Что такое ЦАП для Raspberry Pi. Зачем нужен качественный ЦАП. Какие модели ЦАП подходят для разных задач. Как выбрать оптимальный ЦАП для своего проекта на Raspberry Pi.
Что такое ЦАП и зачем он нужен для Raspberry Pi
ЦАП расшифровывается как цифро-аналоговый преобразователь. Это устройство, которое преобразует цифровой аудиосигнал в аналоговый, который можно подать на усилитель или наушники. Raspberry Pi имеет встроенный аудиовыход, но его качество оставляет желать лучшего. Поэтому для получения качественного звука рекомендуется использовать отдельный ЦАП.
Основные преимущества использования качественного ЦАП для Raspberry Pi:
- Значительно более высокое качество звука по сравнению со встроенным аудиовыходом
- Поддержка высоких разрешений аудио (до 192 кГц / 24 бит)
- Низкий уровень шумов и искажений
- Возможность подключения к Hi-Fi системам
- Дополнительные функции вроде аппаратной регулировки громкости
Обзор популярных моделей ЦАП для Raspberry Pi
На рынке представлено множество моделей ЦАП для Raspberry Pi от разных производителей. Рассмотрим наиболее популярные варианты:
HiFiBerry DAC+ Light
Это бюджетный вариант ЦАП от известного производителя HiFiBerry. Основные характеристики:
- Чип PCM5122
- Поддержка разрешения до 192 кГц / 24 бит
- Низкий уровень шума -110 дБ
- Отсутствие аппаратной регулировки громкости
- Невысокая цена
Подойдет для тех, кому нужен недорогой, но качественный ЦАП без дополнительных функций.
HiFiBerry DAC+ Pro
Более продвинутая модель от HiFiBerry со следующими особенностями:
- Высококачественный чип PCM5142
- Собственный источник тактового сигнала
- Аппаратная регулировка громкости
- Улучшенная фильтрация питания
- Поддержка DSD
Этот ЦАП обеспечивает отличное качество звука и подойдет для требовательных аудиофилов.
IQaudIO DAC+
Еще один популярный вариант ЦАП для Raspberry Pi:
- Чип PCM5122
- Поддержка разрешения до 384 кГц / 32 бит
- Аппаратная регулировка громкости
- Совместимость с большинством аудиоплееров
- Доступная цена
IQaudIO DAC+ предлагает хороший баланс цены и качества.
Как выбрать оптимальный ЦАП для Raspberry Pi
При выборе ЦАП для Raspberry Pi стоит учитывать следующие факторы:
- Качество используемого ЦАП-чипа
- Максимальное поддерживаемое разрешение аудио
- Наличие аппаратной регулировки громкости
- Уровень шумов и искажений
- Дополнительные функции (DSD, балансный выход и т.д.)
- Совместимость с вашей аудиосистемой
- Бюджет
Для большинства пользователей оптимальным выбором будет ЦАП среднего уровня с хорошим соотношением цена/качество. Если вы настоящий аудиофил, то стоит присмотреться к топовым моделям вроде HiFiBerry DAC+ Pro.
ЦАП с дополнительными функциями
Некоторые модели ЦАП для Raspberry Pi предлагают дополнительные возможности помимо воспроизведения звука:
ЦАП с АЦП
Такие модели позволяют не только выводить звук, но и записывать его. Например, HiFiBerry DAC+ ADC имеет дополнительный аналого-цифровой преобразователь. Это позволяет использовать Raspberry Pi для записи звука с микрофона или линейного входа.
ЦАП с DSP
Модели вроде HiFiBerry DAC+ DSP оснащены цифровым сигнальным процессором. Это позволяет выполнять обработку звука прямо на аппаратном уровне — настраивать эквалайзер, применять различные эффекты и фильтры.
ЦАП с RTC
Некоторые специализированные модели, например HiFiBerry DAC+ RTC, оснащены часами реального времени с батарейным питанием. Это может быть полезно в проектах, где требуется точное время даже при отсутствии подключения к интернету.
Настройка и использование ЦАП с Raspberry Pi
Процесс подключения и настройки ЦАП для Raspberry Pi обычно достаточно прост:
- Подключите ЦАП к GPIO-разъему Raspberry Pi
- Включите поддержку ЦАП в конфигурационном файле config.txt
- Установите необходимые драйверы (если требуется)
- Настройте вывод звука на ЦАП в аудиоплеере
Большинство популярных аудиоплееров для Raspberry Pi (Volumio, Moode, PiMusicBox и др.) имеют встроенную поддержку распространенных моделей ЦАП. Это значительно упрощает настройку.
Альтернативы отдельному ЦАП
Если вам не требуется максимально высокое качество звука, существуют альтернативные варианты улучшения аудиовыхода Raspberry Pi:
- USB звуковые карты — недорогое решение с приемлемым качеством звука
- HDMI-аудиоэкстракторы — позволяют получить аналоговый звук из HDMI-выхода
- Bluetooth-передатчики — для беспроводного подключения к колонкам или наушникам
Однако для получения действительно качественного звука рекомендуется использовать специализированный ЦАП.
Заключение
Качественный ЦАП — это отличное дополнение к Raspberry Pi для создания высококлассных аудиосистем. На рынке представлен широкий выбор моделей на любой вкус и бюджет. При выборе ЦАП стоит ориентироваться на свои потребности и особенности конкретного проекта. С правильно подобранным ЦАП ваш Raspberry Pi сможет обеспечить звук, не уступающий дорогим аудиоплеерам.
Подключение аудио ЦАП к Raspberry Pi – andGINEER – Andrey Sorokin, engineer
Если вы хотите сделать интернет-приемник, то самый простой вариант — взять Raspberry Pi, подключить к ней ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь, на английском DAC) и нравящуюся вам акустику с усилителем. Ну и поставить то приложение, которое вам нравится (volumio, rune audio, max2play etc). Управлять им вы будете со своего телефона, т.е. на самом интернет-приемнике у вас не будет никаких элементов управления и его можно, например, спрятать за фальш-потолок.
ЦАП нужен потому, что из разъема для наушников у Raspberry Pi качество звука ниже любой критики, тут речь не об аудиофилии, а просто чтобы уши не болели.
Альтернативы I2S DAC
Вместо I2S DAC можно использовать любой HDMI-Video/audio преобразователь (ищется на
aliexpress по строке “hdmi rca”. Это коробочка, куда втыкается
на вход HDMI и на выходе разъемы RCA “тюльпаны” — желтый видео и белый/красный аудио).
Вместе с нужным для него HDMI кабелем будет стоить примерно как и описываемые ниже I2S DAC,
так что тут скорее дело вкуса, что использовать.
Конечно, с точки зрения программы это совершенно иной способ вывода звука (не управление ЦАП по I2S интерфейсу, а вывод звука на HDMI), но для вас это просто переключатель в веб-интерфейсе volumio.
Варианты I2S DAC PCM5102 на aliexpress
Искать эти платы на aliexpress проще по строке “Raspberry Pi PCM5102”.
Это отличная альтернатива HiFiBerry, стоящей $35. Модели на aliexpress более чем в четыре раза дешевле.
Сраненение PCM5102 или PCM5122 — что лучше
HiFiBerry ранних моделей (DAC) построены ровно на той же микросхеме, что и платы с aliexpress (PCM5102).
Новые HiFiBerry (DAC+) — на PCM5122 которая в основном отличается наличием аппаратной регулировки
громкости.
Если вы регулируете громкость на усилители (и это самый правильный вариант с точки зрения
качества звука), то вам эта возможность просто не нужна.
При желании регулировать через интерфейс, например, volumio, вы можете включить software volume control —
теоретически это снижает качество, но на практике вряд ли вы это заметите.
| Вывод на RCA разъемы | Вывод на разъем для наушников |
Китайцы на них пишут, что это Raspberry Pi HAT-платы, но это не совсем правда.
Они подключаются к HAT разъему raspberry pi, но их нельзя просто вставить в него, как HiFiBerry.
В принципе, для подключения паяльник не обязателен, если речь о первом варианте платы и новых raspberry pi (не zero, на которой разъем расширения не распаян) — тогда можно соединить штырьки разъемов с помощью контактных проводов. Найти такие провода можно на aliexpress по строке “wires female to female dupont” — как правило, они цветные, на концах разъемчики (вам нужен вариант female — female).
Raspberry Pi A/B
На самых-самых ранних Raspberry Pi нужные для ЦАП контакты не выведены ни на какой разъем, но вообще
есть на плате, и в интернете вы можете найти соответствующие схему. Вряд ли у вас такая модель,
поэтому ниже я о них не пишу.
Если у вас чуть более свежие Raspbery Pi первой модели, но до “+” варианта, то нужные
для ЦАП контакты находятся на 8-контактном разъеме P1.
Обычно P5 не распаян. Можете посмотреть видео, как его распаивать
на сайте HiFiBerry.
Подробнее о P5 можно прочитать
Raspberry Pi P5 Header.
Обратите внимание, что разъем подразумевается к установке с обратной стороны платы (хотя в
видео про HiFiBerry его паяют с той же стороны, что и основной разъем расширения).
Поэтому четные-нечетные контакты в P5 с противоположной стороны от того, как в основном
разъеме P1.
Проверить себя, можно померив напряжение — на контакте P5-1 должно быть 5В, на контакте P5-2 3.3В, оба последних контакта P5, P5-7 и P5-8 — земля.
Raspberry Pi A+/B+, Raspberry Pi 2, Raspberry Pi 3, Raspberry Pi Zero
Все нужные контакты находятся на основном 40-контактном разъеме расширения.
J8 и состоит из 26 контактов старого разъема P1, и новых контактов.Строго говоря, тех контактов, что были выведены на P5, в J8 нет. Но программно обеспечивается совместимость,
поэтому можно подключать ЦАП на старых моделях к P1 и P5, а на новых к J8.
Как подключить I2S DAC к Raspberry Pi
Первый вариант ЦАП:
| DAC | Pi A/B | Pi A+/B+, Pi2, Pi3, PiZ | PCM5102 |
|---|---|---|---|
| Vcc (+5v) | P5-1 | J8-2 | |
| +3.3v (not used, just to check youself) | P5-2 | J8-1 | |
| BCK | P5-3 | J8-12 | Audio data bit clock input |
| LRCK(LCK) | P5-4 | J8-35 | Audio data word clock input |
| DATA(DIN) | P5-6 | J8-40 | Audio data input |
| Gnd | P5-7 | J8-39 |
В описании ЦАП китаец пишет, что неверно обозначены BCK и DATA, но, наверно, это относится
к ранним модификациям платы — на моей крайний разъем обозначен BCK, и так его и надо подключать.
Второй вариант ЦАП:
К первому варианту добавляются контакты:
| DAC | Pi A/B | Pi A+/B+, Pi2, Pi3, PiZ | PCM5102 |
|---|---|---|---|
| GND | P1-6 | J8-6 | |
| FLT (gnd) | P1-14 | J8-14 | Filter select : Normal latency (Low) / Low latency (High) |
| DMP (gnd) | P5-8 | J8-20 | ?De-emphasis control for 44.1kHz sampling rate(1): Off (Low) / On (High) |
| SCL | P1-5 | J8-5 | ?System clock input |
| FMT (gnd) | P1-18 | J8-18 | Audio format selection : I2S (Low) / Left justified (High) |
| XMT (3.3v) | P1-1 | J8-1 |
Подробно разъемы для интересующихся расписаны на вики:
RPi Low-level peripherals.
PCM5102 datasheet
Как настроить ЦАП в Volumio
- Откройте в веб-браузере интерфейс вашего volumio — если volumio у вас один, то открыть его можно по адресу http://volumio.local
- Нажмите на шестеренку справа вверху окна volumio
- Выберите пункт меню
Playback - Включите переключатель I2S DAC и в I2S driver выберите
Generic I2S DAC - Нажмите
Apply - Volumio предупредит, что нужна перезагрузка raspberry pi — разрешите перезагрузку
1880 руб. Звуковая карта Raspberry Pi 2 и Pi 3, PiFi DAC+ v2.0
Звуковая карта Raspberry Pi 2 и Pi 3, PiFi DAC+ v2.0 создана для создания на базе Raspberry аудиоустройств с высоким качеством воспроизведения звукового потока. Применение этого расширительного модуля обусловлено тем, что одноплатные мини-компьютеры серии Raspberry Pi не несут на своей базе звукового входа/выхода. По сути, это продвинутый цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП или DAC), который позволяет без потери в качестве преобразовывать цифровой аудиосигнал в аналоговый.
Можно выделить следующие преимущества звуковой карты:
— компактные габариты;
— низкая стоимость;
— высокое качество звука;
— простая установка и настройка.
Плата расширения подключается с помощью стандартного для «малины» GPIO порта. При этом контактные ножки имеют золотое напыление, что позволяет снизить потери при передаче сигнала, а также обеспечить постоянный импендас. Подключение без USB-интерфейса тоже способствует увеличения качества звука на выходе. Звуковая карта полностью совместима со всей линейкой микрокомпьютеров линейки Raspberry Pi. Сразу после установки DAC Raspberry и подачи питания на нее, устройство буде полностью готово к использованию и дальнейшей настройке.
Технические характеристики
Разработчики внедрили в плату все необходимое для создания собственного бюджетного Hi-Fi плеера. К основным техническим характеристикам платы расширения можно отнести следующие качества:
— Плата создана на базе эффективного и компактного чипа PCM5122.
— На звуковой карте присутствует интерфейс I2S для плавной настройки громкости и параметров частоты без потери качества.
— Звуковая карта поддерживает частоту дискретизации на уровне 384 кГц при искажении 93 дБ и динамическом диапазоне 112 дБ.
— Звуковое расширение имеет возможность получения независимого питания от усилителя, что позволяет снизить нагрузку на микрокомпьютер.
— В плату интегрированы светодиоды для мониторинга состояния питания и работы ЦАП.
Стоит обратить внимание, что minijack 3,5 мм на звуковой карте предусмотрен преимущественно для подключения внешнего усилителя. Если вы планируете использовать этот интерфейс для непосредственного подключения наушников, то можно не добиться ожидаемого результата.
Особенности звуковой карты
Звуковая карта PiFi Raspberry позволяет уверенно работать с такими популярными устройствами, как volumio, XBMC или другими аналогами. На базе платы расширения присутствуют два стандартных для аудиооборудования RCA разъема для получения и передачи аудиосигнала.
Внешнее питание подключается без необходимости пайки, что позволяет снизить уровень шума при воспроизведении аудиосигнала. Компактные размеры устройства открывают возможность разработки стильных и Hi-Fi плееров в небольшом корпусе.
Зачем нужен ЦАП для Raspberry Pi
Сегодня многие люди причисляют себя к меломанам и аудиофилам, соответственно, им важно слушать музыку в высоком качестве. Может показаться, что создание плеера на базе Raspberry Pi и дополнительной звуковой карты является нецелесообразным решением. Сегодня практически у каждого человека в распоряжении есть оборудование для воспроизведения музыки:
— компьютеры и ноутбуки;
— смартфоны и планшеты;
— MP3-плееры;
— телевизоры.
При таком разнообразии может показаться, что нет смысла создавать дополнительное устройство для прослушивания музыки. Но настоящие аудиофилы знают, что такой подход не позволит полноценно наслаждаться любимыми треками.
Чтобы понять, почему стоит купить DAC Raspberry для разработки собственного Hi-Fi плеера, нужно разобраться с некоторыми техническими моментами.
Модули ЦАП или DAC являются преобразователями цифрового аудиосигнала в аналоговый, который воспринимают наушники, динамики и другие акустические устройства. Но практика показывает, что ЦАП в большинстве компьютеров и мобильных устройств имеет низкое качество. Специализированная плата Raspberry Pi 2 и Pi 3, PiFi DAC+ v2.0 специально разрабатывалась для качественного конвертирования звуковых сигналов. Ее характеристики значительно превосходят аналогичные показателей встроенных DAC практически любой техники.
На рынке широко представлены готовые Hi-Fi плееры, но их стоимость может смутить любого меломана. Плата PiFi Raspberry позволяет без лишних затрат создать устройство для прослушивания музыки в действительно высоком качестве. Кроме того, процесс разработки и создания собственного Hi-Fi плеера очень увлекателен. Разработчик может дополнить оборудование различными опциями, к примеру, динамической подсветкой, оформить его в оригинальном корпусе, а также подключить сенсорный дисплей для управления и отображения информации.
ЦАП HiFiBerry | HiFiBerry
HiFiBerry DAC
HiFiBerry DAC
DAC расшифровывается как «цифро-аналоговый преобразователь». Он предназначен для преобразования цифровых аудиоданных с вашего Raspberry Pi в аналоговый выход, который вы можете подключить к внешнему усилителю или ресиверу. HiFiBerry предлагает широкий ассортимент продуктов ЦАП — вы найдете что-то для каждого случая использования. Все наши звуковые карты разработаны с учетом качества звука. Все наши платы поддерживают не только звук качества CD (44,1 кГц/16 бит), но и воспроизведение звука высокого разрешения с 192 кГц/24 бит.
Все показанные здесь платы работают со всеми Raspberry Pi, оснащенными 40-контактным разъемом GPIO.
Автономные ЦАП
DAC+ Light
Наш ЦАП начального уровня. Если вы ищете хорошее качество звука, но вам не нужны такие функции, как автоматическая настройка с помощью HAT или аппаратная регулировка громкости, и у вас ограниченный бюджет, эта плата для вас.
DAC+ Standard
Функция DAC+ обеспечивает автоматическое обнаружение с использованием встроенной EEPROM и аппаратного регулятора громкости. Также доступна версия с телефонным разъемом.
DAC+ Pro
Хотите больше? Взгляните на DAC+ Pro. Он поставляется с собственным источником тактового сигнала, который обеспечивает стабильные системные часы, независимые от Raspberry Pi. Многие предпочитают DAC+ Pro.
DAC+ Pro XLR
Основан на том же дизайне, что и DAC+ Pro. В нем используется сбалансированный выходной каскад, рассчитанный на работу даже с очень длинными кабелями. Это хороший выбор, если ваш усилитель имеет симметричные (XLR) входы.
ЦАП2 HD
Вы просто ищете лучшее? Следите за новостями о DAC2 HD. По сравнению с нашим DAC+ Pro, новый DAC2 HD обеспечивает еще более низкий уровень искажений и более широкий динамический диапазон. Это наша топ-модель. Он также поставляется с заголовком DSP, который позволяет добавить модуль DSP, чтобы иметь дополнительные возможности цифровой обработки сигналов — непосредственно на оборудовании.
Мы уверены, что он превзойдет большинство внешних ЦАП! Вы нам не верите? Просто попробуйте — мы предлагаем гарантию возврата денег.
ЦАПы с дополнительными входами
Иногда вам нужны не только возможности воспроизведения, но и запись звука. Для таких случаев ваши продукты DAC+ ADC объединяют наш DAC+ с дополнительным аналого-цифровым преобразователем (АЦП) высокого разрешения.
DAC+ ADC
Эта плата объединяет или DAC+ с дополнительным входом. Вход предназначен для работы с линейными входами, но также может использоваться с динамическими микрофонами. Он не поддерживает электретные микрофоны, требующие питания от платы. Выбор входного усиления осуществляется с помощью перемычек на плате.
DAC+ ADC Pro
Это комбинация DAC+ Pro с дополнительным входом. Вход более гибкий, чем на ЦАП + АЦП. Вы можете настроить входное усиление с помощью программного обеспечения (alsamixer), он может питать электретные микрофоны, и есть даже симметричный вход (на штырьковом разъеме вам нужно использовать кабель-адаптер, чтобы использовать его с разъемами XLR или телефонными разъемами 6,3 мм.
ЦАП специального назначения
DAC+ DSP
Эта плата сочетает в себе мощный цифровой сигнальный процессор с высококачественным выходом ЦАП.Используя встроенный конструктор фильтров HiFiBerryOS или SigmaStudio, вы можете создавать эквалайзеры, аудиомаршрутизацию и многое другое.
DAC+ RTC
Разработанный специально для OEM-клиентов, которым требуются часы реального времени, DAC+ RTC представляет собой комбинацию ЦАП начального уровня со встроенными часами реального времени с резервным питанием от батареи. Это означает, что вы всегда можете использовать правильное время. Мы знаем, что это особенно важно для систем, которые зависят от правильного времени, но не всегда имеют идеальное подключение к Интернету.
DAC+ Zero
Простой, но недорогой ЦАП для Raspberry Pi Zero. Он поставляется без таких функций, как HAT EEPROM или регулятор громкости, но по-прежнему предлагает звук высокого разрешения при очень маленьком размере и низкой цене. 0005
HiFiBerry ЦАП | HiFiBerry
HiFiBerry DAC
HiFiBerry DAC
DAC расшифровывается как «цифро-аналоговый преобразователь». Он предназначен для преобразования цифровых аудиоданных с вашего Raspberry Pi в аналоговый выход, который вы можете подключить к внешнему усилителю или ресиверу. HiFiBerry предлагает широкий ассортимент продуктов ЦАП — вы найдете что-то для каждого случая использования. Все наши звуковые карты разработаны с учетом качества звука. Все наши платы поддерживают не только звук качества CD (44,1 кГц/16 бит), но и воспроизведение звука высокого разрешения с 192 кГц/24 бит.
Все показанные здесь платы работают со всеми Raspberry Pi, оснащенными 40-контактным разъемом GPIO.
Автономные ЦАП
DAC+ Light
Наш ЦАП начального уровня. Если вы ищете хорошее качество звука, но вам не нужны такие функции, как автоматическая настройка с помощью HAT или аппаратная регулировка громкости, и у вас ограниченный бюджет, эта плата для вас.
DAC+ Standard
Функция DAC+ обеспечивает автоматическое обнаружение с использованием встроенной EEPROM и аппаратного регулятора громкости. Также доступна версия с телефонным разъемом.
DAC+ Pro
Хотите больше? Взгляните на DAC+ Pro. Он поставляется с собственным источником тактового сигнала, который обеспечивает стабильные системные часы, независимые от Raspberry Pi. Многие предпочитают DAC+ Pro.
DAC+ Pro XLR
Основан на том же дизайне, что и DAC+ Pro. В нем используется сбалансированный выходной каскад, рассчитанный на работу даже с очень длинными кабелями. Это хороший выбор, если ваш усилитель имеет симметричные (XLR) входы.
ЦАП2 HD
Вы просто ищете лучшее? Следите за новостями о DAC2 HD. По сравнению с нашим DAC+ Pro, новый DAC2 HD обеспечивает еще более низкий уровень искажений и более широкий динамический диапазон. Это наша топ-модель. Он также поставляется с заголовком DSP, который позволяет добавить модуль DSP, чтобы иметь дополнительные возможности цифровой обработки сигналов — непосредственно на оборудовании.
Мы уверены, что он превзойдет большинство внешних ЦАП! Вы нам не верите? Просто попробуйте — мы предлагаем гарантию возврата денег.
ЦАПы с дополнительными входами
Иногда вам нужны не только возможности воспроизведения, но и запись звука. Для таких случаев ваши продукты DAC+ ADC объединяют наш DAC+ с дополнительным аналого-цифровым преобразователем (АЦП) высокого разрешения.
DAC+ ADC
Эта плата объединяет или DAC+ с дополнительным входом. Вход предназначен для работы с линейными входами, но также может использоваться с динамическими микрофонами. Он не поддерживает электретные микрофоны, требующие питания от платы. Выбор входного усиления осуществляется с помощью перемычек на плате.
DAC+ ADC Pro
Это комбинация DAC+ Pro с дополнительным входом. Вход более гибкий, чем на ЦАП + АЦП. Вы можете настроить входное усиление с помощью программного обеспечения (alsamixer), он может питать электретные микрофоны, и есть даже симметричный вход (на штырьковом разъеме вам нужно использовать кабель-адаптер, чтобы использовать его с разъемами XLR или телефонными разъемами 6,3 мм.
ЦАП специального назначения
DAC+ DSP
Эта плата сочетает в себе мощный цифровой сигнальный процессор с высококачественным выходом ЦАП.Используя встроенный конструктор фильтров HiFiBerryOS или SigmaStudio, вы можете создавать эквалайзеры, аудиомаршрутизацию и многое другое.
DAC+ RTC
Разработанный специально для OEM-клиентов, которым требуются часы реального времени, DAC+ RTC представляет собой комбинацию ЦАП начального уровня со встроенными часами реального времени с резервным питанием от батареи. Это означает, что вы всегда можете использовать правильное время. Мы знаем, что это особенно важно для систем, которые зависят от правильного времени, но не всегда имеют идеальное подключение к Интернету.
DAC+ Zero
Простой, но недорогой ЦАП для Raspberry Pi Zero. Он поставляется без таких функций, как HAT EEPROM или регулятор громкости, но по-прежнему предлагает звук высокого разрешения при очень маленьком размере и низкой цене.
