DAC giải mã là gì? Tìm hiểu từ A-Z cho người mới

DAC giải mã là gì?

DAC là viết tắt của Digital-to-Analog Converter, có nghĩa là bộ chuyển đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương tự (analog).

Khi một bài hát được lưu dưới dạng MP3, FLAC, WAV, ALAC hay DSD, thông tin âm thanh được lưu trữ dưới dạng dữ liệu số. Máy tính hay thiết bị phát nhạc xử lý dữ liệu này dưới dạng các giá trị kỹ thuật số, nhưng loa và tai nghe không thể trực tiếp sử dụng những dữ liệu 0 và 1 đó để tạo ra âm thanh.

Đây chính là lúc DAC thực hiện nhiệm vụ của mình. DAC nhận dữ liệu âm thanh số, chuyển đổi các mẫu dữ liệu thành tín hiệu điện analog tương ứng rồi đưa tín hiệu này đến tầng khuếch đại và cuối cùng là loa hoặc tai nghe.

Có thể hình dung đơn giản:

File nhạc số → Thiết bị phát → DAC → Tín hiệu analog → Amplifier → Loa/Tai nghe → Âm thanh

Nói cách khác, nếu ví file nhạc kỹ thuật số là “ngôn ngữ” của máy tính thì DAC chính là cầu nối giúp hệ thống âm thanh hiểu và tái tạo lại thông tin đó thành tín hiệu có thể nghe được.

Tại sao nghe nhạc số lại cần DAC?

Đây là câu hỏi mà rất nhiều người mới chơi âm thanh thường thắc mắc. Bản thân âm thanh trong thế giới tự nhiên là một hiện tượng analog. Micro thu âm giọng hát hoặc tiếng nhạc cụ sẽ tạo ra tín hiệu điện analog. Khi đưa bản thu vào hệ thống kỹ thuật số, tín hiệu này được chuyển đổi thành dữ liệu số thông qua ADC – Analog-to-Digital Converter.

Sau đó, dữ liệu được lưu trữ thành file nhạc hoặc truyền qua các thiết bị kỹ thuật số. Khi phát lại, quá trình diễn ra theo chiều ngược lại:

Âm thanh → Micro → ADC → Dữ liệu số → DAC → Tín hiệu analog → Amplifier → Loa/Tai nghe

Vì vậy, DAC là một phần không thể thiếu trong chuỗi phát nhạc kỹ thuật số. Thực tế, bạn có thể đang sử dụng DAC mỗi ngày mà không nhận ra. Smartphone, laptop, TV, máy nghe nhạc số, máy chơi game hay nhiều thiết bị âm thanh hiện đại đều có thể tích hợp DAC bên trong.

DAC hoạt động như thế nào?

Nguyên lý hoạt động của DAC về cơ bản là chuyển những giá trị kỹ thuật số thành mức điện áp tương ứng. Một bản nhạc số được tạo thành từ rất nhiều sample – mẫu âm thanh. Mỗi sample chứa thông tin về mức tín hiệu tại một thời điểm nhất định.

Ví dụ, với âm thanh PCM 16-bit, mỗi sample có thể biểu diễn 65.536 mức giá trị khác nhau. DAC sẽ đọc liên tục những giá trị này và chuyển chúng thành tín hiệu điện tương ứng. Khi các mẫu được xử lý liên tiếp với tốc độ rất cao, hệ thống có thể tái tạo lại dạng sóng analog gần với tín hiệu ban đầu.

Tuy nhiên, quá trình này không chỉ đơn giản là “đọc 0 và 1”. Một DAC hiện đại thường có nhiều tầng xử lý khác nhau, bao gồm tiếp nhận dữ liệu, xử lý tín hiệu số, chuyển đổi D/A và xử lý tín hiệu analog ở đầu ra. Tùy thiết kế, DAC còn có thể sử dụng các bộ lọc số, mạch clock, bộ lọc analog và tầng output riêng.

Chất lượng của toàn bộ thiết kế vì thế không chỉ phụ thuộc vào một con chip DAC duy nhất.

Chip DAC có phải là toàn bộ DAC không?

Không.

Đây là một trong những hiểu nhầm phổ biến nhất khi tìm hiểu về DAC. Bạn có thể bắt gặp những cái tên như ESS Sabre, AKM Velvet Sound, Cirrus Logic, ROHM, Burr-Brown... Đây là những nhà sản xuất hoặc nền tảng chip chuyển đổi D/A được sử dụng trong nhiều thiết bị âm thanh.

Tuy nhiên, một chiếc DAC hoàn chỉnh không chỉ bao gồm chip DAC. Hiệu quả hoạt động của thiết bị còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như:

• Thiết kế mạch nguồn.
• Mạch clock và khả năng kiểm soát jitter.
• Mạch xử lý tín hiệu số.
• Bộ lọc digital.
• Tầng analog output.
• Mạch khuếch đại tín hiệu.
• Thiết kế PCB.
• Nguồn điện và khả năng chống nhiễu.
• Cách nhà sản xuất triển khai chip DAC.

Vì vậy, hai thiết bị cùng sử dụng một chip DAC chưa chắc có chất âm giống nhau. Đây cũng là lý do khi lựa chọn DAC, không nên chỉ nhìn vào tên chip như một tiêu chí duy nhất.

DAC có ảnh hưởng đến chất lượng âm thanh không?

Có, nhưng cần hiểu đúng. DAC có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu số thành analog nên chất lượng thiết kế DAC có thể ảnh hưởng đến những yếu tố như độ nhiễu, độ méo, dải động, độ tuyến tính và khả năng tái tạo tín hiệu.

Một DAC được thiết kế tốt có thể cung cấp tín hiệu analog sạch và chính xác hơn, từ đó giúp hệ thống phát huy tốt hơn chất lượng của nguồn nhạc. Các thông số kỹ thuật thường được quan tâm gồm THD+N, SNR, dynamic range, jitter, đáp ứng tần số và mức tín hiệu đầu ra.

Tuy nhiên, điều này không đồng nghĩa với việc DAC càng đắt thì chắc chắn nghe hay hơn. Chất lượng âm thanh cuối cùng còn phụ thuộc vào toàn bộ hệ thống: nguồn nhạc, thiết bị phát, DAC, preamp, amplifier, tai nghe hoặc loa, dây tín hiệu và cả cách phối ghép.

DAC tích hợp và DAC rời khác nhau như thế nào?

Như đã đề cập, gần như mọi thiết bị phát nhạc số đều cần DAC ở đâu đó trong hệ thống. Ví dụ, khi bạn cắm tai nghe trực tiếp vào laptop và nghe nhạc, dữ liệu âm thanh số trong máy tính vẫn phải được chuyển thành tín hiệu analog trước khi đưa đến tai nghe. DAC đó có thể được tích hợp ngay trên bo mạch của thiết bị.

DAC tích hợp

DAC tích hợp thường xuất hiện trong:

• Smartphone.
• Laptop.
• PC.
• TV.
• Máy nghe nhạc.
• Soundcard.
• Một số ampli tích hợp.
• Một số streamer.

Ưu điểm của DAC tích hợp là tiện lợi, nhỏ gọn và không cần thêm thiết bị bên ngoài.

Nếu hệ thống của bạn chủ yếu phục vụ nhu cầu nghe nhạc thông thường, DAC tích hợp chất lượng tốt hoàn toàn có thể đáp ứng.

DAC rời

DAC rời là thiết bị được thiết kế chuyên biệt cho nhiệm vụ xử lý và chuyển đổi tín hiệu âm thanh số. Thiết bị có thể nhận tín hiệu từ máy tính, streamer, CD transport hoặc các nguồn phát khác thông qua USB, Optical, Coaxial, AES/EBU, I2S... rồi xuất tín hiệu analog sang amplifier hoặc preamp.

Một DAC rời tốt thường cho phép nhà sản xuất đầu tư nhiều hơn vào nguồn điện, clock, mạch xử lý số và tầng analog output. Đó cũng là lý do DAC rời thường xuất hiện trong các hệ thống Hi-Fi và Hi-End.

Với người mới bắt đầu chơi Hi-Fi, điều quan trọng nhất không phải là tìm một chiếc DAC có thông số “khủng” nhất, mà là hiểu DAC nằm ở đâu trong hệ thống, bạn cần những kết nối nào và thiết bị đó có phù hợp với amplifier, tai nghe hoặc loa đang sử dụng hay không.