DAC – Bộ Giải Mã Âm Thanh: Tất Tần Tật Những Điều Bạn Cần Biết

Khi nói đến hệ thống âm thanh số, DAC (Digital-to-Analog Converter) là trái tim của nó. Đây là bộ phận chịu trách nhiệm chuyển đổi tín hiệu số thành âm thanh analog mà chúng ta có thể nghe được. Tuy nhiên, việc chọn lựa và sử dụng DAC không phải là điều đơn giản, vì nó liên quan đến rất nhiều yếu tố kỹ thuật có thể ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng âm thanh. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về hai loại chip giải mã phổ biến nhất, các phương pháp xử lý tín hiệu, và những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng DAC.

Madelyn Jayne. B

Phần 1 : DAC – Bộ giải mã âm thanh

1. DAC Là Gì và Tại Sao Quan Trọng?

DAC, hay bộ giải mã số sang analog, có vai trò cực kỳ quan trọng trong việc xử lý tín hiệu âm thanh từ các thiết bị nguồn (như đầu CD, máy tính, HDP) và chuyển đổi chúng thành tín hiệu analog mà loa có thể phát ra. Nếu quá trình giải mã không chính xác, chất lượng âm thanh sẽ bị suy giảm, dẫn đến trải nghiệm nghe không tốt.

Bộ giải mã DAC thường bao gồm ba phần chính:

 

  • Phần tiếp nhận dữ liệu (USB, SPDIF, Firewire, I2S)
  • Chip giải mã (chuyển đổi tín hiệu số thành analog)
  • Mạch analog (bao gồm mạch cấp nguồn và mạch khuếch đại)

2. Hai Loại Chip Giải Mã Chính: R2R và Delta-Sigma

Chip R2R: Giải Mã Chính Xác, Nhưng Chi Phí Cao

Chip R2R (Multibits Digital Analogue Converter) là loại giải mã thụ động, sử dụng hệ thống điện trở chính xác để tạo ra tín hiệu analog. Với một chip 16 bit, ví dụ, sẽ có 16 “khóa” điện tử, mỗi khóa sẽ tạo ra một dòng điện với cường độ khác nhau tùy thuộc vào vị trí của từng bit (LSB và MSB). Nhờ vào nguyên lý này, chip R2R có khả năng tái tạo tín hiệu rất trung thực, ít bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài như jitter.

Tuy nhiên, việc sản xuất chip R2R đòi hỏi sự chính xác cao trong quá trình chế tạo, khiến chi phí sản xuất rất đắt đỏ. Điều này làm cho các nhà sản xuất âm thanh khó có thể áp dụng rộng rãi chip này trong các sản phẩm tiêu dùng, đặc biệt là trong các DAC phổ thông. Vì lý do này, hiện nay chip R2R chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng y tế và quân sự, nơi yêu cầu độ chính xác tuyệt đối.

Chip Delta-Sigma: Phổ Biến và Dễ Dàng Xây Dựng

Chip Delta-Sigma (Timeslicing Digital Analog Converter) lại sử dụng phương pháp khác biệt: nó tạo ra tín hiệu analog bằng cách liên tục bật tắt một khóa với tần số rất cao, tạo ra các pulse nhỏ. Tuy nhiên, điều này có thể tạo ra nhiễu cao tần, vì vậy người ta phải sử dụng các thuật toán như noise-shaping và oversampling để giảm thiểu nhiễu này. Nguyên lý này giúp tạo ra tín hiệu DSD (Direct Stream Digital).

Mặc dù Delta-Sigma dễ xây dựng và chi phí sản xuất thấp hơn, nó lại dễ bị ảnh hưởng bởi jitter (sự sai lệch tín hiệu) do tần số pulse không ổn định. Chính vì vậy, các DAC sử dụng chip Delta-Sigma cần phải có mạch đồng hồ (clock) rất chính xác để đảm bảo chất lượng âm thanh.

3. Upsampling và Oversampling: Tại Sao Cần Thiết?

Một trong những câu hỏi phổ biến khi sử dụng DAC là liệu có cần phải upsampling (nâng cấp tín hiệu lên tần số cao hơn) hay không? Trên thực tế, gần như tất cả các DAC hiện đại, dù sử dụng chip R2R hay Delta-Sigma, đều có thuật toán upsampling hoặc oversampling. Đặc biệt, đối với chip Delta-Sigma, upsampling gần như là yêu cầu bắt buộc để cải thiện chất lượng âm thanh.

Lý Do Cần Upsampling?

Khi tín hiệu số được giải mã, nó vẫn chứa một lượng nhiễu cao tần (high-frequency noise). Nếu không xử lý, nhiễu này sẽ làm giảm chất lượng âm thanh. Upsampling làm tăng băng thông của tín hiệu, giúp các bộ lọc cắt tần số cao dễ dàng hơn mà vẫn giữ được sự tự nhiên của âm thanh. Ví dụ, khi tín hiệu được nâng cấp lên 176 kHz, việc xử lý nhiễu và cắt tần số cao sẽ hiệu quả hơn so với chỉ sử dụng băng thông 44,1 kHz.

Upsampling và Oversampling Khác Nhau Như Thế Nào?

  • Oversampling là quá trình được thực hiện trực tiếp trong chip giải mã (tăng tần số mẫu ngay trong chip).
  • Upsampling là quá trình dùng phần mềm hoặc phần cứng để tạo ra một tín hiệu mới có tần số cao hơn trước khi gửi vào DAC.

Nếu bạn sử dụng phần mềm hoặc phần cứng chất lượng cao để upsampling, kết quả sẽ tốt hơn nhiều. Tuy nhiên, không phải mọi phần mềm đều thực hiện việc này hiệu quả. Ví dụ, bộ lọc của Signalyst HQPlayer được đánh giá rất cao, trong khi các phần mềm như foobar hay JRiver thường không thể mang lại kết quả tốt.

4. Chất Lượng DAC Phụ Thuộc Vào Đâu?

Chất lượng của một DAC không chỉ phụ thuộc vào chip giải mã mà còn vào nhiều yếu tố khác như thiết kế mạch analogcấp nguồnmạch nhận tín hiệu và firmware. Theo thống kê, chất lượng của DAC chỉ có khoảng 20% là do chip, còn lại là do các yếu tố khác. Các thương hiệu hàng đầu thường thiết kế bộ lọc (filter) riêng biệt, điều này giúp cải thiện chất lượng âm thanh so với việc sử dụng bộ lọc mặc định có sẵn trong chip.

5. DAC R2R Có Tốt Hơn Delta-Sigma Không?

Mặc dù chip R2R được đánh giá cao trong các DAC cao cấp (với mức giá từ vài nghìn USD trở lên), không phải lúc nào nó cũng vượt trội hơn chip Delta-Sigma. Thực tế, có những DAC sử dụng chip Delta-Sigma nhưng vẫn cho chất lượng âm thanh rất tốt, đặc biệt là khi thiết kế mạch và bộ lọc được tối ưu hóa.

Tuy nhiên, các sản phẩm DAC cao cấp như Total DACdCS Debussy, và LH Labs De Vinci thường sử dụng chip R2R và có mức giá lên đến hàng chục nghìn USD, nhắm đến những người đam mê âm thanh và audiophile.

6. Kết Luận

Việc lựa chọn một DAC phù hợp không chỉ phụ thuộc vào loại chip mà còn vào nhiều yếu tố khác như thiết kế mạch, cách xử lý tín hiệu và các thuật toán phần mềm. Nếu bạn là một audiophile đang tìm kiếm một DAC chất lượng cao, hãy chú ý đến các thương hiệu nổi tiếng và sản phẩm flagship sử dụng chip R2R hoặc có thiết kế mạch độc quyền để đảm bảo chất lượng âm thanh tốt nhất.

Ngoài ra, việc upsampling hoặc oversampling có thể giúp cải thiện chất lượng âm thanh, nhưng điều quan trọng là chọn phần mềm hoặc phần cứng đủ mạnh để xử lý tín hiệu một cách chính xác.

Hãy để ý đến những yếu tố này khi chọn DAC cho mình, và bạn sẽ có được trải nghiệm âm thanh tuyệt vời!

 

Phần 2: Tín Hiệu Digital Audio

Sau khi đã tìm hiểu về bộ giải mã DAC, tiếp theo chúng ta sẽ cùng khám phá về tín hiệu âm thanh số (Digital Audio). Trong lĩnh vực âm thanh số, có hai định dạng chính là PCM (Pulse Code Modulation) và DSD (Direct Stream Digital), mỗi loại lại có những đặc điểm và ứng dụng riêng. Tuy nhiên, xung quanh hai chuẩn âm thanh này còn rất nhiều điều thú vị mà ít người biết đến.

1. Tại sao chuẩn âm thanh đầu tiên cho nhạc số lại là 16 bit, 44,1kHz?

Đây là câu hỏi mà rất nhiều người, kể cả tôi, từng tự hỏi. Lý do thật sự khá đơn giản: 16 bit là sự lựa chọn tối ưu vào thời điểm đó vì các chip giải mã R2R còn hạn chế về khả năng chế tạo, và vào năm 1982, 16 bit đã là mức độ cao cấp nhất mà các chip này có thể làm được.

Còn về 44,1kHz, mặc dù về lý thuyết, việc chọn tần số này không phải là tối ưu nhất về mặt kỹ thuật, nhưng đây là sự thỏa hiệp giữa yêu cầu chất lượng âm thanh và yếu tố kinh tế. Các kỹ sư của Phillips và Sony khi đó biết rằng việc cắt tần số trên 22kHz sẽ làm mất một phần thông tin âm thanh mà tai người vẫn có thể cảm nhận được. Tuy nhiên, vấn đề thực tế là việc tăng tần số mẫu (sample rate) sẽ làm tăng dung lượng và kích thước file âm thanh, gây khó khăn cho việc lưu trữ trên đĩa CD. Hơn nữa, nếu muốn tăng sample rate lên 88,2kHz hoặc cao hơn, các nhà sản xuất sẽ phải thay đổi cấu trúc đĩa CD, khiến chi phí sản xuất tăng cao, điều này không hề hấp dẫn về mặt kinh tế. Chính vì thế, 44,1kHz được chọn là sự dung hòa: nó đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật của Nyquist (gấp đôi dải tần nghe được của tai người), nhưng lại giữ được dung lượng vừa phải và khả năng lưu trữ trên đĩa CD.

2. Vậy bao nhiêu bit âm thanh là đủ?

Trên thực tế, nhạc 32 bit là một khái niệm không có thật trong âm nhạc, bởi ngay cả với các micro tốt nhất hiện nay, độ động của tín hiệu cũng chỉ lên đến khoảng 140dB, tương đương với 24 bit âm thanh. Trừ khi là những bản thu cho các tác phẩm khí nhạc đặc biệt, còn lại với nhạc phổ thông như nhạc vàng, nhạc quê hương, 18 bit là đủ để tái tạo âm thanh chi tiết và chính xác.

Về việc nhạc 24 bit có phải là âm thanh gốc hay không, phần lớn những file này là kết quả của việc upsampling từ 16 bit lên, bởi vì vào thập niên 1980-1990, các chip giải mã R2R còn chưa phát triển đủ mạnh để giải mã tín hiệu có độ phân giải cao hơn 18 bit. Những file 24 bit xuất hiện sau này có thể là những bản thu chuyển từ analog sang digital, nhưng cũng có không ít trường hợp chúng chỉ là bản upsample từ tín hiệu 16 bit. Chính vì vậy, khi nghe nhạc 32 bit trên mạng, rất có thể đó là file đã được upsampling từ 24 bit hoặc 16 bit.

Một ví dụ điển hình là chip R2R được sử dụng trong các DAC cao cấp (ví dụ như DAC Yggdrasil của Schiit Audio), mặc dù rất đắt đỏ nhưng vẫn chỉ đạt được 21 bit. Vì vậy, việc nhạc 32 bit là thực tế trong âm thanh số là một khái niệm không chính xác.

3. Sự ra đời của DSD

DSD không phải ra đời vì một nhu cầu sửa chữa sai sót trong PCM, mà là vì chính Sony muốn giải quyết vấn đề của họ. Vào thời điểm đó, Sony sở hữu một kho nhạc khổng lồ sau khi mua lại CBS và RCA, nhưng với những băng tape analog dễ hỏng, họ cần một phương thức lưu trữ an toàn và lâu dài hơn. Chính vì vậy, họ đã phát triển DSD, sử dụng thuật toán Delta-Sigma. DSD ra đời với mục đích giữ được chất lượng âm thanh gần như tương đương với bản gốc trên băng từ analog, và giúp lưu trữ an toàn hơn.

4. DSD hay PCM: Loại nào hay hơn?

DSD được cho là tự nhiên hơn PCM vì tín hiệu DSD 1 bit không sử dụng bộ lọc (filter) nào. Điều này giúp âm thanh trở nên mượt mà và tự nhiên hơn, đặc biệt là với các hệ thống DAC Delta-Sigma, vốn sử dụng nhiều kênh PCM để giảm nhiễu. Tuy nhiên, hiện nay nhiều DAC (trong máy tính, đầu CD, hoặc các DAC rời) đều sử dụng chip Delta-Sigma, vì vậy PCM không được giải mã theo cách native (bản gốc) và điều này sẽ ảnh hưởng đến chất lượng cuối cùng của tín hiệu.

Trong cùng một tầm giá, nếu bạn nghe PCM trên DAC R2R, chất lượng âm thanh sẽ tốt hơn rất nhiều so với DAC Delta-Sigma vì PCM trên R2R DAC được giải mã một cách thuần túy và không có sự can thiệp của các bộ lọc. Còn nếu bạn nghe DSD, bạn nên chọn DAC Delta-Sigma, vì việc chuyển đổi tín hiệu DSD sang PCM để giải mã trên R2R DAC sẽ làm mất đi một phần chất lượng.

5. Digital vs. Analog: Sự lựa chọn của người yêu nhạc

Rất nhiều người cho rằng âm thanh digital quá phức tạp và mệt mỏi, thay vì vậy họ chọn quay về với analog, như vinyl hay băng cối. Tuy nhiên, theo quan điểm của tôi, digital thực sự có nhiều lợi thế hơn analog, đặc biệt đối với những ai yêu âm nhạc.

Một trong những điểm mạnh của digital audio là tính tiện dụng. Với nhạc số, bạn có thể thưởng thức âm nhạc ở bất kỳ đâu, không cần phải ngồi một chỗ như với analog. Thêm vào đó, nhạc số còn vượt trội ở khả năng phát triển (scaling). Ví dụ, các tai nghe như AKG K701Bayerdynamic DT990, và Sennheiser HD650 từng được xem là hi-end vào đầu những năm 2000. Tuy nhiên, chỉ sau 10 năm, K701 và DT990 chỉ còn là mid-end khi các tai nghe planar xuất hiện, trong khi HD650 vẫn giữ vững vị trí top-end, vì nó có khả năng tương thích với các thiết bị khuếch đại tốt và dễ dàng nâng cấp.

Với analog, sự phát triển đã đến giới hạn vào thập niên 80. Dù âm thanh vẫn chân thực và âm trường rộng rãi, nhưng vấn đề nhiễu nền từ vật liệu và việc chỉnh sửa bản thu vẫn là một thách thức. Ngược lại, digital audio có khả năng xử lý tín hiệu hiệu quả hơn rất nhiều, giảm nhiễu và làm cho bản thu hoàn hảo hơn so với analog. Chính vì vậy, trong khi analog mang đến một trải nghiệm âm nhạc đậm chất truyền thống, digital lại mở ra nhiều khả năng phát triển và nâng cao chất lượng âm thanh.

3. Mạch Xử Lý Tín Hiệu (Chip DAC)

Trong mỗi DAC, bộ phận quan trọng không thể thiếu chính là chip DAC (Digital-to-Analog Converter), nơi mà tín hiệu số được chuyển thành tín hiệu analog, phục vụ cho việc phát âm thanh. Việc lựa chọn chip DAC ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng âm thanh đầu ra, và hiện nay có hai loại chip DAC phổ biến nhất là Delta-Sigma và R2R.

Chip Delta-Sigma là loại phổ biến và được sử dụng rộng rãi trong các DAC hiện đại nhờ vào tính linh hoạt và giá thành hợp lý. Chip này hoạt động theo nguyên lý chuyển đổi tín hiệu số sang analog bằng cách sử dụng mô hình mã hóa Pulse Width Modulation (PWM), sau đó lọc và giải mã tín hiệu này. Tuy nhiên, một trong những điểm yếu của chip Delta-Sigma là có thể tạo ra một số hiện tượng méo tín hiệu nếu không được thiết kế tối ưu. Chúng đặc biệt dễ bị ảnh hưởng bởi jitter, vì chúng sử dụng một đồng hồ nội bộ để điều khiển quá trình chuyển đổi tín hiệu.

Chip R2R, mặc dù ít phổ biến hơn do chi phí sản xuất cao và phức tạp hơn, nhưng lại được ưa chuộng bởi những audiophile đam mê chất lượng âm thanh vượt trội. Chip này sử dụng một mạch chuyển đổi tín hiệu dựa trên một mảng điện trở (resistor ladder), giúp giảm thiểu đáng kể hiện tượng méo tín hiệu và jitter, mang lại âm thanh mượt mà và chi tiết hơn. Tuy nhiên, các DAC sử dụng chip R2R thường có kích thước lớn hơn và yêu cầu các linh kiện phụ trợ phức tạp hơn, nên chúng thường có giá thành cao.

Tùy vào nhu cầu sử dụng và mức độ đầu tư, người nghe có thể lựa chọn giữa các chip Delta-Sigma giá rẻ, dễ sản xuất hoặc các chip R2R cao cấp cho chất lượng âm thanh tối ưu.

4. Mạch Khuyếch Đại Sau Giải Mã

Sau khi tín hiệu được giải mã từ dạng số thành analog, tiếp theo là quá trình khuyếch đại tín hiệu trước khi đưa ra loa hoặc tai nghe. Đây là công đoạn quan trọng không kém, vì mạch khuyếch đại này sẽ quyết định khả năng phát huy hết tiềm năng của tín hiệu âm thanh đã được giải mã.

Mạch khuyếch đại này thường có hai loại chính:

  1. Mạch khuyếch đại Op-Amp: Đây là loại mạch phổ biến nhất trong các DAC giá tầm trung và thấp. Op-amps có thể cung cấp một mức tín hiệu âm thanh đủ mạnh để phát âm thanh qua tai nghe hoặc loa, đồng thời giữ được độ chính xác và độ tĩnh cao. Tuy nhiên, một số audiophile cho rằng các mạch Op-Amp đôi khi có thể làm mất đi sự mượt mà của âm thanh, khiến âm thanh không có độ “sống” và thiếu chiều sâu.
  2. Mạch khuyếch đại với transistors hoặc mạch FET: Loại mạch này thường được tìm thấy trong các DAC cao cấp. Mạch khuyếch đại này có khả năng cung cấp một mức tín hiệu âm thanh mạnh mẽ hơn và ổn định hơn, đặc biệt là khi phải vận hành với các loa hoặc tai nghe có trở kháng cao. Ngoài ra, chúng giúp giữ được chi tiết và độ mượt mà trong âm thanh, đặc biệt là trong dải trung và treble.

Cả hai loại mạch này đều có ưu và nhược điểm riêng, và việc chọn lựa mạch khuyếch đại phù hợp với hệ thống âm thanh sẽ giúp người nghe tận dụng tối đa khả năng của DAC.

5. Các Yếu Tố Khác Ảnh Hưởng Đến Chất Lượng DAC

Ngoài các bộ phận chính như mạch nhận tín hiệu, chip DAC và mạch khuyếch đại, còn có một số yếu tố khác cũng ảnh hưởng lớn đến chất lượng của DAC:

  • Chất lượng linh kiện điện tử: Các linh kiện như tụ điện, điện trở và mạch in PCB cũng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tín hiệu được truyền tải một cách sạch sẽ và chính xác nhất. Các DAC cao cấp thường sử dụng các linh kiện chất lượng cao và được sản xuất theo quy trình nghiêm ngặt để giảm thiểu sai lệch trong quá trình xử lý tín hiệu.
  • Đồng hồ clock: Như đã đề cập ở phần trên, việc sử dụng đồng hồ clock chính xác là rất quan trọng trong việc giảm jitter và đảm bảo tín hiệu được truyền tải ổn định. Đồng hồ TCXO và các đồng hồ femto giây hiện nay đang được sử dụng phổ biến trong các DAC cao cấp để tối ưu hóa chất lượng âm thanh.
  • Tối ưu hóa phần mềm và firmware: Các nhà sản xuất DAC ngày càng chú trọng vào việc tối ưu hóa phần mềm và firmware của thiết bị, để có thể nâng cao hiệu quả hoạt động và cải thiện chất lượng âm thanh. Việc cập nhật phần mềm định kỳ có thể giúp DAC hoạt động ổn định hơn, giảm thiểu lỗi và mang lại trải nghiệm âm thanh tốt nhất.

 

4. Những Thành Phần Quan Trọng Trong DAC

1. Chip FPGA và Ứng Dụng DAC

Chip FPGA (Field-Programmable Gate Array) là một loại vi mạch chứa các phần tử logic mà người sử dụng có thể lập trình lại để thực hiện các tác vụ theo ý muốn. Khác với các chip DAC truyền thống, mà khi mua về đã được lập trình sẵn với các lệnh giải mã và bộ lọc tần số, FPGA yêu cầu người dùng tự lập trình để điều khiển chip thực hiện các công việc của mình.

Việc sử dụng chip FPGA trong thiết kế DAC trở nên phổ biến vì các nhà thiết kế âm thanh muốn có sự chủ động hơn trong việc điều khiển quá trình giải mã và xử lý tín hiệu, thay vì chỉ phụ thuộc vào những chip DAC có sẵn trên thị trường. Một ví dụ điển hình là DAC Chord Hugo, sử dụng chip FPGA để thực hiện việc giải mã tín hiệu âm thanh. Các kỹ sư của Chord đã quyết định sử dụng công nghệ upsampling, nâng tất cả tín hiệu lên 32 bit 104 MHz, một cách làm giúp giải quyết vấn đề về chất lượng âm thanh, mặc dù vẫn còn nhiều tranh cãi về hiệu quả thực tế của phương pháp này.

Với chip FPGA, các nhà thiết kế có thể tùy chỉnh cách giải mã tín hiệu âm thanh, cũng như các yếu tố như độ phân giải và tần số lấy mẫu. Điều này giúp người dùng có thể cải thiện chất lượng âm thanh một cách tối ưu, nhưng đương nhiên, việc lập trình FPGA cũng đòi hỏi sự am hiểu sâu sắc về kỹ thuật và rất nhiều thời gian.

2. Mạch Analog trong DAC

Một trong những phần quan trọng nhất trong DAC là mạch analog, nơi tín hiệu được tinh chỉnh sau khi được giải mã từ dạng số sang analog. Chất âm được chip tạo ra sẽ được mạch analog chỉnh sửa và hoàn thiện, giúp giảm thiểu những yếu điểm do chip giải mã gây ra.

Mạch analog trong DAC bao gồm hai phần chính: mạch IV (mạch chuyển đổi dòng sang điện thế) và mạch khuyếch đại. Mạch IV có nhiệm vụ chuyển tín hiệu từ dòng điện (current) sang điện thế (voltage), vì sau khi chip audio giải mã tín hiệu, tín hiệu sẽ ra dưới dạng dòng điện, trong khi mạch khuyếch đại cần làm việc với điện thế. Chất lượng của mạch IV rất quan trọng, bởi nếu tín hiệu bị nhiễu tại đây, thì khi được khuyếch đại lên sẽ dẫn đến âm thanh bị méo, mất chi tiết.

Nhiều chip giải mã hiện nay tích hợp sẵn op-amps để thực hiện việc chuyển đổi dòng sang điện thế. Tuy nhiên, các nhà thiết kế DAC thường không sử dụng op-amp tích hợp, vì chất lượng của những op-amps này thường không cao, và có thể làm giảm chất lượng âm thanh. Thay vào đó, họ sử dụng các mạch chuyển IV ngoài và các bộ lọc tần số analog để duy trì độ sạch và trung thực của tín hiệu.

Về phần mạch khuyếch đại, có hai trường phái chính: sử dụng bán dẫn và sử dụng đèn (tube amp). Mạch khuyếch đại bán dẫn có chi phí thấp và hiệu quả cao, trong khi mạch đèn thường mang lại chất âm ấm áp và mượt mà hơn, được nhiều người yêu thích vì tính chất analog của âm thanh. Một số hãng nổi tiếng như Lampizator (với các DAC giá cao từ 1000-7000 USD) chuyên sản xuất các DAC sử dụng mạch khuyếch đại bằng đèn, mang đến âm thanh đặc trưng đầy cảm xúc.

3. Xu Thế Mới Trong Năm Năm Tới: Sự Hồi Sinh Của R2R DAC

Trong quá khứ, chip R2R (Resistor Ladder DAC) đã bị lãng quên do chi phí sản xuất cao và sự phức tạp trong thiết kế mạch. Tuy nhiên, với sự phát triển của công nghệ, xu hướng sử dụng R2R DAC đang trở lại mạnh mẽ trong cộng đồng audiophile.

Một trong những yếu tố khiến chip R2R được yêu thích là chất âm trung thực và chi tiết. So với chip Delta-Sigma, mặc dù có khả năng thể hiện chi tiết, đặc biệt ở dải treble, nhưng chip Delta-Sigma thường thiếu lực ở dải bass và treble. Hơn nữa, chip Delta-Sigma gặp khó khăn trong việc tái tạo tiếng ngân của các nhạc cụ và âm thanh vang vọng trong không gian, như tiếng ngân của piano hay tiếng cymbal, khiến chúng có âm thanh như tiếng nhiễu. Trong khi đó, R2R DAC tái tạo những âm thanh này một cách tự nhiên và rõ ràng, giúp người nghe cảm nhận âm thanh chân thật hơn.

Vào những năm 1980-1990, các chip R2R chỉ có độ phân giải 16 bit. Tuy nhiên, hiện nay, chip PCM1704UK của Texas Instruments, mặc dù có thể xử lý các file nhạc 24 bit, nhưng chất lượng của nó vẫn khá lỗi thời và không được cải tiến trong suốt 10 năm qua. Một số hãng sản xuất DAC, như Audio GD, đã sử dụng PCM1704UK trong các sản phẩm của mình, nhưng vẫn gặp phải vấn đề về tính khả thi và hiệu quả.

Hướng đi mới cho chip R2R được thực hiện bởi Schiit Audio, với các kỹ sư hàng đầu như Mike Moffat (người sáng lập Schiit và người đứng sau những con DAC nổi tiếng như Theta). Thay vì sử dụng các chip R2R cũ, Schiit đã tìm kiếm những chip R2R mới, dùng trong các lĩnh vực như y tế hoặc quân sự, vốn yêu cầu độ chính xác cực cao. Kết quả là Schiit Yggdrasil, một DAC R2R có giá 2300 USD, được đánh giá là “thay đổi cuộc chơi” trong ngành audio. Yggdrasil vượt trội so với các DAC Delta-Sigma cao cấp như PSAudio Directstream, Auralic Vega và Chord Hugo về độ trung thực và tái tạo âm thanh.

Không dừng lại ở đó, Schiit còn nâng cấp các dòng DAC khác như Gungnir và Bifrost lên chip R2R, giúp những người yêu âm thanh có thể trải nghiệm chất âm của R2R DAC với mức giá phải chăng hơn.

 

5. Tổng Kết Về DAC

1. Nhiều Người Cho Rằng Đầu CD Nghe Hay Hơn DAC

Đầu CD là một thiết bị tích hợp, bao gồm phần cơ và DAC, có thể mang lại âm thanh chất lượng tốt nhờ vào việc thiết kế một hệ thống khép kín, giảm thiểu được nhiễu sóng và ổn định tín hiệu. Tuy nhiên, đầu CD không thể so sánh với giải pháp chơi nhạc số bằng máy tính kết hợp DAC hiện đại, đặc biệt là khi máy tính có thể nâng cấp linh kiện, thay đổi nguồn điện và thực hiện các tinh chỉnh phần cứng để giảm nhiễu và cải thiện chất lượng âm thanh.

Ví dụ, với khoảng 1500 USD, bạn có thể mua một đầu CD mới, nhưng thay vì đó, bạn có thể chi 400 USD cho việc nâng cấp máy tính (ví dụ: nguồn điện và tối ưu hóa mainboard) và 1100 USD để mua một DAC tốt (như Audio GD DAC-19, Schiit Gungnir, Yulong DA8). Chất lượng âm thanh mà giải pháp này mang lại sẽ vượt trội hơn rất nhiều so với đầu CD trong cùng mức giá. Hơn nữa, DAC còn cho phép bạn nghe được các bản thu với chất lượng khác nhau như 16 bit, 24 bit, 96 kHz, DSD, thay vì chỉ giới hạn với các đĩa CD.

Tuy nhiên, nếu bạn chỉ nghe một số ít album CD và không quan tâm đến việc nâng cấp, đầu CD vẫn là một lựa chọn tuyệt vời vì tính tiện dụng và dễ sử dụng.

2. Chất Lượng DAC và Xu Thế Giá DAC Trên Thị Trường

Khoảng 5 năm trước, chất lượng DAC ở phân khúc tầm trung và thấp còn khá yếu, chủ yếu vì vấn đề xử lý Jitter chưa được giải quyết hiệu quả. Tuy nhiên, với sự ra đời của công nghệ USB không đồng bộ vào năm 2011, chất lượng DAC đã cải thiện đáng kể, làm cho các sản phẩm cũ như Cambridge DacMagic trở thành các sản phẩm “low-end” trong khi những DAC nhỏ gọn như Audioquest Dragonfly hay iFi iDSD nano lại vượt trội về chất lượng.

Dù vậy, sau một thời gian bùng nổ chất lượng, thị trường DAC hiện nay đã có xu hướng chững lại. Các sản phẩm trong phân khúc tầm trung (1000-2000 USD) và cao cấp (trên 2000 USD) không có sự tiến bộ đáng kể về chất lượng. Các DAC “thay đổi cuộc chơi” như Schiit Yggdrasil hay Audio GD sử dụng các chip đắt đỏ khiến giá thành của chúng vẫn ở mức cao, điều này hạn chế sự giảm giá mạnh của các sản phẩm cũ.

Thị trường hiện nay chủ yếu sôi động với các DAC bỏ túi, tích hợp headphone amp dành cho thiết bị di động. Mặc dù chất lượng của những DAC này đã được cải thiện nhiều, nhưng vì thiết kế nhỏ gọn và sử dụng nguồn điện qua cổng USB, chất lượng âm thanh của chúng vẫn không thể sánh được với các DAC desktop cao cấp.

Với sự trỗi dậy của công nghệ R2R DAC, trong vài năm tới có thể sẽ xuất hiện những sản phẩm R2R chất lượng với giá phải chăng hơn. Tuy nhiên, giá thành của chúng vẫn sẽ trên 600 USD (cho DAC thuần) và trên 800 USD (cho DAC kiêm headphone amp) do chi phí sản xuất chip R2R.

3. Về Hệ Thống Nghe Nhạc

Trong một hệ thống nghe nhạc, chất lượng âm thanh được phân bổ như sau: Transport chiếm 2 phần, DAC chiếm 3 phần, Amplifier chiếm 2 phần, và Loa/Tai nghe chiếm 3 phần. Mỗi thành phần trong hệ thống có vai trò quan trọng riêng biệt:

  • Transport: Một transport tốt sẽ đảm bảo tín hiệu truyền đi từ nguồn đến DAC một cách chính xác và không bị nhiễu.
  • DAC: Đây là bộ phận giải mã tín hiệu số thành âm thanh analog một cách trung thực và chi tiết.
  • Amplifier: Amplifier giúp khuếch đại tín hiệu và cung cấp đủ năng lượng cho loa. Tuy nhiên, amplifier không thể tăng khả năng tái hiện các chi tiết nhỏ trong âm thanh, như tiếng ngân của giọng hát hay đàn piano.
  • Loa/Tai nghe: Loa tốt sẽ tái tạo âm thanh trên một dải rộng và tự nhiên nhất có thể.

Ngoài ra, phần mềm cho DAC (hay firmware) cũng đóng vai trò quan trọng trong chất lượng âm thanh. Firmware ảnh hưởng đến các bộ lọc tần số, tối ưu hóa tín hiệu nhận vào và giảm jitter, chiếm khoảng 20% chất lượng của DAC. Phần còn lại đến từ thiết kế mạch và chất lượng linh kiện, chiếm đến 50% chất lượng tổng thể của DAC.

 

Kết luận

Dù đầu CD và DAC rời có những ưu và nhược điểm riêng, DAC rời thường mang lại chất lượng âm thanh tốt hơn và linh hoạt hơn trong việc hỗ trợ các định dạng nhạc số. Quan điểm cá nhân của tôi là việc sử dụng DAC rời sẽ là lựa chọn tối ưu trong nhiều trường hợp, đặc biệt khi bạn muốn có âm thanh chi tiết và có thể đầu tư nâng cấp hệ thống. Tuy nhiên, quan điểm này vẫn còn hạn chế và cần phải xem xét kỹ lưỡng dựa trên nhu cầu và ngân sách của từng người.

Hy vọng bạn sẽ tìm thấy lựa chọn phù hợp với yêu cầu của mình và rất mong nhận được phản hồi từ bạn để hoàn thiện hơn!

mời xem video

Để lại một bình luận

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *