Návody

26. 5. 2023

Jak si postavit vlastní M Scaler za pár tisícovek

Chord | dac | DAP | roon | Software

Je všeobecné známo, že převodníky lépe „hrají“, pokud převádějí data s vyšší vzorkovací frekvencí a větší bitovou hloubkou. Lépe dopočítávají chyby, které v digitálním signálu bývají vlivem rušení a podobně. Každý bude souhlasit s tím, že Flac 24/96 hraje lépe, či minimálně jinak, než Flac 16/44,1. Dokonce to platí i tehdy, pokud je daný Flac 16/44,1 převzorkován na 26/96 (tedy vlastně vytvořen „z ničeho“, či přesněji z horšího formátu a teprve potom přeložen převodníkem na analogový signál). Zkrátka hraje to jinak a ve většině případů lidskému uchu liběji.

Při tomto převzorkování bývají rovněž aplikovány různé filtry, které mají jistý vliv na výsledný zvuk, zejména na podání prostoru, separaci nástrojů, vytvářejí mírný tremolo efekt, zvýrazní výšky, udělají zvuk hladší, či naopak jako by zrnitější, nebo hutnější atd. Stejně tak má vliv, jestli se signál převzorkuje například dvojnásobně, nebo čtyřnásobně a zda je filtr aplikován jen jednou, anebo při každém převzorkování. Jen tak mimochodem se toto děje i automaticky uvnitř čipu převodníku, uživatel má u některých zařízení možnost měnit aplikovaný filtr – jsou to filtry značené například Sharp, Slow a podobně, případně ještě „filtr“ zvaný NOS, tedy No OverSampling - žádné převzorkování. Ovšem to je obvykle jediné, co uživatel může ovlivnit a často ani to ne. Sady těchto filtrů se liší i dle výrobce čipů, jiné mají DAC AKM Asahi Kasei, jiné například čipy ESS Sabre. Dalo by se to shrnout slovy: „Není jednička a nula jako jednička a nula“ a spousta z nás už na to přišla.

Vzhledem k tomu, že někteří uživatelé přínos tohoto oversamplingu vnímají a chtějí ho mít pod kontrolou, nabízí tuto možnost pokročilejší přehrávací software, jako třeba Audirvana, Amarra, či populární software zdarma foobar2000. Tyto přehrávače obvykle využívají svobodný algoritmus SoX anebo mají svoje vlastní algoritmy, které si vesměs střeží jako oko v hlavě. U Audirvany je na výběr právě SoX a jejich proprietární algoritmus r8brain. U těchto algoritmů bývá možnost nastavení několika parametrů. Zejména cílová vzorkovací frekvence, což jsou sudé násobky frekvencí 44,1 a 48kHz. Dále aplikovaný digitální filtr. Bývá možnost změny ještě některých dalších parametrů, dle přehrávače, či dokonce možnost převodu PCM formátu na DSD (což ovšem potřebuje poměrně brutální výpočetní výkon procesoru počítače). Někteří výrobci jdou ještě dál a nabízejí pro oversampling přímo hardwarová specializovaná zařízení, běžící na jejich vlastních algoritmech a optimalizovaná právě na tuto činnost. Slavný Chord Hugo M Scaler není nic jiného. Kdo měl možnost slyšet M Scaler ve spolupráci s Chord Hugo TT2, určitě mi dá za pravdu, že přínos je poměrně velký. Pravda výrobce si to taky nechá zaplatit (cca 125 tis. Kč), což asi většinu lidí odradí.

Krom Chordu M Scaler a patrně několika dalších HW zařízení existuje ještě jedna možnost vysoce sofistikovaného oversamplingu a tou je přehrávací software HQPlayer od firmy Signalyst. Vzhled vlastního přehrávače je dost spartánský, uživatelsky značně nepřívětivý, nebojím se napsat kostrbatý (musíme zapomenout například na ovládání klávesnicí). Tato vlastnost spousty experimentátorů v kombinaci s cenou odradí (cena licence je cca 7,5 tis. Kč). Ovšem skrytá síla HQPlayeru spočívá v tom, že se dá spřáhnout s některými jinými přehrávači, například s populárním nástrojem ROON. V praxi to potom funguje tak, že přehráváme v prostředí Roon, ale využívá se engine HQPlayeru. Dopady na zvuk jsou podobné jako v případě M Scaleru s tím, že je na výběr obrovské množství digitálních filtrů a tzv. Ditherů, čili jakési redukce šumu. Možností kombinací je skutečně nespočet. Dá se nastavit zda má být filtr aplikován jen při prvním převzorkování, či při každém, dokonce je možno vybrat jiný filtr na první oversampling a jiný na další převzorkování. Stejně tak je možné k filtru přiřadit libovolný Dither.

Jsou k dispozici filtry speciálně pro MQA a dál je možno převádět z PCM na DSD, či naopak. Kombinací je tolik, že si vybere každý dle svého vkusu, používaného DAC atd. Pozor ne všechny kombinace fungují, některé nejdou zvolit vůbec, někdy to nehraje, někdy dochází k výpadkům zvuku atd. Stejně tak mají různé filtry a Dithery různé nároky na výpočetní výkon. Na převzorkování z PCM signálu na DSD512, či DSD1024 zapomeňte, pokud netepe ve vašem počítači procesor Intel i9, či applovský M1. V případě grafických karet nVidia se dá do této činnosti zapojit výpočetní výkon GPU (CUDA).

Ovládání je buď přes webové rozhraní a nebo mobilní aplikaci HQPDcontrol na iOS i Androidu. Přiznám se, že jsem vždycky záviděl uživatelům Roonu možnost spřažení s HQPlayerem. Sám využívám software Audirvana, který toto bohužel neumožňuje. Roon nemám, protože bych využil jen zlomek jeho funkcí, multiroom v bytě opravdu nevyužiju, prostředí a neschopnost číst cue mi též nevyhovuje.
Leč před nedávnem jsem zjistil, že existují dvě verze přehrávače HQPlayer. Klasická desktop verze a potom tzv. HQPlayer Embedded. Ve druhém případě se jedná vlastně o samostatný operační systém – linuxovou distribuci, která existuje ve verzích pro klasické počátače, ale rovněž například pro populární jednodeskové minipočítače Raspberry Pi. Zařízení se potom chová jako síťový přehrávač a lze na něj poslat zvuk například z PC, třeba ze zmíněné Audirvany. To mě přimělo pokusit se takové zařízení sestavit.

Vždycky jsem považoval za slabý článek svého poslechového řetězce USB výstup mého iMacu, který krmí převodník RME ADI-2 DAC FS. Zabýval jsem se myšlenkou sestrojit jakýsi bridge, který zarušené USB obejde. Jedna z možností byla využít zmíněné Raspberry Pi. Filozofie je taková, že na „malině“ poběží nějaký operační systém, signál do ní půjde po síti a potom dle zvolené rozšiřující karty do převodníku buď přes „čisté“ USB, digitální koaxiální SPDIF výstup, nebo optikou. Karet je poměrně velké množství, některé obsahují DAC a mají RCA výstupy přímo do zesilovače, některé mají digitální výstup, ať už USB, coax, optiku, či exotické AES, tedy symetrický digitální výstup, který umožňují přijímat např. převodníky Topping. Operačních systémů je několik, nejznámější jsou Volumio, Moode Audio, Ropeee atd. Jedno mají společné, jsou to upravené linuxy a vesměs umí sloužit jako Roon endpointy a UPnP streamery, podporují často Airplay a podobně. No a samozřejmě to hlavní, lze použít i HQPlayer Embedded.

K vlastní stavbě zařízení je třeba Raspberry Pi 4B, ideálně varianta s 8GB RAM, případně 4GB. V dnešní době trošku problém, vlivem obecného nedostatku čipů poměrně nedostatkové zboží, navíc skoupené spekulanty, kteří to prodávají za několikanásobky původní ceny. Dále je třeba nějaká rozšiřující karta (lze využít i přímo USB výstup z Raspberry, ale tam bych se obával zarušení). Karty jsou v ceně stokorun až jednotek tisíc a buď sami obsahují převodník, či dokonce zesilovač ve třídě D, mají digitální výstupy atd. Kromě toho je zapotřebí napájecí zdroj. Může to být nabíječka od telefonu schopna dát proud 3A s koncovkou USB-C, nebo třeba drahý kvalitní lineární zdroj. Od kvality napájení se samozřejmě odvíjí kvalita zvuku, ale tak je to u veškerého audia. A nakonec ještě krabička – ty se prodávají dle konkrétní rozšiřující karty. Samozřejmě je třeba ještě microSD karta, na kterou se nainstaluje operační systém. Vlastní operační systémy bývají zdarma i placené, obsahují například Spotify či Tidal klienty, umí hrát z NAS, připojeného disku atd. Variabilita těchto zařízení je neuvěřitelná, každý si poskládá dle účelu co chce v různých kvalitativních úrovních. Pokud se někdo usmívá nad kvalitou zvuku takového zařízení, tak vězte, že rozšiřující karty s DAC v ceně 1-2 tisíce Kč mají zvukovou kvalitu komerčních převodníků za minimálně desetinásobek ceny. Ostatně streamer Volumio Primo postavený na těchto technologiích a kartách Allo získal cenu EISA v kategorii digitální zdroje za rok 2020-2021.

Já jsem zvolil vlastně zlatou střední cestu Raspberry Pi 4B 4GB, kartu Allo DigiOne, zdroj Allo Nirvana a krabičku pro DigiOne. Cenově vyšlo zařízení mnou pracovně nazvané „Hugo M Scaler pro socky“ asi takto:

Raspberry Pi 4: 1.650Kč
Karta Allo DigiOne: 2.160Kč
Zdroj Allo Nirvana: 2.070Kč
Krabička 360Kč
MicroSD karta 64GB 220Kč.
Licence HQPLayer Embedded 5.0: 7.755Kč

Tedy bratru 14.000Kč plus ethernetový a digitální koaxiální kabel. Lze to postavit levněji, s nižší kvalitou zvuku, i podstatně dráž (karta Allo DigiOne Signature, nebo pro USB Allo USBridge, či pro AES vstup převodníku karta PI2AES, zdroj Allo Shanti a podobně). Takže jsme cca na desetině ceny Chord Hugo M Scaler. Dopady na zvuk a vlastní kvalita zvuku srovnatelné. Pokud použijeme filtr sinc-M a Dither LNS15, dosahuje to 1 mio taps, tedy výkon právě M Scaleru, žel je to na hraně HW možností 4GB Raspberry Pi 4B. Samozřejmě se nejedná o krásný Chord ve špičkovém balení, ale o DIY stavbu (kterou lze doplnit o dotykový displej atd), je velice pravděpodobné, že některé algoritmy a filtry M Scaleru jsou na vyšší úrovni, ovšem pokud chce člověk upgradovat vlastnosti poměrně vychytaného zvukového řetězce ještě výš, je toto solidní a současně zaplatitelná cesta.

HQPlayer lze samozřejně nainstalovat na běžné PC, i jako virtuální stroj, či do NUC minipočítače, kde pak lze provádět konverzi do DSD, což posunuje vlastnosti ještě podstatně výše, ovšem daní je o něco vyšší cena, spotřeba energie atd.

Sám jsem si stavbou tohoto zařízení potvrdil správnost úvahy, že USB výstup z počítače není ideální pro lepší audio aplikace, i když má DAC dobrou vstupní filtraci (jako že RME má). Po sestavení zařízení jsem na něj nenahodil HQPlayer, ale zkušebně Moode Audio, takže se z něj stal „pouze“ streamer. Co se týče zvuku, byl to obrovský kvalitativní skok. Přirovnal bych to ke zraku. Pokud máte vadu zraku, řekněme 0,5 dioptrie na dálku a neřešíte to, žijete s tím docela šťastně a nic vám nechybí. A pak si jednoho krásného dne nasadíte brýle. A najednou u 100 m vzdáleného stromu vidíte místo zelené plochy každý lístek, každý detail. A tady je to stejně, ovšem se zvukem. Značný posun v kvalitě výsledného zvuku srovnatelný s koupí lepšího převodníku, či zesilovače. A co se týče vlastního HQPlayeru? Kdo nezkusil HQP, či neslyšel Hugo M Scaler nepochopí.
Snad to vystihnu větou: Moje sestava nikdy nehrála tak dobře, jako teď.

Autor: MatesK