Audio101: Dac/Amp, Dac, Amp คืออะไร แตกต่างกันอย่างไร?

หลายๆคนที่ฟังเพลงมาซักพักใหญ่ๆอาจจะเคยได้ยินคำว่า “DAC” กันบ้าง บางคนอาจจะรู้แล้วว่า DAC คืออะไร แต่มีอีกหลายๆคนที่ยังคงงงและสงสัยว่า “DAC” มันคืออะไร และมีความสำคัญอย่างไร ทำไมต้องใช้ DAC ดังนั้นวันนี้เราจะมาอธิบายเกี่ยวกับเจ้า DAC เพื่อให้ทุกคนหายสงสัยและสามารถเลือกซื้อมาอัพเกรดระบบเสียงของตัวเองได้อย่างสบายใจ

ว่าแต่ DAC มันคืออะไร ?

DAC นั้นมาจากคำว่า Digital to Analog ซึ่งก็คือตัวกลางที่ทำหน้าที่แปลงจาก Digital ไปเป็นอนาล็อก นั่นเอง บางคนอาจจะงงว่าทำไมต้องแปลง Digital มาเป็นอนาล็อก นั่นก็เพราะสัญญานเสียงมันเป็นรูปแบบของอนาล็อกนั่นเอง ส่วน Digital ก็จะเป็น file เพลงต่างๆที่เราใช้ ซึ่งโดยปรกติ ลำโพงและแอมป์ทั่วๆไปจะไม่เข้าใจสัญญานแบบ Digital เราจึงต้องเปลี่ยนให้เป็นอนาล็อกเพื่อให้ลำโพงสามารถขับเสียงเพลงจาก file ที่เรามีได้ ดังนั้นมันจึงเป็นหัวใจสำคัญในการฟังเพลง เพราะถ้า DAC ที่คุณภาพมาไม่ดี ก็จะไม่สามารถให้เสียงที่ดีได้

แต่ตัว DAC เองเป็นสิ่งที่มีอยู่ทั่วไปโดยที่เราเองก็ไม่เคยรู้มาก่อน ดังนั้นเรามาทำความรู้จักกันดีกว่าว่า DAC มีอะไรกันบ้าง

แล้ว DAC/AMP คืออะไร ?

DAC/AMP ก็คือตัว DAC ที่มีภาคขยายจากแอมป์มาเพิ่มนั่นเอง เพราะตัว DAC-Amp จะมีหน้าที่ทั้งแปลงและขยายสัญญาณในตัว ซึ่งโดยปกติแล้วภายในตัว DAC จะทำหน้าที่รับข้อมูลทาง Digital โดยอาศัยทาง USB, Optical, Coaxial, AES และ l2S มาเป็น input ในการรับข้อมูลนอกจากนี้ยังสามารถรับผ่านทางไร้สายเช่น Bluetooth ได้อีกด้วย ในส่วนของ Output นั้นส่วนใหญ่จะเป็นหน้าที่ของภาค Amp โดย Amp นั้นจะมีหน้าที่ขยายสัญญาน ซึ่งในทางอุดมคตินั้น Amp ที่ดีจะต้องไปไม่สร้างความผิดเพี้ยนไปจากสัญญาณที่ออกมาจาก DAC แต่ในความเป็นจริงจะมีความเพี้ยนมากหรือน้อยนั้นขึ้นอยู่กับคุณภาพของอะไหล่การออกแบบวงจรรวมถึงการเดินสายภายในระบบอีกด้วย

ซึ่ง Output ของ Amp ในปัจจุบันนั้นจะมีหลากหลายแตกต่างแต่หลักจะมี Output เป็น Single-End คือมี Channel ซ้าย ขวาและมีกราวที่มีจุดเดียวซึ่งแทบจะ 95% ของ DAC-Amp จะมี Output มาให้โดยผ่านช่องต่อที่คุ้นเคยอย่างช่อง Unbalanced 3.5mm หรือ 6.3mm ส่วนวงจรอีกแบบนั้นคือ Balanced ซึ่งจะเป็นภาค Amp ที่แยกกราวซ้ายขวาซึ่งการสร้าง Amp ลักษณะนี้นั้นต้องทำวงจรมีซับซ้อนกว่าแบบ Single-End และใช้อะไหล่มากกว่าถึง 2 เท่าอีกด้วย ซึ่งข้อดีของวงจรแบบนี้คือมีค่า Signal to Noise Ratio (SNR) ที่ดีกว่า และมีค่า dB หรือค่าความดังที่สูงกว่าจึงทำให้ฟังดูแล้วมีความสะอาดและแยกรายละเอียดได้ดีกว่า Single-End

แล้ว DAC มีกี่แบบและมีอะไรบ้าง ?

DAC หลักๆแล้วจะแบ่งออกเป็นสองส่วนใหญ่ๆคือ DAC ที่เป็นแบบ Internal DAC และ DAC ที่เป็นแบบ External DAC ดังนั้นอันดับแรกเราต้องมาทำความรู้จักกับ Internal DAC และ External DAC กันก่อน

• Internal DAC ก็คือ ภาค DAC ที่ทำหน้าที่เป็น D/A อยู่ภายในวงจรเครื่องเสียง หรือ เครื่องเล่น DVD โดยปรกติแล้วมักจะเป็นเพียงส่วนเล็กๆส่วนนึงของระบบเท่านั้น หน้าที่หลักๆก็แค่แปลงจาก Digital มาเป็น Analog โดยไม่ได้มีการเปลี่ยนแปลงพื้นฐานของ bitrate และ sampling rate แต่อย่างใด เนื่องจากมันจะต้องอ้างอิงจาก source เป็นหลัก เช่น ถ้าเป็นเครื่องเล่น CD-Audio ตัว DAC ก็จะรองรับการทำงานในการแปลงที่ 16bit/44khz เท่านั้น หรือถ้าเป็นเครื่อง DVD-Audio ก็จะรองรับการทำงานที่ 24bit/96khz ซึ่งจะไม่มีการไปยุ่งอะไรเพิ่มเติม พูดง่ายๆ DAC เป็นเหมือนพนักงานในบริษัทธรรมดา
• External DAC ก็คือ การออกแบบโดยให้ Chip DAC เป็นพระเอก โดยภาควงจรทั้งหมดจะถูกออกแบบเพื่อเสริมประสิทธิภาพให้ DAC ทั้งหมด ไม่ว่าจะเป็นการวาง Buffer หรือ ใส่ Chip Sampling Rate Converter และยังออกแบบภาคการจ่ายไฟเพื่อให้ในระบบมีไฟมาหล่อเลี้ยงได้สเถียรภาพที่สุด การทำงานของ DAC ก็จะค่อนข้างอิสระกว่า สามารถเลือกการทำงานของ DAC ด้วย software ในระบบได้ ดังนั้นคุณภาพเสียงของ External DAC ย่อมเหนือกว่า Internal DAC เสมอ ยกเว้นเมื่อเทียบกับเกรดที่ต่ำชั้นกว่า DAC ถูกๆจัดเต็ม ย่อมสู้ DAC ชั้นสูงไม่ได้

รูปแบบของ หน่วยประมวลผลของ DAC จะมีการทำงาน 2 รูปแบบ

1. คือ DAC แบบ Single Bit

2. คือ DAC แบบ Multi-Bit

• DAC แบบ Single Bit คือ DAC ที่แปะยี่ห้อว่า 1Bit จะเป็นการทำงานแบบอนุกรม คือ ส่งข้อมูลแบบต่อกับเป็นทอดๆไปในเส้นเดียวกันหมด และใช้วิธี Oversampling เข้าไปเยอะๆ เพื่อลด noise และให้ได้คุณภาพเสียงที่ดีสุด ในอดีตคนมักเข้าใจผิดว่า DAC แบบ 1Bit เอาไว้ใช้กับเครื่องเล่นราคาถูก แต่ปัจจุบันเป็นที่รู้กันแล้วว่าเครื่องเล่นแพงๆบางตัวก็ใช้การประมวลผลแบบ 1Bit เพราะจะให้สัญญานเสียงที่บริสุทธิ์กว่าแบบ Multi-bit ส่วนมากการ DAC ชนิดนี้มักจะใช้เฉพาะใน Internal DAC เท่านั้น
• DAC แบบ Multi Bit คือ DAC ที่เราคุ้นๆก็ดี เพราะเป็น DAC ที่ใช้กันมากที่สุด ซึ่งเป็น DAC ที่ทำงานในแบบคู่ขนาน คือจะทำการส่งข้อมูลในแบบ 2 เส้นทาง ดังนั้น DAC จะเป็นคู่เสมอ เช่น 4bit , 8Bit 16bit, 20bit , 24bit, 32bit เป็นต้น โดยปรกติการทำงานแบบ Multi bit จะให้รายละเอียดเสียงได้ดีกว่าแบบ 1bit เนื่องจากการทำงานแบบ Multi bit ในระดับสูงๆเช่น 24bit ขึ้นไป จะช่วยลดปัญหาเรื่อง Jitter รวมไปถึง Quantized Noise ที่เกิดจากขั้นตอน Quantization ด้วย ซึ่ง DAC ชนิดนี้มีทั้งแบบ internal และ external

จริง ๆ แล้ว DAC แบบ Single Bit มีออกมาตั้งแต่สมัยริเริ่มของ CD Player ซึ่งในยุคที่มาตรฐานยังไม่นิ่งเหมือนปัจจุบัน ในยุคเริ่มแรกนั้น Philips เองยังใช้ DAC แบบ 14bit ด้วยซ้ำ แต่เป็น 14bit ที่ใช้วิธี Oversampling 4 เท่า เพื่อให้ได้คุณภาพเทียบเท่า 16bit ปัญหาก็คือ DAC แบบ Multi bit ในยุคแรกๆค่อนข้างมีปัญหาเรื่อง noise ในระบบ ดังนั้น จึงมีทางเลือกใหม่ขึ้นมา นั่นคือ การใช้ 1bit แล้วเพิ่มค่าแบบ Oversampling เข้าไปแทน เช่น การจะให้ใช้งานได้ถึง 16bit ตัว DAC แบบ 1Bit จะต้องเพิ่มระดับการ convert ที่ 2 ยกกำลัง 16 ( 1bit มีค่าเท่ากับ 2 ระดับ ) ที่ 1 รอบของการประมวลผลด้วย Sampling Rate ที่ 44.1khz ซึ่งด้วยอัตราคูนแบบนี้จะทำให้ค่ามันเพิ่มไปถึง 2.9Ghz เลยทีเดียว แน่นอนว่าสิ่งที่ตามมาคือ Noise เพียบ ดังนั้นวงจร 1Bit จะมาคู่กับ Low Pass Filter เสมอ เพื่อกรองเอา Noise ออก ซึ่งด้วยเทคนิคนี้ทำให้ไม่จำเป็นต้องทำงานในระดับ Multi Bit เสียงก็ดีได้เช่นเดียวกัน ซึ่งในการทำงานแบบ 1Bit ตอนนี้ มีของ 

• Philips ที่เรียกว่า BitStream โดยใช้เทคนิค PLM (Pulse Length Modulator) ซึ่งจะเป็นการ Modulate ตามความยาวของ Pulse (ความยาวของคลื่นเสียง)
• Panasonic ที่เรียกว่า Mash โดยใช้เทคนิค PWM (Pulse Width Modulator) ซึ่งจะเป็นการ Modulate ความความกว้างของ Pulse (ความกว้างของคลื่นเสียง)
• และ Delta-Sigma ที่ไม่มีใครเป็นเจ้าของ PDM (Pulse Density Modulator) ซึ่งจะเป็นการ Modulate ตามความหนาแน่นของ Pulse (ความหนาแน่นของคลื่นเสียง) 

ในอดีตนั้น DAC ยังมีความสามารประมวลผลได้ไม่ดี ดังนั้นการทำ Oversampling จะมีตัว Chip ที่ทำหน้าที่นี้ก่อนหน้าที่จะส่งไปที่ DAC เพื่อประมวลผลอีกครั้ง แต่ปัจจุบัน ตัว DAC เองมีความสามารถในการประมวลผลสูงขึ้น ดังนั้นตัว DAC เองจะมี Filter ที่ทำหน้าที่ Oversampling โดยไม่ต้องพึ่งพา Chipset ภายนอก

ภาคการรับสัญญานข้อมูลจากภายนอกของ External DAC

สมัยก่อน External DAC จะมีช่องสำหรับรองรับการทำงานจาก CD Player อยู่เพียง 2 ช่อง คือ 1 Optical และ 2. Coaxial ซึ่ง Chipset DAC พื้นฐานจะ support การทำงาน 2 ช่องทางนี้ได้อย่างสมบูรณ์ โดยจะเกิดมาเพื่อทำงานร่วมกับ CD Transport เพียงอย่างเดียว แต่ปัจจุบัน ความนิยมของ PC Audiophile มีสูงขึ้น ส่วนนึงก็เพราะความง่ายในการเก็บเพลงที่มีความละเอียดสูง และความสะดวกในการใช้งาน ดังนั้นจึงมีช่องต่อสำหรับ USB ขึ้นมา ซึ่งจริงๆช่อง USB ที่ว่านั้น ในระดับงานอย่าง Professional มีมาก่อนแล้ว ซึ่งจะเห็นได้จาก Soundcard สมัยก่อนที่มีช่อง USB ก่อนหน้าวงการ DAC ของ Audiophile ด้วยซ้ำ แต่ปัญหาของ USB คือ มันมีสิ่งที่เรียกว่า Lag Time สูงมาก เนื่องจากข้อจำกัดของการส่งข้อมูลในแบบ version 1.0 และ 1.1 ซึ่งมี Latency ค่อนข้างสูง ซึ่งเป็นปัญหาของคนทำเพลงในอดีตจนต้องหนีไปใช้ Soundcard ที่รองรับ Firewire กันเป็นส่วนใหญ่ แต่ในวงการ Audiophile นั้นใช้วิธีแก้ด้วยเทคนิคที่เรียกว่า Asyncronous USB

แล้ว Asyncronous USB คืออะไร ?

ก่อนหน้านี้ DAC ที่ใช้ USB จะใช้ระบบการส่งข้อมูลที่เรียกว่า “Adaptive USB” ซึ่งค่อนข้างมีปัญหาเพราะจะต้องไปรอ Master Clock ในตัวเครื่องคอมเพื่อประมวลผลแล้วค่อยส่งข้อมูลออกมา ซึ่งบางทีก็ส่งมาให้ได้ไม่สมบูรณ์ต่อเนื่องทำให้มีโอกาสเกิด Jitter ค่อนข้างสูง และยังรองรับความละเอียดสูงสุดแค่ 16bit/48k เท่านั้น ด้วยปัญหาดังกล่าวทำให้ช่วงแรกๆ ตัว USB DAC เลยไม่ค่อยได้รับความนิยมในวงการ Audiophile 

แต่ปัจจุบันได้มีเทคนิคใหม่เกิดขึ้นมานั่นคือ “Asycronous USB” ซึ่งมาแก้ปัญหาได้อย่างตรงจุดกว่า ด้วยเทคนิคที่อาศัย Master Clock ในตัว DAC เลย และมี Buffer ทำหน้าที่รองรับข้อมูลก่อนส่งต่อไปให้ DAC ประมวลผล โดยไม่ต้องไปใส่ใจการคำนวน Clock ของคอมพิวเตอร์ สิ่งที่ได้คือ โอกาสเกิด Jitter ต่ำมาก และรองรับความละเอียดได้สูงขึ้น โดยรองรับได้ถึง 24bit/192k และด้วยวิธีนี้เอง ทำให้ DAC แบบ Asyncronous USB แจ้งเกิดในวงการ Audiophile ได้อย่างเต็มตัว

แล้ว Chip DAC ตัวไหนบ้างที่นิยมใช้ในการออกแบบ DAC ?

อันที่จริงมีผู้ผลิต Chip DAC หลายแบรนด์มากๆ แต่ที่ใช้งานที่เน้นคุณภาพเสียงโดยเฉพาะจะมีที่นิยมกันอยู่ไม่กี่แบรนด์ และส่วนใหญ่ก็จะเป็นแบรนด์ที่มีชื่อเสียงในวงการนี้มาอย่างยาวนาน และนี่คือแบรนด์ที่เรียกได้ว่าเป็นระดับท๊อป ๆ ของผู้ผลิตชิฟ DAC เลยทีเดียว

ทำไมถึงต้องใช้ DAC-Amp

โดยปกติอุปกรณ์ทุกตัวไม่ว่าจะเป็น Computer หรือ Smartphone จะมี DAC-Amp ติดตัวมาอยู่แล้วเพียงแต่เป็นวงจรขนาดเล็กและคุณภาพเพียงแค่พอใช้หรือแค่มีเสียงเท่านั้น แต่การใช้ DAC-Amp ภายนอกนั้นแทบจะเรียกว่าเปิดโลกของเสียงใหม่ต้องหมดไม่ว่าจะเป็นความชัด การแยกแยะเสียง รวมถึงรายละเอียดต่างๆจะเพิ่มขึ้นไปอีกมาก นอกจากนี้ยังมีแรงขับมากกว่าที่จะใช้กับหูฟังประเภท headphone แบบ over-ear ได้ดีกว่าอย่างชัดเจน

DAC-Amp เพิ่มคุณภาพเสียงให้กับ Audio System ได้

DAC-Amp เป็นสิ่งสำคัญมากที่สุดชิ้นหนึ่งสำหรับระบบเสียง

เป็นอย่างไรบ้างครับ กับการที่ได้รู้จักกับ DAC-Amp มากยิ่งขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง DAC chip ภายที่มีผลต่อเสียงมากที่สุดรวมถึงประเภทและแบรนด์นั้นก็มีแนวเสียงที่แตกต่างกันออกไปจึงทำให้ DAC-Amp แต่ละตัวนั้นจะไม่ได้ Match กับ System หูฟังทุกตัว

ดังนั้นการเลือกซื้อ DAC-Amp นั้น เราควรจะคำนึงถึงความ Matching เป็นอันดับต้นหลังจากงบประมาณและประเภทของ DAC-Amp และสำหรับใครที่สนใจสินค้าประเภท DAC / Amplifier ก็อย่าลืมแวะช้อปปิ้งกันที่ Mercular.com นะคร้าบบบบ :D