Srovnávací test zvukových karet
13.11.2006, Martin Šejnoha, recenze
Poslední test zvukových karet se na Světu hardware konal více než před rokem. Od té doby se mnohé změnilo, a proto jsme se rozhodli opět podobný test uskutečnit. Testu se zúčastnily karty M-Audio Revolution 5.1, Revolution 7.1, Creative Audigy 1 a 2, Creative X-Fi Platinum a Extreme Music. Zajímá vás kvalita analogové části, případně výkon ve hrách? Zaměření testu je primárně na kvalitu zvuku. Doplněno o popis testovací aparatury.
Kapitoly článku:
V dnešní době je na zvukovou kartu kladeno množství požadavků, konkretizovat je lze pouze dle předpokládaného použití zvukové karty. Například pro hráče počítačových her není až tak podstatná věrnost přednesu a odstup signálu od šumu, jako spíše zatížení procesoru při generování efektů ve více než dvoukanálovém režimu. Zcela jinak je to u uživatelů, kteří si na kvalitní poslech potrpí. Těm jsou všemožné druhy efektů k ničemu, zajímat by je měla hlavně kvalita použitých D/A (digitálně analogových) převodníků a analogových obvodů karty. Vytížení procesoru při přehrávání zde vzhledem k výkonům dnešních počítačů na rozdíl od předchozího případu také nehraje podstatnou roli.
Další skupinou (mnohem menší než předchozí) jsou hudebníci a nahrávací studia. Tato skupina lidí má nejvyšší nároky na kvalitu nejen D/A, ale i A/D (analogově digitálních) převodníků a příslušných analogových obvodů. Potřebují totiž zaznamenat přesně to, co nástroj vyloudí a mikrofon zachytí. Karta toho musí i co nejméně přidat. Tím myslím hlavně šum a zkreslení. Dalším specifickým požadavkem této skupiny je velký počet nahrávacích vstupů, což je důležité, aby se každý nástroj dal zaznamenávat odděleně a pak teprve mixovat například do sterea.
Nyní si řekneme něco k parametrům analogové části a převodníků.
Frekvenční charakteristika
Říká nám, v jakém kmitočtovém pásmu je zvuková karta schopná přenášet signál. Konec a začátek této charakteristiky určují body s poklesem úrovně o 3dB (to je polovina původní hodnoty). S tímto parametrem nemají dnešní karty téměř bez výjimky problém. Pro běžný poslech lze uznat i zvlnění charakteristiky o 2dB, poslechová místnost a samotné reprosoustavy totiž nikdy nemají rovnou kmitočtovou charakteristiku; nejsou neobvyklé rozdíly 6-10dB. Teď se samozřejmě nejedná o speciálně akusticky upravené místnosti. Pro hudebníky a studiové použití je potřeba charakteristika pokud možno dokonale rovná.
Odstup cizích napětí
Jeho hodnota se uvádí v dB a říká nám, jaký je poměr mezi cizím napětím na výstupu a jmenovitým výstupním napětím. Pokud tedy bude mít karta odstup signál/šum 100dB a jmenovité výstupní napětí 1V, může být na výstupu maximálně 10uV rušivé napětí.
Odstup rušivých napětí
Definice je téměř shodná jako v předchozím případě s tím, že při měření se používá filtru „A“, jehož přenosová charakteristika je normovaná a koreluje s vlastnostmi lidského ucha. Při tomto měření vychází lepší hodnoty než v předchozím případě. U těchto hodnot už jde do tuhého, protože velmi vypovídají o tom, jak kvalitní použil výrobce součástky a také jak přistoupil k návrhu DPS karty, který se na této hodnotě nemalou měrou podepisuje. Špatným návrhem lze špičkové převodníky a kvalitní výstupní obvody degradovat na podprůměr. Hodnotu odstupů ovlivňuje i čistota napájení karty, rušivé napětí může procházet právě po něm. Na kartách jsou právě z těchto důvodů umístěné filtrační RC články, v lepším případě i stabilizátory napětí. Na této hodnotě se tedy může nemalou měrou podepsat i nekvalitní napájecí zdroj.
Dynamický rozsah
Uvádí se v dB a říká nám, jaký rozdíl mezi nejnižší a nejvyšší výstupní (vstupní) hodnotou dokáže karta zpracovat. Zespodu je tato hodnota omezená šumem a zeshora maximálním možným napěťovým rozkmitem výstupních (vstupních) obvodů a samozřejmě i převodníků. Podstatnou roli hre i počet bitů převodníku, u 24Bit převodníků tato hodnota může teoreticky dosáhnout až cca 145dB, ovšem jsme omezení právě tím šumem.
Zkreslení
U zkreslení se uvádí několik druhů. Jako první uvedu harmonické zkreslení (THD), definovat se dá tak, že při přivedení nějakého sinusového signálu dostaneme na výstupu tentýž signál, ovšem nějak deformovaný. U dnešních zařízení se dá toto zkreslení zanedbat, dosahuje totiž velmi nízkých hodnot v desetinách, avšak spíše setinách a tisícinách procent. Dokonce se uvádí, že ucho není schopno postřehnout toto zkreslení nižší než asi 0,5%. Zcela jiná situace ovšem nastává u intermodulačního zkreslení (IMD), které vzniká při přivedení dvou signálů. Tyto signály se smíchají, sečtou a odečtou, čímž vznikají kmitočty nové, v původním vzorku neobsažené. Toto zkreslení je vnímáno lidským uchem velmi citlivě, zde je dobré se zaměřit na pokud možno co nejnižší hodnotu. Druhů zkreslení je povícero, ovšem zde se jimi zabývat nebudu, bylo by to na samostatný a dost dlouhý článek.
Přeslechy
Tento parametr vstupuje do hry u zařízení s dvěma a více kanály. Uvádí se v dB a říká nám, jak kvalitně jsou jednotlivé kanály od sebe oddělené proti vzájemnému průniku signálu. Tento parametr má velmi blízko k odstupu signálu od šumu.
Toto je vše k měřitelným parametrům, nyní následuje:
K testování karet byl použit známý program RightMark Audio Analyzer ve verzi 5.5. Tento program umožňuje otestovat kartu pouze při prostém propojení výstupu a linkového vstupu, je to takzvaný loop test. Tento způsob ovšem není příliš přesný, nedostáváme totiž parametry zvlášť vstupní a zvlášť výstupní části, ale jakýsi průměr, kdy parametry (mnohdy odbyté) vstupní části mohou degradovat kvalitní výstupní část. Proto jsme v tomto testu vyhradili jednu referenční kartu, která je použita jak pro generování signálu (při testu vstupů), tak pro přijímání (při testu výstupů).
Jako referenční byla vybrána karta RME HDSP9632 Hammerfall, její popis naleznete v části s popisy ostatních karet. Nyní se budeme věnovat dále použité metodice testování. K propojení výstupů byla použita vlastnoručně vyrobená propojka o délce 10cm a z kvalitního kabelu Tasker C118. Chtěl jsem měřit i zátěž CPU při běžném přehrávání hudby za použití programu RightMark 3DSound CPU Utilization test, avšak program bohužel dával při každém testu dost odlišné výsledky. Chyba někdy přesahovala i rozdíly mezi jednotlivými kartami, a proto jsem jej vynechal.
Další fází je test výkonu ve hrách. Vybrán byl Unreal Tournament 2004 a test 3DMark03. Nejdříve byl proveden test se zcela vypnutým zvukem a pak následují testy jednotlivých karet. Na závěr jsem provedl testy poslechové, ty jsou provedeny na dostatečně kvalitní aparatuře. Nyní se pokusím ji alespoň částečně popsat.
Testovací aparatura
Jedná se o zařízení vlastní výroby. Základ zesilovače tvoří moduly Leach Amp v bimonaurálním uspořádání, těm je předřazen kvalitní předzesilovač s vypínatelným korektorem, v signálové cestě se nachází pouze kvalitní svitkové kondenzátory a operační zesilovače Burr Brown OPA2132. O řízení hlasitosti se stará motorový potenciometr ALPS Black. O přepínání vstupů se starají kvalitní dusíkem plněná relé. Celý komplet je propojen kabeláží Tasker. Nyní něco k použitým reprosoustavám. Jsou osazeny na výškové a středové sekci reproduktory Visaton G25FFL a G50FFL. O basy se stará reproduktor ARN312 od české firmy TVM. Myslím, že tato sestava svými kvalitami bezpečně předčí sestavy určené k PC, díky čemuž se rozdíly mezi kartami mohou naplno projevit. Výsledky herních a poslechových testů naleznete v tabulkách na závěr.
Nyní následují popisy a testy jednotlivých karet. Začneme referenční RME HDSP9632.
Další skupinou (mnohem menší než předchozí) jsou hudebníci a nahrávací studia. Tato skupina lidí má nejvyšší nároky na kvalitu nejen D/A, ale i A/D (analogově digitálních) převodníků a příslušných analogových obvodů. Potřebují totiž zaznamenat přesně to, co nástroj vyloudí a mikrofon zachytí. Karta toho musí i co nejméně přidat. Tím myslím hlavně šum a zkreslení. Dalším specifickým požadavkem této skupiny je velký počet nahrávacích vstupů, což je důležité, aby se každý nástroj dal zaznamenávat odděleně a pak teprve mixovat například do sterea.
Nyní si řekneme něco k parametrům analogové části a převodníků.
Frekvenční charakteristika
Říká nám, v jakém kmitočtovém pásmu je zvuková karta schopná přenášet signál. Konec a začátek této charakteristiky určují body s poklesem úrovně o 3dB (to je polovina původní hodnoty). S tímto parametrem nemají dnešní karty téměř bez výjimky problém. Pro běžný poslech lze uznat i zvlnění charakteristiky o 2dB, poslechová místnost a samotné reprosoustavy totiž nikdy nemají rovnou kmitočtovou charakteristiku; nejsou neobvyklé rozdíly 6-10dB. Teď se samozřejmě nejedná o speciálně akusticky upravené místnosti. Pro hudebníky a studiové použití je potřeba charakteristika pokud možno dokonale rovná.
Odstup cizích napětí
Jeho hodnota se uvádí v dB a říká nám, jaký je poměr mezi cizím napětím na výstupu a jmenovitým výstupním napětím. Pokud tedy bude mít karta odstup signál/šum 100dB a jmenovité výstupní napětí 1V, může být na výstupu maximálně 10uV rušivé napětí.
Odstup rušivých napětí
Definice je téměř shodná jako v předchozím případě s tím, že při měření se používá filtru „A“, jehož přenosová charakteristika je normovaná a koreluje s vlastnostmi lidského ucha. Při tomto měření vychází lepší hodnoty než v předchozím případě. U těchto hodnot už jde do tuhého, protože velmi vypovídají o tom, jak kvalitní použil výrobce součástky a také jak přistoupil k návrhu DPS karty, který se na této hodnotě nemalou měrou podepisuje. Špatným návrhem lze špičkové převodníky a kvalitní výstupní obvody degradovat na podprůměr. Hodnotu odstupů ovlivňuje i čistota napájení karty, rušivé napětí může procházet právě po něm. Na kartách jsou právě z těchto důvodů umístěné filtrační RC články, v lepším případě i stabilizátory napětí. Na této hodnotě se tedy může nemalou měrou podepsat i nekvalitní napájecí zdroj.
Dynamický rozsah
Uvádí se v dB a říká nám, jaký rozdíl mezi nejnižší a nejvyšší výstupní (vstupní) hodnotou dokáže karta zpracovat. Zespodu je tato hodnota omezená šumem a zeshora maximálním možným napěťovým rozkmitem výstupních (vstupních) obvodů a samozřejmě i převodníků. Podstatnou roli hre i počet bitů převodníku, u 24Bit převodníků tato hodnota může teoreticky dosáhnout až cca 145dB, ovšem jsme omezení právě tím šumem.
Zkreslení
U zkreslení se uvádí několik druhů. Jako první uvedu harmonické zkreslení (THD), definovat se dá tak, že při přivedení nějakého sinusového signálu dostaneme na výstupu tentýž signál, ovšem nějak deformovaný. U dnešních zařízení se dá toto zkreslení zanedbat, dosahuje totiž velmi nízkých hodnot v desetinách, avšak spíše setinách a tisícinách procent. Dokonce se uvádí, že ucho není schopno postřehnout toto zkreslení nižší než asi 0,5%. Zcela jiná situace ovšem nastává u intermodulačního zkreslení (IMD), které vzniká při přivedení dvou signálů. Tyto signály se smíchají, sečtou a odečtou, čímž vznikají kmitočty nové, v původním vzorku neobsažené. Toto zkreslení je vnímáno lidským uchem velmi citlivě, zde je dobré se zaměřit na pokud možno co nejnižší hodnotu. Druhů zkreslení je povícero, ovšem zde se jimi zabývat nebudu, bylo by to na samostatný a dost dlouhý článek.
Přeslechy
Tento parametr vstupuje do hry u zařízení s dvěma a více kanály. Uvádí se v dB a říká nám, jak kvalitně jsou jednotlivé kanály od sebe oddělené proti vzájemnému průniku signálu. Tento parametr má velmi blízko k odstupu signálu od šumu.
Toto je vše k měřitelným parametrům, nyní následuje:
Metodika testování
K testování karet byl použit známý program RightMark Audio Analyzer ve verzi 5.5. Tento program umožňuje otestovat kartu pouze při prostém propojení výstupu a linkového vstupu, je to takzvaný loop test. Tento způsob ovšem není příliš přesný, nedostáváme totiž parametry zvlášť vstupní a zvlášť výstupní části, ale jakýsi průměr, kdy parametry (mnohdy odbyté) vstupní části mohou degradovat kvalitní výstupní část. Proto jsme v tomto testu vyhradili jednu referenční kartu, která je použita jak pro generování signálu (při testu vstupů), tak pro přijímání (při testu výstupů).
Jako referenční byla vybrána karta RME HDSP9632 Hammerfall, její popis naleznete v části s popisy ostatních karet. Nyní se budeme věnovat dále použité metodice testování. K propojení výstupů byla použita vlastnoručně vyrobená propojka o délce 10cm a z kvalitního kabelu Tasker C118. Chtěl jsem měřit i zátěž CPU při běžném přehrávání hudby za použití programu RightMark 3DSound CPU Utilization test, avšak program bohužel dával při každém testu dost odlišné výsledky. Chyba někdy přesahovala i rozdíly mezi jednotlivými kartami, a proto jsem jej vynechal.
Další fází je test výkonu ve hrách. Vybrán byl Unreal Tournament 2004 a test 3DMark03. Nejdříve byl proveden test se zcela vypnutým zvukem a pak následují testy jednotlivých karet. Na závěr jsem provedl testy poslechové, ty jsou provedeny na dostatečně kvalitní aparatuře. Nyní se pokusím ji alespoň částečně popsat.
Testovací aparatura
Jedná se o zařízení vlastní výroby. Základ zesilovače tvoří moduly Leach Amp v bimonaurálním uspořádání, těm je předřazen kvalitní předzesilovač s vypínatelným korektorem, v signálové cestě se nachází pouze kvalitní svitkové kondenzátory a operační zesilovače Burr Brown OPA2132. O řízení hlasitosti se stará motorový potenciometr ALPS Black. O přepínání vstupů se starají kvalitní dusíkem plněná relé. Celý komplet je propojen kabeláží Tasker. Nyní něco k použitým reprosoustavám. Jsou osazeny na výškové a středové sekci reproduktory Visaton G25FFL a G50FFL. O basy se stará reproduktor ARN312 od české firmy TVM. Myslím, že tato sestava svými kvalitami bezpečně předčí sestavy určené k PC, díky čemuž se rozdíly mezi kartami mohou naplno projevit. Výsledky herních a poslechových testů naleznete v tabulkách na závěr.
Nyní následují popisy a testy jednotlivých karet. Začneme referenční RME HDSP9632.
