordenadores y dispositivos digitales estéreo (como reproductores de CD, DVD o streamers de música).

Dicho esto, hay muchos que sólo tienen una única entrada digital USB para la conexión del ordenador.

Las unidades DAC de sobremesa suelen alimentarse conectándolas a una toma de corriente (en lugar de alimentarse con pilas) y pueden tener un mando a distancia, una toma de auriculares y un control de volumen.

DAC portátiles

Por el contrario, los DAC portátiles están diseñados para ser mucho más pequeños y facilitar su movilidad. Están pensados para ser conectados a teléfonos, tabletas y transportes digitales.

El transporte digital xDuoo X10T II. (De: apos.store)
El transporte digital xDuoo X10T II. (De: apos.store)

A transporte digital es un producto bastante nuevo que admite la reproducción de archivos digitales, pero no contiene ningún DAC o amplificador interno (piensa en un reproductor de mp3 sin toma de auriculares). Tendrá salidas digitales para conectarse a un DAC. El Reproductor de audio digital xDuoo X10T II es un ejemplo de este tipo de dispositivo.

Utilizo el término «transporte digital» para diferenciar este tipo de dispositivo del típico DAP.

Reproductores de audio digitales, o DAP, suelen ser una combinación de una fuente, un DAC y un amplificador en un solo dispositivo. No suelen tener salidas digitales para conectarse a un DAC externo. El atractivo típico de los DAP (en lugar de utilizar un teléfono como fuente) es un mayor espacio de almacenamiento y una mejor calidad de sonido.

Aunque la popularidad del término es bastante nueva, los DAP (bajo la apariencia de reproductores de música portátiles) existen desde la época del iPod.

El DAC/Amplificador portátil combinado Chord Mojo.
El DAC/amplificador portátil combinado Chord Mojo.

Muchos DAC portátiles tienen el tamaño aproximado de un teléfono o la forma de una baraja de cartas, con una batería interna que permite sujetarlos fácilmente a la fuente portátil (a menudo con el uso de bandas elásticas especializadas).

Algunos son incluso más pequeños (del tamaño de una memoria USB, o del tamaño de un iPhone) sin batería interna. Este tipo más pequeño es, obviamente, aún más portátil y cómodo para enchufar y usar, pero como necesita la fuente para alimentarse, afectará a la duración total de la batería de la fuente.

Combos DAC/Amplificador

Es muy habitual que los DAC externos incluyan también un amplificador interno y una toma de auriculares. La mayoría de las unidades también incluyen un control de volumen, pero algunos de los dispositivos portátiles más pequeños (como el Audioquest Dragonfly ) son de volumen controlado por la propia fuente.

La serie Dragonfly DAC: Negro, Rojo y Cobalto. (De: audioquest.com)
La serie Dragonfly DAC: Negro, Rojo y Cobalto. (De: audioquest.com)

Una unidad integrada excluye la necesidad de otro dispositivo en la cadena, es decir, un amplificador de auriculares dedicado por separado (a menos que los auriculares lo necesiten para una amplificación adecuada como resultado de los requisitos de potencia o impedancia). Muchos dispositivos combinados de DAC/Amplificador pueden utilizarse como DAC autónomo omitiendo o desactivando la sección del amplificador.

Algunos entusiastas adoptan la idea de una «pila» portátil y se deleitan conectando varios dispositivos, como DAC, paquetes de baterías, transportes y amplificadores, en un pequeño, pero no tan portátil, montón de equipos de audio.
Una de las muchas e impresionantes pilas
Una de las muchas e impresionantes pilas «portátiles» que comparte regularmente Rudiwidjaja Hartono. (De: facebook.com).

¿Cómo funciona un DAC?

Hemos analizado ampliamente el proceso de ADC (conversión analógica a digital) y lo que se necesita para crear un archivo digital de la máxima calidad. Has obtenido archivos FLAC de 24 bits/768 kbps de tus álbumes favoritos. Has invertido en los auriculares de mayor calidad que puedas permitirte. Ahora quieres asegurarte de que aprovechas al máximo la música.

Es el momento de que el DAC dé un paso adelante y tome toda esa información digital y la convierta en audio analógico. El trabajo del DAC es convertir los bits de datos del archivo de audio digital y crear una señal eléctrica analógica. Esta señal se envía a un amplificador para los auriculares o los altavoces.

Ilustración de un DAC. (De: crutchfieldonline.com)
Una ilustración del DAC. (De: crutchfieldonline.com)

En un mundo perfecto, esta conversión sería impecable y sencilla. Habría una forma «mejor», universalmente acordada, de descodificar lo analógico de lo digital. La conversión estaría libre de errores y sería impecable. Todos los DAC serían compatibles con todos los tipos de archivos digitales.

No vivimos en un mundo perfecto. No debería sorprender que los DAC difieran en cuanto a características, soporte de tipos de archivo, calidad, metodología y arquitectura.

Dado que los DAC son en gran medida una pieza de hardware definida por las especificaciones, suele ser bastante sencillo determinar la compatibilidad con los tipos de archivo y las características a partir de la documentación escrita del dispositivo.

Calidad de sonido del DAC

Es importante recordar que cada vez que una señal se convierte de analógica a digital (A-D) o de D-A, se produce un deterioro y una pérdida. En cada punto de conversión, el dispositivo puede tener una calidad diferente e introducir errores en la cadena de reproducción (que pueden ser audibles o no).

Esto es análogo al «juego del teléfono», en el que se susurra un mensaje al oído de un niño situado en la parte delantera de una fila de niños. Cada niño (o punto de conversión en nuestro ejemplo) escucha el mensaje y, a su vez, lo susurra al siguiente niño de la fila. El último niño, al recibir el mensaje, lo escribe y el mensaje final se compara con el original.

Según el número y la calidad de los puntos de conversión, la señal final puede alterarse significativamente respecto al original.

El circuito interno del DAC Cero. (De: lampinzator.eu)
El circuito interno del DAC de la Zero. (De: lampinzator.eu)

Errores del DAC

El término de error más común que se lanza es jitter. La fluctuación puede denominarse «ruido de fase» o «errores de sincronización» y da lugar a fallos audibles en la señal. Estos fallos pueden sonar como cambios momentáneos de tono cuando las muestras no se producen en el momento adecuado.

El jitter era más común en los primeros tiempos de la implementación de los DAC, pero básicamente no es un problema con los DAC modernos. No es algo que recomiende preocuparse demasiado.

La razón principal por la que la fluctuación de fase es sobre todo un problema teórico (más allá de las mejoras generales en la calidad del DAC) es que las notas más vulnerables a la fluctuación de fase tienen las longitudes de onda más cortas. Estas notas de frecuencia superalta suelen estar por encima del alcance del oído humano. Este es un caso en el que un problema definido sobre el papel probablemente no sea audible.

«El jitter es la variación de la temporización de una señal respecto a su valor nominal. El jitter se manifestará como variaciones de fase, periodo, anchura o ciclo de trabajo. El ruido es la variación de la amplitud de una señal con respecto a su valor nominal. Tanto el ruido como la fluctuación de fase pueden provocar errores de transmisión y aumentar la tasa de error de bits de un enlace serie». – electronicdesign.com

Los errores adicionales acreditados al DAC rara vez son culpa del propio DAC, sino que suelen surgir de las limitaciones del archivo de audio digital. Las frecuencias de muestreo insuficientes provocan aliasingque es un efecto que hace que señales y frecuencias diferentes se vuelvan indistinguibles.

Y como ya hemos comentado, una profundidad de bits insuficiente comprimirá el rango dinámico necesario para una reproducción precisa.

Recuerda el principio de «basura que entra – basura que sale». Un DAC no puede hacer que un archivo fuente pobre suene mejor. Un formato de archivo altamente comprimido y con pérdidas es simplemente incapaz de capturar «toda» la música.

Filtrar

Muchos DACs utilizan filtros para reducir los errores de jitter y aliasing y eliminar cualquier artefacto o ruido. Los filtros pueden aplicarse antes de decodificar la señal en el DAC (digital) o después (analógico). Los filtros digitales suelen implementarse en un chip, mientras que los filtros analógicos están formados por componentes como condensadores, opamps, inductores y resistencias.

«Tanto los filtros digitales como los analógicos eliminan el ruido no deseado o los componentes de la señal, pero los filtros funcionan de forma diferente en los dominios analógico y digital. Los filtros analógicos eliminarán todo lo que esté por encima o por debajo de una frecuencia de corte elegida, mientras que los filtros digitales pueden programarse con mayor precisión.» – Consejos sobre circuitos integrados analógicos

Los filtros pueden ayudar a igualar los pasos entre las muestras de audio digital para construir una señal analógica suave a partir de la entrada digital. En este caso, la secuencia de muestras pasa por un tipo de filtro de paso bajo llamado filtro de reconstrucción (o antialiasing).

Filtros en la cadena de conversión. (De: dspguide.com)
Filtros en la cadena de conversión. (De: dspguide.com)

Los filtros digitales son esencialmente un algoritmo matemático diseñado para mejorar el sonido. El aumento de las frecuencias de muestreo mejora la precisión de la reproducción digital, pero aun así, se pierden algunos datos en el proceso. Un filtro «inteligente» examina los datos anteriores y posteriores al paso actual y utiliza esta información para predecir mejor el comportamiento adecuado. Rellena los huecos.

En el ejemplo más sencillo, podemos imaginar una muestra digital de 3 puntos. Estos puntos representan una onda de audio analógica. La onda de audio original puede ser una línea recta, o una onda de signo curvo o una onda cuadrada, y todas ellas suenan muy diferentes. Corresponde al DAC averiguar cuál es la opción más probable, y utiliza filtros para predecir o hacer una «suposición educada».

Modelado del ruido es un filtro diseñado para aumentar el rango dinámico y la relación señal/ruido de la señal resultante. Empuja el ruido hacia las frecuencias menos perceptibles y lo reduce para los sonidos de menor frecuencia.

Los distintos fabricantes de DAC utilizan distintos algoritmos de filtrado digital y distintos componentes de filtrado analógico, y como habrás deducido, sonarán (quizá sutilmente) distintos entre sí.

Sobremuestreo y sobremuestreo

Ambos upsampling y sobremuestreo son el proceso de aumentar la frecuencia de muestreo de la señal original. Son un tipo de procesamiento digital de señales (DSP) realizado sobre los datos de audio. Aunque en un sentido matemático describen esencialmente el mismo proceso, suelen discutirse en contextos diferentes.

«El sobremuestreo es simplemente la conversión de una frecuencia de muestreo más baja a una más alta… El «sobremuestreo» ha adquirido esta connotación negativa con los vendedores de alta resolución que sobremuestrean el material de origen de resolución estándar y lo presentan como verdadero HRA». – Metal-Fi

Debido a las cuestionables, y probablemente exageradas, afirmaciones de mejora del rendimiento de algunos proveedores, el upsampling es un tema un poco controvertido.

AudioScienceReview ha declarado sin rodeos que: «No hay ningún valor en el upsampling. En el mejor de los casos, obtienes lo que pones ahí. En el peor de los casos, se pierde algo».

El sobremuestreo no añade ninguna información nueva a la señal original.

«Un algoritmo de remuestreo/acumulación puede hacer que el sonido sea diferente, aumentando sus agudos o reduciéndolos, y hacer que el sonido sea subjetivamente mejor para nosotros. Pero, de nuevo, en ningún caso recupera realmente la información que se perdió. Simplemente se manipula la información que tenemos». – AudioScienceReview

Existe un beneficio potencial para que la fuente realice un upsampling antes de enviarla al DAC. Se pueden obtener mejoras si el filtro del programa de remuestreo funciona mejor que el filtro del DAC. Por supuesto, lo contrario también es cierto.

Gran parte de las proezas sonoras de los DAC de Chord Electronics se atribuyen a sus exclusivos métodos de procesamiento y filtrado (como el upsampling de 2048 veces en comparación con el más típico de 16 veces). Recomiendan que la fuente no realice ningún remuestreo antes del DAC.
Un diagrama que muestra el submuestreo y el sobremuestreo. (De: themusictelegraph.com)
Un diagrama que muestra el submuestreo y el sobremuestreo. (De: themusictelegraph.com)

El sobremuestreo utiliza una velocidad superior a la que requiere el convertidor A/D o D/A y reduce los efectos del ruido aumentando la SNR (relación señal/ruido). Por cada factor de cuatro de sobremuestreo, ganamos 6dB de reducción de ruido, lo que equivale aproximadamente a un bit de información.

Más allá de las mejoras audibles, al reducir los requisitos de filtrado, el proceso de sobremuestreo ha reducido el coste de los componentes del DAC.

«El sobremuestreo puede hacerse en la fase ADC o en la DAC. En la fase DAC, se trata de cómo se reconstruye la señal y de poner menos carga en el filtro de reconstrucción del DAC… El sobremuestreo… reduce los requisitos de filtrado». – Metal-Fi

Hay algunos «puristas del audio» que afirman la superioridad de los DAC sin filtro y sin procesamiento adicional. La creencia es que cualquier filtro pierde la sustancia de la señal analógica original.

«Algunos, por supuesto, creen que el sobremuestreo y ESPECIALMENTE el modelado de ruido… que convierten el PCM de varios bits en un único flujo de bits altera la señal irremediablemente y, aunque puede sonar bien, no es fiel al contenido original…-. Metal-Fi

Arquitectura del DAC

Como sabemos, todas las conversiones de digital a analógico no son absolutamente perfectas. Todo el proceso depende de la aproximación a la onda de la señal analógica original con cierto grado de precisión.

«Hay varias arquitecturas de DAC; la idoneidad de un DAC para una aplicación concreta viene determinada por cifras de mérito, como la resolución, la frecuencia máxima de muestreo y otras. La conversión digital-analógica puede degradar una señal, por lo que debe especificarse un DAC que tenga errores insignificantes en función de la aplicación.» – Wikipedia

Un DAC se implementa utilizando un chip convertidor o componentes analógicos en un circuito electrónico. Sin embargo, ese chip no es lo único que importa en la calidad de la reproducción de audio. La elección e implementación de todos los componentes (como la fuente de alimentación y el etapa de salida) significa que dos dispositivos diferentes que utilicen el mismo chip DAC pueden tener medidas, calidades y sonido diferentes.

Todos los componentes del DAC desempeñan un papel en los atributos finales de su funcionamiento y sonido.

«Debido a la complejidad y a la necesidad de componentes ajustados con precisión, todos los DAC, salvo los más especializados, se implementan como circuitos integrados (CI)». – Wikipedia

DAC de resistencia a resistencia (R2R) en escalera

A Resistor a Resistor (R2R) DAC es una solución notablemente sencilla para el complejo concepto de convertir una señal digital en analógica. En un DAC R2R, muchas resistencias están dispuestas en una estructura en forma de escalera, pero sólo se utilizan dos valores de resistencias.

Un sencillo diagrama en escalera de un DAC R2R. (De: hackaday.com)
Un sencillo diagrama en escalera del DAC R2R. (De: hackaday.com)
«Cada uno de estos bits es conducido a la escalera de resistencias en los peldaños individuales aportando su voltaje o «empuje». Estos bits individuales, con su breve ráfaga de voltaje, se mezclan en la red de resistencias dando lugar a un nuevo voltaje continuo que pretende ser la copia exacta de la señal analógica original que se extrae en la parte superior e inferior de la escalera.» – Tecnología MSB

La señal pasa de forma pasiva a través de las resistencias, sin procesamiento. Esta simplicidad aporta otras ventajas, como la velocidad, la precisión y un coste de implementación (potencialmente) bajo.

El DAC R2R Ares de Denafrips. (De: head-fi.org)
El Ares DAC de R2R por Denafrips. (De: head-fi.org)

DAC Delta-Sigma

La base de delta-sigma La arquitectura DAC se basa en un concepto desarrollado originalmente en la década de 1930. Al reducirse el coste de producción de los chips de procesamiento de alta velocidad en la década de 1980, se lanzó el conjunto de chips DAC delta-sigma. El diseño delta-sigma utiliza un procesamiento intensivo para convertir las señales digitales en analógicas y, en consecuencia, requiere potentes chips de computación.

Puede que hayas visto algunos de los nombres específicos de los fabricantes para la conversión delta-sigma en los reproductores de CD. Phillips la llama «Bitstream» para su tecnología DAC de 1 bit, mientras que Technics/Panasonic (Matsushita) la llama «MASH».

Delta-sigma es más preciso en la parte superior de su rango dinámico (sonidos fuertes), pero puede perder resolución en los niveles de señal más bajos (sonidos suaves). Está diseñado para reducir el número de bits necesarios al eliminar de forma más eficaz el ruido extraño. Esto mejora la relación señal/ruido (SNR).

SINAD, la relación señal-ruido-distorsión se utiliza más a menudo en las mediciones de DAC que la SNR. La SINAD incluye todo menos la señal en la medición del «ruido».

Parte del proceso de conversión delta-sigma utiliza la alta frecuencia ruido rosa (similar a las fuentes de alimentación conmutadas), por lo que el proceso requiere un filtrado, un sobremuestreo y una conformación del ruido. Este filtrado adicional introduce potencialmente más errores (como desplazamiento de fase) en la señal de salida.

Los conjuntos de chips DAC modernos con las mejores especificaciones sobre el papel suelen combinar las tecnologías delta-sigma y de filtro de conformación de ruido.
Diagrama que compara los DAC delta sigma de varios bits y de 1 bit. (De: samplerateconverter.com)
Diagrama que compara los DAC delta sigma de varios bits y de 1 bit. (De: samplerateconverter.com)

MultiBit

La última actualización de la tecnología DAC se llama Multibitpopularizado por Schiit Audio. Los DAC Multibit son un tipo de DAC R2R, y tienen un circuito de entrada de bits y uno de salida analógica por cada longitud de bits. Es decir, un DAC Multibit de 20 bits tendrá 20 salidas analógicas y 20 entradas.

Los DAC multibits son dispositivos intrínsecamente de corriente continua y utilizan modulación por impulsos (PCM)), que representa el audio como muestras de la amplitud de la señal.

Los DAC Delta-Sigma realizan su descodificación mediante un modulación por densidad de impulsos (PDM) señal. Un DAC delta-sigma descarta la muestra PCM original cuando convierte a PDM, a diferencia del Multibit que conserva la señal PCM original.

El complemento de la tarjeta Multibit para Asgard3, Jotunheim, Lyr 3 y Ragnarok 2. (De: schiit.com)
El complemento de tarjetas multibits para Asgard3, Jotunheim, Lyr 3 y Ragnarok 2. (De: schiit.com)

El MultiBit se suele emparejar con una ‘Forma cerradaFiltro digital diseñado para eliminar las fluctuaciones digitales y que, según se afirma, supera las capacidades de un convertidor normal.

R2R vs. Delta-Sigma: ¿Qué es mejor?

Está claro que los dos tipos principales de DAC se implementan de formas muy diferentes. No debería sorprender que ambos tengan ventajas e inconvenientes. Existen partidarios apasionados en ambos lados.

¿Pero uno debe sonar mejor que el otro? En realidad, no es tan sencillo.

Los críticos de los DAC delta-sigma señalarán la manipulación de los datos, y caracterizarán los DAC delta-sigma como sintéticos y planos, carentes de coherencia y precisión. Los fanáticos destacarán la claridad y la presentación detallada del audio.

Ejemplos físicos de un DAC R2R. (De: headcase.org)
Ejemplos físicos de un DAC R2R. (De: headcase.org)

Los partidarios del DAC R2R destacan la pureza de la señal y la ausencia de dureza o congestión que se percibe. Los detractores dirán que el R2R sufre errores de linealidad y falta de resolución.

Las especificaciones de los DAC delta-sigma parecen mejores sobre el papel, pero eso no lo dice todo. El rendimiento de un DAC es la suma de todos los componentes y diseños implicados, y hay implementaciones excelentes (y no tan buenas) de ambos tipos de DAC.

Aunque es posible evaluar críticamente ejemplos individuales de cada tipo y compararlos, yo dudaría en generalizar basándome en ejemplos singulares.

Otro término DAC que ha aparecido recientemente es el concepto de PowerDAC. Esencialmente es un DAC/amplificador integrado. Un PowerDAC es un amplificador totalmente digital que recibe una señal digital y la convierte internamente en PWM que se alimenta directamente a los transistores de salida y a los filtros.

DACs FPGA

Existe otra arquitectura DAC alternativa (pero algo menos común). Popularizada por Chord Electronics y su diseñador principal Rob Watts (aunque lo utilizan otras empresas como PS Audio), el diseño evita un chip y una arquitectura DAC típicos y utiliza un matriz de puertas programables en campo (FPGA) chip.

Gráfico del chip FPGA. (De: chordelectronics.co.uk)
Gráfico del chip FPGA. (De: chordelectronics.co.uk)

El chip FPGA no es específico del DAC, sino que es un potente chip informático de uso general que puede programarse para cualquier número de propósitos. La gran potencia de cálculo de este tipo de chip tiene un par de inconvenientes: el calor y el consumo de energía. Sin embargo, Rob se muestra muy apasionado por las ventajas de este diseño:

«Utiliza mi arquitectura DAC de matriz de pulsos. La matriz de pulsos tiene un gran número de ventajas sobre los DAC convencionales… las principales ventajas de la matriz de pulsos son

  1. Ausencia de modulación medible del piso de ruido…
  2. Extrema precisión de la señal pequeña…
  3. Sección analógica muy sencilla». – Rob Watts

Otras características únicas de los diseños de Chord son el uso de niveles extremadamente altos de sobremuestreo (2048 veces) y de grifos (que son órdenes de magnitud superiores a los 128 que se suelen utilizar). Muchos de los diseños de Chord utilizan filtros de conformación de ruido personalizados para adaptar aún más la salida de sonido.

El chip Spartan 6 FPGA dentro del Chord Hugo. (De: eng.soomal.com)
El chip Spartan 6 FPGA dentro del Chord Hugo. (De: eng.soomal.com)

Chips DAC

Es difícil hablar específicamente de los propios chips DAC. Como he intentado subrayar, la implementación es importante. Las generalizaciones sobre qué chip o marca concreta suena mejor no son posibles a nivel objetivo.

Los chips no están en el vacío y forman parte de un diseño de circuito mayor.

Si echamos un vistazo a los productos DAC más populares y con buenas críticas, podemos ver qué fabricantes y modelos de chips se utilizan actualmente. La tecnología ESS y su SABRE de chips DAC de audio son actualmente muy populares.

En años anteriores, parecía que Texas Instruments Burr-Browny Cirrus Logic Wolfson estaban en casi todos los componentes de audio digital, pero el campo es mucho más diverso hoy en día.

El chip DAC ESS Sabre 9018. (De: androidauthority.com)
El chip DAC ESS Sabre 9018. (De: androidauthority.com)

La siguiente tabla no pretende ser un listado completo de todos los DAC disponibles. Más bien puede funcionar como una forma rápida de identificar los DAC que tienen características que te interesan y que comparten el mismo conjunto de chips básico.

Cuadro de DAC, chip, MQA, DSD, profundidad de bits / frecuencia de muestreo

Interpretación subjetiva del rendimiento del DAC

El rendimiento sonoro del DAC es asombroso. El nivel de claridad y detalle fino es asombroso. Los instrumentos destacan por la ausencia de congestión y dureza. Las voces están claramente localizadas en el espacio, y el escenario sonoro es más profundo y amplio que los modelos DAC de la competencia. Las señales espaciales y la dinámica mejoran notablemente con respecto a los modelos inferiores.

¿Te suena algo de esto? Es probable que hayas leído una o dos reseñas de DAC que digan algo parecido a lo anterior. ¿El revisor escuchó realmente estas cosas? ¿Se trata de un sesgo de expectativas? ¿Es que el crítico es muy bueno en la jerga «audiófila»? ¿Cómo demonios han medido estas cosas de forma objetiva?

El gran gráfico que compara la SINAD de los DAC. (De: audiosciencereview.com)
El gran gráfico que compara el DAC SINAD. (De: audiosciencereview.com)

Analizar el rendimiento de los DAC puede ser un proceso muy subjetivo. Sitios como Revisión de la Ciencia del Audio intentan adoptar un enfoque objetivo midiendo aspectos como la distorsión, la SINAD, el jitter, el rango dinámico, etc., y comparándolos con una gran lista de otros DAC que han medido.

Aunque es bueno en sentido comparativo, es importante recordar que las diferencias medidas pueden ser audibles o no. Incluso cuando las diferencias son audibles, pueden o no sonar «mejor» o «peor», sino simplemente ser «diferentes».

Lo que suena superior para una persona puede no hacerlo para otra.

Es muy poco probable que un DAC moderno de alta calidad suene «mal», y los gradientes de sonido «bueno» pueden ser muy finos. Todos tenemos preferencias. Hasta que no tengas la oportunidad de audicionar un montón de equipos diferentes con una configuración de auriculares muy reveladora, puede ser casi imposible percibir ninguna mejora significativa entre los DAC.

Está claro que es mucho más fácil comparar los DAC en función de las especificaciones técnicas, la compatibilidad con el tipo de archivo, la profundidad de bits, la frecuencia de muestreo, etc., que en función del rendimiento de audio. Dado que estamos hablando principalmente de auriculares (y si piensas utilizar el amplificador de auriculares integrado en el DAC), la calidad del amplificador, la impedancia y la potencia pueden tener un mayor impacto en el sonido final que el propio chip del DAC.

Conclusión

Creo que conviene hacer un pequeño resumen de algunos de los puntos más destacados del artículo.

  • Un DAC interno forma parte de todos los aparatos que reproducen un archivo digital y que tienen salidas de altavoces o auriculares.
  • Añadir un DAC externo puede, pero no siempre suenan mejor que el del aparato.
  • La calidad del archivo digital es extremadamente importante, ya que un DAC excelente no hará que un archivo digital deficiente suene mejor (y puede servir para resaltar los defectos).
  • Los DAC que comparten el mismo chip DAC no son todos iguales, ya que son una suma de todos sus componentes, diseño y arquitectura.
  • Los DAC modernos (y que funcionan correctamente), aunque se basan en chips y arquitecturas diferentes, incluso a precios muy distintos, no suelen sonar radicalmente diferentes.
  • Las combinaciones de DAC/Amps son habituales para el uso de auriculares, y el componente del amplificador es tanto o más importante que la sección DAC en el sonido global.
  • Es más fácil elegir un DAC (o reducir las posibilidades) basándose en especificaciones como la compatibilidad con el tipo de archivo y las medidas técnicas, que en la «calidad del sonido».
  • Sólo tú sabes qué es lo que mejor te suena.
El Micro iDSD Black Label. (De: ifi-audio.com)
El Micro iDSD Black Label. (De: ifi-audio.com)

He planteado una pregunta al principio del artículo. ¿Necesito comprar un DAC externo?

No lo sé. ¿Lo sabes tú?

¿Buscas reproducir tus viejos archivos mp3 con pérdidas y esperas un mejor sonido? (Un nuevo DAC no te ayudará). ¿O quieres sumergirte en el audio de alta resolución y tratar de conseguir el máximo rendimiento de audio en tu configuración de auriculares? ¿Tu viejo DAC no funciona bien o quieres reproducir un formato de archivo de alta resolución específico?

Investiga y reduce tus opciones en función de las especificaciones y características únicas del DAC. Si no utilizas un amplificador externo, presta mucha atención a las especificaciones del amplificador integrado para que se adapte bien a tus auriculares.

No me malinterpretes. No estoy diciendo que todos los DAC suenen exactamente igual. Estamos en el terreno de exprimir los últimos puntos porcentuales de rendimiento. Los DAC de alta calidad pueden ser audiblemente mejores porque están mejor diseñados. Puede que estén mejor protegidos contra el ruido, o que el chip del DAC funcione más cerca de las especificaciones ideales del fabricante.

Los DAC más caros suelen admitir un mayor número de tipos de archivos y mayores profundidades de bits y frecuencias de muestreo. Suelen tener más entradas digitales y salidas analógicas. Pueden tener filtros seleccionables por el usuario u otras formas de ajustar la salida de audio. Muchos entusiastas desearán un dispositivo con el mayor número de opciones.

Otras personas sólo quieren que el DAC haga su trabajo y desaparezca en la cadena de audio. Tal vez la compatibilidad con abundantes archivos y la alta profundidad de bits sean importantes para ti, pero sólo si son invisibles para el usuario final. Diablos, yo no quiero escuchar mi DAC. Sólo quiero escuchar la música.

Tienes que preguntarte qué es importante para ti. ¿Qué quieres de un DAC? Entonces pregúntate si merece la pena el precio de una actualización. O tal vez ese pequeño DAC/Amplificador dentro de tu teléfono está manejando bien tus eficientes auriculares.

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Roberto es licenciado en Informática, habiendo acumulado una valiosa experiencia a lo largo de los años trabajando en Guiaparacomprar.com como programador. Roberto además es un especialista en marketing digital y profesional de las tecnologías de la información con más de 10 años de experiencia.

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