USB jako interfejs audio?

Opublikowano dnia 02-10-2025

Złącza USB są wszechobecne. Universal Serial Bus (USB) - standard cyfrowej transmisji danych, którego pierwsza specyfikacja została opublikowana w 1998 roku, jest wciąż rozwijany (obecnie wersja 3.2), co chyba najlepiej świadczy o jego użyteczności.

Wprawdzie transmisja cyfrowa z racji swojej natury umożliwia uzyskanie wysokiej odporności na błędy, jednak w dalszym ciągu największą bolączką cyfrowych systemów audio jest tzw. “jitter”. Zgodnie z definicją Jitter to krótkookresowe odchylenie od ustalonych, okresowych charakterystyk sygnału, które może dotyczyć częstotliwości, amplitudy lub fazy sygnału cyfrowego, co utrudnia jego prawidłowe zdekodowanie do postaci analogowej. W rezultacie wysoki poziom jittera prowadzi do utraty szczegółowości i pojawienia się uciążliwych zniekształceń sygnału audio po jego odkodowaniu i odtworzeniu.

Tu manifestuje się największa zaleta możliwości transmisji cyfrowych danych audio przez interfejs USB a mianowicie “asynchroniczne USB audio”. W przypadku transmisji danych cyfrowych audio w trybie asynchronicznym jakość dekodowania sygnału zależy niemal całkowicie od DACa. Przetwornik DAC pobiera z bufora wyjściowego danych cyfrowych interfejsu USB tyle danych ile potrzebuje a bufor z danymi zapełnia się wtedy gdy jest miejsce. Dane czekają w buforze na ich dekodowanie przez DAC.

piCorePlayer and Audio-GD DAC

W przypadku asynchronicznego USB audio proces pobierania i dekodowania danych audio taktowany jest precyzyjnym zegarem przetwornika DAC, od którego precyzji w pełni zależy jakość otrzymanego sygnału. Tzw jitter pojawia się w bardzo ograniczonym zakresie zależnym od jakości toru cyfrowego samego przetwornika DAC. Jest to rozwiązanie działające odmiennie niż w przypadku S/PDIF gdzie od źródła sygnału audio (w którym ma miejsce wygenerowanie sygnału zegarowego) w całym torze transmisji cyfrowej aż po przetwornik DAC może powstawać szkodliwy jitter. Ponieważ to źródło sygnału S/PDIF odpowiedzialne jest za taktowanie więc nawet najdoskonalszy DAC musi w tej sytuacji dostosowywać się do zegara źródła.

Dlatego “asynchroniczne USB audio” to nie jest kolejny “bajkowy wymysł” producentów i ma niezwykle istotne, praktyczne właściwości W przypadku dobrze zaprojektowanego przetwornika DAC wyposażonego w asynchroniczne wejście USB, na jakość sygnału audio nie ma praktycznie wpływu czy pliki lub strumienie z muzyka przesyłane są ze streamera, telefonu komórkowego, laptopa czy np.… mikrokomputera Raspberry PI. Istotna jest jedynie jakość przetwornika DAC.

Z tego powodu w firmie 4HiFi asynchroniczne USB jest absolutnym standardem w używanych przez nas systemach. Dzięki zaletom tego interfejsu bez obaw stosujemy źródła cyfrowe oparte o DIY piCorePlayer i Lyrion Music Server (LMS). Wygoda i elastyczność zarówno samego LMS jak i połączenia USB sprawia, że testy i odsłuchy to sama przyjemność.

Moduł USB Amanero 384 z przetwornika DAC Audio-gd
Moduł USB Amanero 384 z przetwornika Audio-gd - przykład dobrej implementacji

Przykładem wartościowej implementacji USB Audio w trybie asynchronicznym są urządzenia Audio-gd wykorzystujące udany układ Amanero Combo384.W wysokim modelu R-8 MK3 producent zrezygnował nawet ze standardowo używanych, dedykowanych dla tego układu zegarów i wykorzystał sygnał zegarowy otrzymywany bezpośrednio z FPGA odpowiedzialnego za dekodowanie danych.