Влияние USB кабеля при подключении ЦАП к компьютеру

[onto_log 174]

Решил открыть новую тему, связанную с качеством usb кабеля.

 

Если по аналоговым аудиокабелям у меня никогда не было сомнений в том, что они влияют на звук (много лет эксперементировал), то с цифровыми все не так очевидно. По идее им должно быть все равно, из чего и как они сделаны - логический уровень задается перепадом напряжения и только три условия должны быть выполнены: соответствие волновому сопротивлению, приемлимое затухание и наличие защиты от помех. Для SPDIF кабеля даже ставили эксперимент: врезали в кабель переменное сопротивление и увеличивали его до тех пор, пока аудиопоток не начинал рваться - до тех пор разницы в звуке не было.

 

Я использую для подключению к компьютеру (самосбор на базе Asus Rampage Formula IV) внешний ЦАП Audiolab M-DAC, который можно подключить тремя разными способами: USB, SPDIF Coax, SPDIF Toslink - обычный набор входных интерфейсов, у большинства современных цапов такие есть. Изначально я использовал для подключения USB, потом оптику, потом коаксиал - все три вида дают разный звук. Сказать, что что-то однозначно лучше, тоже не могу - зависит от кучи условий. Оптика дает самый сухой и наименее детальный звук (но с хорошим позиционированием), коаксиал самый детальный и наиболее грязный (в ВЧ области), USB (штатным кабелем) не очень детальный и жесткий звук. Но когда я начал эксперементировать с конструкцией USB кабеля, все изменилось.

 

Изначально я сравнивал два usb кабеля: обычный компьютерный от принтера (данные 28AWG, питание 24AWG) и Wireworld Ultraviolet 7 2м (данные 24AWG). Wireworld звучал чуть подетальнее/помягче, но разница была весьма незначительной. По этой причине я не стал подбирать более дорогой usb кабель и использовал WW. По мере того, как вычищал тракт (отдельная длинная история) каждый раз заново пробовал все три вида подключения. После очередного изменения, связанного с нормальным заземлением всех компонентов изменился характер звука и у меня возникло подозрение на то, что оплетка usb кабеля создает ненужную земляную петлю. Курочить WW кабель не захотелось, поступил проще: взял маленький удлинитель от обычной флешки (10 см), разобрал разъем, который втыкается в компьютер и отрезал там как питание +5V (приемник USB в M-DAC использует свое питание), так и экран (изолировал экран от корпуса разъема). Т.е. получился мини-удлинитель USB, в котором разорвано +5V и экран кабеля.

 

Что это дает в теории: все проводники в usb кабеле идут в одном экране близко друг к другу, помехи от питания могут по емкостной связи наводиться и на сигнальные провода. GND отрывать нельзя, без него ЦАП работать не будет - оставлен. Экран заземлен со стороны ЦАП, земляная петля разорвана.

 

Кабеля подключались в USB3 разъем - с него звук лучше, чем с USB2.

 

Включил WW кабель через переходник и был удивлен - разница весьма ощутима. Сильно увеличилась детализация, ушла жесткость, как будто вообще другой аппарат слушаешь. Но ВЧ все-таки грязноватые.

Дабы исключить влияние удлинителя, сделал аналогичное обрезание для принтерного кабеля - еще более детальный (но и более грязный звук). Стало ясно, что надо делать полноценный кабель, подбирая его компоненты и конструкцию.

 

Что я хочу получить от идеального usb аудиокабеля? 2 основных параметра:

1. Минимальную деградацию исходного сигнала (D+ и D-)

2. Максимально изолировать эти сигнальные проводники от внешних помех.

 

Первое решается кабелем увеличенного сечения + нужная геометрия + материал проводника и диэлектрика. Второе решается экранированием и убиранием лишних источников помех (того же провода +5V). Плюс есть существенное ограничение в волновом сопротивлении для сигнальной пары: должно быть 90 Ом. Из относительно готовых кабелей нужным условиям ближе всего удовлетворяет витая пара 7 категории. Исследовав ТТХ разных производителей сетевой кабельной продукции, нашел самый лучший кабель в данной категории http://www.jenving.com/products/view/cat-7-4xstp-frhf-blue-b300-1001907078 - здесь и моножилы 22AWG, и медь OFC, и лучшие параметры по затуханию. Но купить 2м такого кабеля для экспериментов в Москве оказалось совсем не просто - либо целиком катушку 305м, либо ждать почти месяц. Решил взять на пробу кабель похуже - Belden 1855ENH (жилы 23AWG, медь обычная, все параметры затухания хуже). Зато он дешевый - 2м стоили 156 руб., совершенно не жалко. Вместе с ним ради USB коннекторов взял USB кабель DAXX.

 

Конструкция usb аудиокабеля получилась такая: все 4 пары для минимизации взаимных помех скручены с разным шагом, наименьшее волновое сопротивление будет у пары с самой редкой скруткой, у нее будет как раз около 90 Ом - ее и оставляем в качестве сигнальной (коричневая). Для GND использовал самую отдаленную от сигнальной пары жилу (оранжевую). Все остальные неиспользуемые жилы (5 шт) закоротил на экран, экран соединил с корпусом разъема, который втыкается в компьютер. На стороне ЦАП есть только 3 жилы (D+, D-, GND) экран и остальные жилы изолированы. Т.е. все экраны кабеля и 5 неиспользуемых жил получаются заземленными через корпус компьютера только с одной стороны.

 

Стал тестировать. Опять возникло ощущение, что у меня другой ЦАП Кабель из витой пары дает детальный и очень чистый звук без малейших признаков грязи на ВЧ. Бас стал упругим, сцена раздалась в ширину и глубину, отличная локализация. Перетыкал все 4 варианта кабеля и вот как они расположились в порядке увеличения качества звука:

 

4. WW без удлинителя;

3. Принтерный шнур с обрезанным экраном и +5V;

2. WW с удлинителем;

1. Витая пара

 

Цена удовольствия - 156 руб за 2м кабеля + разъемы.

 

Что планирую в дальнейшем: дождаться и заменить все же Belden на Supra (по идее, чуть лучше станет) и альтернативно сделать еще один кабель на коаксиале. Для этого нужно найти где-то и купить 50 омный тонкий коаксиальный кабель (с медным или серебряным сердечником) и сигнальную пару провести коаксиалом - используя только центральные жилы, оплетку заземлить. В теории волновое сопротивление двух коаксиалов при таком симметричном включении должно сложиться и будет около 100 Ом. Даже нашел подходящий кабель РК 50-2-22, но не знаю, кто мне его продаст 6 метров.

[Брут 291]

Теоретически, должны существовать патчкорды 7 категории. Это в смысле материала для потрошения.

[ff2005 76]

через стандартный порт МB?

общий экран кабеля распаян с 2 сторон?

 

можно так

оставил 1 пару в общем экране

жилы питания отдельно по вкусу хорошего качества

 

из доступных есть еще

частоты немного выше

меньше емкость

и затухание на 1000мгц

http://www.abn.ru/ca...id_indoor.shtml

http://www.abn.ru/ca...907504102.shtml

 

 

 

Брут

 

Belden 1855ENH это 7 категория

Изменено 12 марта, 2015 пользователем ff2005

[onto_log 174]

Теоретически, должны существовать патчкорды 7 категории

Я видел патч-корды на витой паре Supra на 1905.ru по совершенно конским ценам (несколько тыс. руб за 2 метровый патч) при стоимости кабеля 380 руб/м.

 

общий экран подключен распаян с 2 сторон?

Нет, все экраны + неиспользуемые жилы заземлены в одном месте со стороны компьютера. Если с двух сторон распаять, то земляная петля образуется.

жилы питания отдельной парой по вкусу хорошего качества

Физический размер коннекторов ограничен, для него даже этот кабель диаметром 8 мм велик, приходится удалять внешнюю изоляцию, чтобы закрепить. Из питания только GND нужен - в теории да, его лучше изолировать. Почему и хочу попробовать коаксиальную конструкцию - каждую жилу в свой коаксиал засунуть, оплетки заземлить.

[ff2005 76]

по экрану

стр .8

http://www.atmel.com...ges/doc8388.pdf

 

т.е пробывать нужно

 

если взять одну пару все будет хорошо

жилы питания если длина небольшая не нужно в экран

Изменено 12 марта, 2015 пользователем ff2005

[onto_log 174]

жилы питания если длина небольшая не нужно в экран

У меня наводки большие на корпусах устройств - думаю и проводе GND без экрана тоже какая-нибудь бяка наведется. Почему и заземлял все компоненты. Даже мое тело исправно генерит 7в - т.е. берешься одной рукой за один конец вольтметра, второй конец вольтметра на заземление - показывает 7в.

[John Smith 243]

У меня наводки большие на корпусах устройств - думаю и проводе GND без экрана тоже какая-нибудь бяка наведется. Почему и заземлял все компоненты. Даже мое тело исправно генерит 7в - т.е. берешься одной рукой за один конец вольтметра, второй конец вольтметра на заземление - показывает 7в.

[onto_log 174]

http://forum.doctorhead.ru/index.php?showtopic=12355&st=975#entry712203 - все ещё страшнее

[angnkn 327]

Уважаемые господа, Вы так лихо складываете волновые сопротивления, что становится немного не по себе.

Эмпирический путь познания истины достоин уважения, только, пожалуйста, не пытайтесь подвести под свои изыскания законы, которыми Вы не владеете.

[onto_log 174]

Уважаемые господа, Вы так лихо складываете волновые сопротивления, что становится немного не по себе. Эмпирический путь познания истины достоин уважения, только, пожалуйста, не пытайтесь подвести под свои изыскания законы, которыми Вы не владеете.

Я опирался на эту статью: http://dxx.narod.ru/Cables.html При параллельном соединении коаксиальных проводов (центр к центру, экран к экрану) их результирующее волновое сопротивление будет = Z1*Z2/(Z1+Z2). При двух одинаковых коаксиалах суммарное Z упадет в 2 раза. При симметричной линии (два противонаправленных коаксила), используется только центральная жила, экран висит в воздухе их волновое сопротивление суммируется или умножается на 2 в случае идентичных кабелей. Если повесить на центральные жилы D+ и D-, а экран в воздухе или заземлить, то это очень похоже на симметричную линию. Насколько эта модель будет работать в случае USB кабеля, я не знаю - могу лишь потратить свои дензнаки и проверить это опытным путем. При сильном отличии волнового сопротивления от заданного кабель либо совсем не будет работать, либо качество его работы будет заведомо хуже заводского с витой парой.

 

из доступных есть еще частоты немного выше меньше емкость и затухание на 1000мгц http://www.abn.ru/ca...id_indoor.shtml http://www.abn.ru/ca...907504102.shtml

Я их смотрел - они хуже Supra и по реактивному сопротивлению, и по емкости. Вот данные на Supra:

Cable: 4 pair, Cat7A S/STP

Wire Material: Solid OFC

Insulation: PE Foam

Inner Screen Coverage: Aluminium. Band & Braind, 100%

Jacket: PE FRHF

Ext. Size: 7 (mm)

 

 

Electrical performance

 

Resistance: 57.1 (Ohm/km)

C: 40 (pF/m)

Bandwidth: 1300 MHz

Skew@100MHz: 5ns/100m

Imp. Z 100 Ohm

Velo Factor 0.8c

Изменено 13 марта, 2015 пользователем onto_log

[angnkn 327]

@onto_log,

Ключевая фраза из приведенной статье:

...при выборе волнового сопротивления кабеля достаточно руководствоваться соображениями удобства согласования.

В данном случае согласования волновых сопротивлений разъемов с волновым сопротивлением кабеля.

У параллельных проводников (в разъемах, на плате) это сопротивление около 100 Ом. Поэтому желательно чтобы и кабель имел такое же сопротивление, но даже если возьмем кабель с другим сопротивлением,то потери на рассогласование будут небольшими. Так что проще взять витую пару из сетевого кабеля и не мучится.

Я делал 5м кабель из кабеля кат.5. Зеленую пару на данные, остальные параллелил (по жилке из каждой пары) и пускал на питание.

Для короткого кабеля можно сделать плоский кабель из кабеля SATA для жестких дисков. Там две параллельные пары. Каждая пара в экране. Одну пару на данные, другую на питание.

Также советую подключать кабель к разъему ЮСБ распаянному на материнке, а не выведенному на морду компа или отдельную планку.

[onto_log 174]

Так что проще взять витую пару из сетевого кабеля и не мучится.

А кто сказал, что я мучаюсь? Мне интересно исследовать влияние разных материалов и геометрии. 15 лет назад я например экспериментировал с алюминиевыми акустическими проводами - звук они дают ужасный У лучших образцов витой пары есть ограничение - мах. сечение жилы в 22AWG и экран в виде тонюсенькой фольги. А если взять провод с большим сечением или вообще из серебра - может это что-то даст в +? Но как тогда волновое сопротивление выдержать?

[Брут 291]

Лучше поищите, как влияет на волновое сопротивление шаг скрутки, диаметр проводника и толщина диэлектрика. Затем вы сможете сами завить пару из проводов какие вам понравятся.

[OlegSA 1 516]

Только надо понимать что все Ваши эксперименты будут применимы к Вашему ЦАПу и его USB входу. Обобщать их на все остальные будет опрометчиво.

[onto_log 174]

Лучше поищите, как влияет на волновое сопротивление шаг скрутки, диаметр проводника и толщина диэлектрика. Затем вы сможете сами завить пару из проводов какие вам понравятся.

Это слишком сложно - выдержать импенданс. Вот здесь есть мат. модель и результаты измерений влияния скрутки на волновое сопротивление: http://www.kabel-news.ru/issue/articles/articles_114.html

 

Только надо понимать что все Ваши эксперименты будут применимы к Вашему ЦАПу и его USB входу. Обобщать их на все остальные будет опрометчиво.

А я и не обобщаю. Но USB линии передачи довольно жестко стандартизованы. Будет зависимость со стороны источника: отдельный чип usb3 лучше, чем интегрированный в чипсет, батарейное питание более чистое. Дальше реализация приемника - как разведены цепи, есть/нет питание и проч. Мне интересна передача только данных от usb выхода компьютера и что можно сделать самостоятельно для минимальной деградации исходного сигнала.

Если есть желание повторить мои эксперименты на другом оборудовании - You are welcome!

Изменено 13 марта, 2015 пользователем onto_log

[Victor K 54]

Лучше поищите, как влияет на волновое сопротивление шаг скрутки, диаметр проводника и толщина диэлектрика. Затем вы сможете сами завить пару из проводов какие вам понравятся.

Добавлю, что завивка "по часовой" или против также влияет на звук С волновым можно не заморачиваться. Тех. параметры и звучание, а особенно музыка, как-то не всегда дружат. Чаще они грубо игнорируют друг друга.

[onto_log 174]

Добавлю, что завивка "по часовой" или против также влияет на звук С волновым можно не заморачиваться. Тех. параметры и звучание, а особенно музыка, как-то не всегда дружат. Чаще они грубо игнорируют друг друга.

Почитайте здесь: http://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=68153 USB кабель, сделанный без учета волнового сопротивления, либо не будет работать совсем, либо будет ухудшать звук. Разные люди уже пробовали.

[onto_log 174]

как-то Вы с ссылками лихо обращаетесь - ни одна не открывается, подправьте если не сложно.

Сорри, на конце точка добавлялась, из-за этого ссылка неверна оказывалась. Исправил.

[dikvertin 975]

По влиянию usb кабеля, приемника и прочего. Вот сейчас слушаю два цап - lynx d60 и d70. Кабели - простой шнурок и WireWorld Ultraviolet , usb2 и usb3 дырки. Не слышу я влияния на звук ЦАПов.

Охотно верю, что влияние есть, но не в данном случае.

[onto_log 174]

По влиянию usb кабеля, приемника и прочего. Вот сейчас слушаю два цап - lynx d60 и d70. Кабели - простой шнурок и WireWorld Ultraviolet , usb2 и usb3 дырки. Не слышу я влияния на звук ЦАПов. Охотно верю, что влияние есть, но не в данном случае.

Читайте внимательно - я так же сравнивал те же кабеля и разница была минимальна в оригинальной стоковой конфигурации. Стоило оторвать +5V питания и экран с одной стороны, и у меня разница стала существенна. Поменял конструктив кабеля (витая пара) - опять существенные изменения. Возьмите коротенький удлинитель от флешки, раскурочьте и обрежьте лишнее - 10 мин займет. Но я тестировал только с нормальным заземлением всех компонентов, это ощутимо влияет на звук (особенно заземление M-DAC).

[dikvertin 975]

@onto_log, Я не буду ничего отрывать и обрезать Заземление у меня в порядке, есть гальваноразвязка. И я допускаю, что при внесении изменений в конструктив, разница в звуке будет. У меня в системе я практически не слышу и межблоки, но акустический и ушной кабель на звук влияют.

[onto_log 174]

Я не буду ничего отрывать и обрезать

Тогда какие ко мне вопросы? Я предлагаю удостовериться самостоятельно, что изменение стандартной конструкции USB кабеля влияет на звук. Такая проверка ничего не стоит по деньгам, затраты времени минимальны. Значит есть куда рыть и улучшить звук за счет конструкции кабеля.

[Victor K 54]

@onto_log,. У меня в системе я практически не слышу и межблоки

Нет. И Вы слышите, и все слышат, но лучше сделать вид, что разницы нет. Иначе придётся тратить деньги, а потом долго и нудно перебирать производителей, а это опять деньги.

Изменено 13 марта, 2015 пользователем Victor K

[dikvertin 975]

@Victor K, У меня куча разных кабелей Я этот вопрос для себя закрыл.

[pinh0le 10 935 23 Тракты]

Интересно получается. Стоит кому-то услышать разницу, все сразу верят. Но стоит кому-нибудь сказать, что разницы не слышно (не то чтобы нет разницы, а именно не слышно), так сразу и глухой, нечестный, тракт недостаточно прозрачен, и т.п.