DAC R2R vs Delta-Sigma: differenze tecniche e suono percepito

Nel mondo dell’alta fedeltà digitale, il confronto tra DAC R2R e DAC Delta-Sigma è uno degli argomenti che suscitano maggiore interesse tra gli appassionati. Sebbene i convertitori Delta-Sigma dominino il mercato alle loro eccellenti prestazioni tecniche, una parte degli audiofili continua a preferire i DAC R2R, descrivendoli come più naturali, musicali, corposi e capaci di restituire il timbro degli strumenti con maggiore realismo.

Queste impressioni sono soggettive e non si verificano necessariamente con ogni apparecchio. Tuttavia, il fatto che ricorrano frequentemente nelle discussioni tra appassionati merita un approfondimento.

Perché alcuni ascoltatori trovano il suono dei DAC R2R più coinvolgente? Quali caratteristiche circuitali potrebbero contribuire a questa preferenza? E soprattutto, esiste una spiegazione tecnica plausibile per la sensazione che alcuni DAC Delta-Sigma siano più analitici, ma talvolta meno appaganti durante gli ascolti prolungati?

Per rispondere, occorre distinguere tre aspetti: l’architettura di conversione digitale-analogica, le scelte progettuali del costruttore e il modo in cui il nostro sistema uditivo interpreta il suono.

Il confronto tra DAC R2R e delta-sigma riguarda due modi diversi di trasformare un segnale digitale in musica. Vediamo in che modo svolgono questa funzione dal punto di vista tecnico.

Come funzionano i DAC R2R e delta-sigma?

Ogni DAC riceve un segnale digitale, cioè una sequenza di codici numerici, e lo trasforma in una tensione analogica. I tipi di DAC più diffusi in ambito hi-fi seguono due strade: la rete di resistenze R2R (anche chiamati ladder dac) e la conversione delta-sigma. Ognuna ha una propria definizione di precisione, con punti di forza e limiti diversi.

La scala di resistenze R2R

L’architettura R2R deve il nome alla sua struttura: una rete di resistori che usa due soli valori, R e 2R (cioè il doppio del primo). I resistori sono disposti in una configurazione “a scala”, da cui il nome inglese ladder DAC.

Un DAC R2R converte i codici digitali grazie a una rete di resistenze con valori R e 2R. Ciascun bit pesa in modo diverso sul valore d’uscita: il più significativo conta più di tutti gli altri. La precisione della conversione dipende da alcuni fattori ben precisi.

• Corrispondenza tra le resistenze: conta il rapporto fra i valori più del valore assoluto di ciascuna resistenza.
• Deriva termica: con il calore i valori cambiano e il rapporto R/2R può scostarsi dall’ideale.
• Resistenza dei commutatori: si somma a quella della rete e riduce l’accuratezza effettiva.

Per contenere questi errori, le resistenze R2R possono essere calibrate, anche al laser. In pratica, la risoluzione dichiarata vale solo quanto l’abbinamento tra le resistenze.

La conversione delta-sigma

Al contrario, un DAC delta-sigma combina sovracampionamento (oversampling), modulazione e modellamento del rumore.

Il modulatore trasforma la rappresentazione del segnale in una sequenza ad alta frequenza, spesso caratterizzata da pochi livelli, e utilizza il noise shaping per spostare una parte importante del rumore di quantizzazione (l’errore dovuto all’arrotondamento dei valori) verso frequenze non udibili e filtrarlo. Ciò onsente di ottenere, con circuiti integrati moderni, prestazioni eccellenti in termini di rumore, distorsione e linearità.

È importante chiarire, però, che un DAC Delta-Sigma non è necessariamente è un convertitore a 1 bit: esistono anche versioni multibit.

Il vantaggio è anche realizzativo prima ancora che sonoro. Un chip DAC Delt Sigma, compatto nella sua sua struttura. raggiunge così rumore e distorsione molto bassi, mentre una rete R2R ad alta risoluzione richiede resistenze abbinate con grande precisio

Linearità e distorsione della rete R2R

La linearità di una rete R2R si descrive con alcuni parametri tecnici. Tra quelli che compaiono nelle snel suo insieme si scosta da quella ideale.

• DNL: l’errore di linearità differenziale, riferito al passo tra due codici adiacenti.
• Glitch: un impulso indesiderato che si produce quando i bit della scala cambiano stato in istanti leggermente diversi.
• Tempo di assestamento: il tempo che l’uscita impiega a stabilizzarsi sul nuovo valore.

Per avere un ordine di grandezza, Texas Instruments documenta un circuito R2R a 20 bit con un errore di linearità integrale massimo di ±1 LSB. Il suo tempo di assestamento è di 1 µs. Sono i dati di quel componente, non dell’intera architettura.

Rumore e prestazioni misurate

Oltre alla linearità conta il THD+N, che somma la distorsione armonica e il rumore. Su un DAC multibit vale la pena considerare che questa misura va fatta sia ad alto livello sia con segnali più bassi, dove gli errori della scala pesano di più.

In aggiunta, rapporto segnale/rumore, gamma dinamica e SINAD descrivono aspetti diversi e non vanno confusi. Il SINAD (dall’inglese SIgnal-to-Noise And Distortion ratio ) è un parametro dell telecomunicazioni  che rappresenta la qualità del segnale uscente da un dispositivo, mette a confronto il segnale utile con la somma di rumore e distorsione.

Proprio sul SINAD, una misura indipendente ha registrato 113 dB per un DAC R2R e da 123 a 126 dB per alcuni DAC delta-sigma. Il risultato riguarda unicamente quel dac ma non fissa una prestazione valida per tutte le architetture

Il timbro degli strumenti: perché alcuni DAC R2R sembrano più naturali

Una delle qualità attribuite più frequentemente ai DAC R2R è la capacità di riprodurre il timbro degli strumenti con maggiore naturalezza.

Gli audiofili che condividono questa impressione descrivono spesso pianoforti più realistici, voci più materiche, archi meno asciutti e strumenti a fiato dotati di una maggiore corposità.

Questa preferenza può essere collegata a diverse caratteristiche della riproduzione, ma non esiste una dimostrazione generale secondo cui la conversione R2R riproduca intrinsecamente i timbri meglio della conversione Delta-Sigma.

Il ruolo della distorsione armonica

Un possibile elemento da considerare è il comportamento della distorsione.

Una rete R2R reale non è perfettamente lineare. La precisione delle resistenze, le caratteristiche degli interruttori e altri elementi del circuito possono generare errori di conversione e distorsione armonica.

In alcune implementazioni, queste componenti possono assumere una distribuzione che l’ascoltatore percepisce come una maggiore densità del suono. È tuttavia una possibilità legata al singolo progetto, non una caratteristica garantita di tutti i DAC R2R.

Anche nei DAC Delta-Sigma possono comparire distorsioni, rumore residuo e altri artefatti, ma la loro natura dipende dal modulatore, dal filtro e dal circuito analogico.

La differenza fondamentale è che una distorsione inferiore non equivale automaticamente a una preferenza soggettiva maggiore. Una riproduzione può risultare più piacevole quando introduce una colorazione gradita, pur essendo meno fedele al segnale originale.

Questo non significa che la distorsione sia sempre benefica. Se aumenta troppo, può rendere il suono impastato, artificiale o poco definito.

Il timbro non dipende soltanto dal DAC

Quando un ascoltatore giudica una voce più naturale, non sta necessariamente identificando un particolare tipo di distorsione.

La percezione del timbro dipende anche dalla risposta in frequenza, dal comportamento temporale, dal livello di ascolto, dalla registrazione, dai diffusori e dall’acustica dell’ambiente.

Un DAC che presenta una lieve attenuazione delle alte frequenze, per esempio, potrebbe sembrare meno aggressivo e più morbido. Ma questa impressione non dimostrerebbe una superiorità della topologia R2R: potrebbe semplicemente riflettere una diversa risposta del filtro di ricostruzione.

Filtri digitali e risposta temporale: un aspetto spesso sottovalutato

Per comprendere alcune differenze percepite tra DAC è necessario considerare i filtri digitali. La conversione digitale-analogica richiede infatti di ricostruire un segnale continuo a partire dai campioni. I filtri utilizzati a questo scopo possono differire per risposta in frequenza, attenuazione fuori banda e comportamento nel dominio del tempo. Alcuni filtri a fase lineare possono presentare oscillazioni prima e dopo un impulso, fenomeno noto come pre-ringing e post-ringing. Nei filtri a fase minima il comportamento temporale è differente, con un compromesso diverso tra risposta di fase e distribuzione delle oscillazioni. Queste differenze sono misurabili, ma la loro udibilità dipende dalle condizioni di ascolto e dall’entità degli artefatti.

NOS, oversampling e filtraggio

Molti DAC R2R non lavorano per forza in NOS (no over sampling): diversi modelli attuali permettono di scegliere tra la modalità NOS e l’oversampling.

Un R2R NOS senza sovracampionamento riceve un PCM a 44,1 kHz e lo converte così com’è. Il limite di Nyquist resta a 22,05 kHz e, con un tono a 20 kHz, la prima immagine spettrale compare a 24,1 kHz.

Alcuni ascoltatori descrivono la modalità NOS come più fluida, spontanea e naturale, soprattutto con registrazioni vocali, jazz e musica acustica.

Esiste però un compromesso tecnico importante: senza un adeguato filtraggio di ricostruzione, le immagini spettrali associate al campionamento possono rimanere più vicine alla banda audio. La risposta in frequenza può inoltre mostrare un’attenuazione progressiva alle alte frequenze, in funzione della frequenza di campionamento e del circuito utilizzato.

Queste caratteristiche possono modificare il bilanciamento tonale e contribuire alla sensazione di un suono più morbido.

Non sarebbe quindi corretto affermare che la modalità NOS sia necessariamente più fedele. Può risultare preferibile per alcuni ascoltatori, ma il giudizio dipende anche da ciò che il sistema riproduce e dalle caratteristiche del materiale musicale.

Occorre inoltre ricordare che i DAC Delta-Sigma possono offrire filtri digitali differenti, mentre numerosi DAC R2R utilizzano oversampling. Il confronto non coincide necessariamente con una contrapposizione tra filtri digitali complessi e assenza di filtraggio

Con l’oversampling e il filtraggio digitale a 88,2, 176,4 o 352,8 kHz, la stessa immagine si sposta a 68,2, 156,4 e 332,8 kHz. Il filtro analogico d’uscita lavora così con più margine. Il NOS, invece, lascia le immagini a ridosso della banda audio, dove lo stadio analogico deve gestirle.

La sensazione di maggiore corpo e densità armonica

Un’altra impressione frequentemente associata ai DAC R2R è la presenza di un suono più pieno, con maggiore consistenza nelle voci e negli strumenti a corda.

Il fenomeno viene talvolta descritto come una maggiore densità armonica o una migliore capacità di restituire la materia sonora.

In termini tecnici, questa sensazione potrebbe essere influenzata da piccoli scostamenti nella risposta in frequenza, dal profilo della distorsione, dal livello di uscita e dalle caratteristiche dello stadio analogico.

Una lieve differenza di livello può infatti influenzare il giudizio comparativo. Analogamente, un DAC con una risposta leggermente più pronunciata nella regione medio-bassa può sembrare più caldo e corposo, anche quando la differenza è modesta.

Non è invece dimostrato che la rete resistiva R2R generi necessariamente una maggiore quantità di armoniche musicalmente utili, né che questa proprietà produca un suono più naturale.

La densità percepita è un’impressione d’ascolto complessa, che non può essere ricondotta a un singolo parametro.

Microdinamica, attacchi e decadimenti: il senso di naturalezza

Alcuni audiofili ritengono che i DAC R2R restituiscano meglio le variazioni dinamiche più sottili, come le sfumature di una voce, le differenze di intensità tra le note di un pianoforte e il progressivo decadimento di una corda pizzicata.

Questa qualità viene spesso chiamata microdinamica.

Il termine descrive un’esperienza d’ascolto reale, ma non identifica un unico parametro elettrico. La capacità di riprodurre piccole variazioni di livello dipende, tra le altre cose, da rumore, linearità ai bassi livelli, distorsione, risoluzione effettiva e comportamento del circuito analogico.

Un DAC R2R ben progettato può offrire ottime prestazioni in questi ambiti. Un Delta-Sigma moderno può fare altrettanto, e spesso raggiunge valori di rumore e distorsione particolarmente bassi.

La sensazione che uno dei due restituisca meglio gli attacchi o i decadimenti può inoltre dipendere dal filtro digitale, dalla registrazione e dalla risposta dell’intero impianto.

Non si può dunque concludere che una rete R2R sia intrinsecamente più veloce o dinamica. Le resistenze non impongono, di per sé, un rallentamento del segnale; eventuali differenze devono essere ricercate nell’insieme del circuito e nella sua risposta.

Perché alcuni DAC Delta-Sigma vengono percepiti come troppo analitici

Nel linguaggio degli appassionati, alcuni DAC Delta-Sigma sono descritti come estremamente dettagliati, precisi e trasparenti, ma talvolta anche come freddi, asciutti o poco indulgenti con le registrazioni difficili.

È utile interpretare queste espressioni con cautela.

Un convertitore con rumore e distorsione molto bassi può rendere udibili dettagli che un apparecchio meno performante maschera maggiormente. Questo non significa, però, che un’elevata precisione tecnica produca necessariamente un suono aggressivo.

Quando un DAC appare eccessivamente brillante o affaticante, le cause possibili includono:

• una risposta in frequenza diversa da quella di un altro apparecchio;
• un livello di uscita maggiore, che può influenzare il confronto;
• caratteristiche del filtro digitale;
• distorsione o interazioni nello stadio analogico;
• registrazioni già caratterizzate da un’elevata energia sulle alte frequenze;
• l’interazione con amplificatore, diffusori e ambiente.

Un DAC Delta-Sigma ben progettato può risultare neutro, naturale e piacevole anche durante ascolti prolungati. Allo stesso modo, un R2R può essere brillante, poco lineare o affaticante se la sua implementazione presenta caratteristiche indesiderate.

La distinzione tra un suono analitico e uno musicale non coincide quindi con quella tra Delta-Sigma e R2R.

Lo stadio analogico: una componente decisiva del risultato sonoro

Concentrarsi esclusivamente sul chip DAC o sulla rete resistiva rischia di trascurare una parte essenziale del progetto: lo stadio analogico d’uscita.

Dopo la conversione, il segnale deve essere gestito da un circuito che può comprendere amplificatori operazionali, componenti discreti, filtri, alimentazioni dedicate e, in alcune realizzazioni, trasformatori.

La progettazione di questa sezione influisce su rumore, distorsione, impedenza d’uscita, capacità di pilotaggio e comportamento con il carico collegato.

Anche l’alimentazione, il layout del circuito stampato, la gestione delle correnti di ritorno e l’immunità alle interferenze possono contribuire alle prestazioni finali.

Un DAC R2R costoso può adottare una sezione analogica particolarmente curata, ma la stessa attenzione può essere riservata a un Delta-Sigma di alto livello.

Di conseguenza, quando un appassionato preferisce un DAC R2R a un Delta-Sigma, non è possibile attribuire automaticamente la differenza alla sola architettura di conversione.

Per stabilirne le cause servirebbero misure e confronti controllati tra apparecchi specifici.. Il ruolo della percezione uditiva e delle aspettative

L’ascolto audiofilo non è soltanto un processo di analisi del segnale: è anche un’esperienza percettiva.

Il nostro cervello integra informazioni relative al timbro, alla dinamica, allo spazio, alle aspettative e al contesto musicale. Per questo motivo, due apparecchi possono suscitare preferenze differenti anche quando le differenze misurabili sono piccole.

Le aspettative possono influenzare il giudizio, soprattutto quando conosciamo il prezzo, la tecnologia o la reputazione di un prodotto. Questo non significa che ogni differenza percepita sia immaginaria, ma che è opportuno distinguere la preferenza personale dalla capacità di identificare una differenza in condizioni controllate.

Un confronto accurato dovrebbe prevedere livelli d’uscita abbinati con precisione, gli stessi brani, condizioni di ascolto identiche e, quando possibile, prove in cieco.

È altrettanto importante distinguere due domande: quale DAC si riesce a identificare correttamente durante un test e quale DAC si preferisce ascoltare per ore. Sono questioni correlate, ma non equivalenti.

Il ruolo della percezione uditiva e delle aspettative

L’ascolto audiofilo non è soltanto un processo di analisi del segnale: è anche un’esperienza percettiva.

Il nostro cervello integra informazioni relative al timbro, alla dinamica, allo spazio, alle aspettative e al contesto musicale. Per questo motivo, due apparecchi possono suscitare preferenze differenti anche quando le differenze misurabili sono piccole.

Le aspettative possono influenzare il giudizio, soprattutto quando conosciamo il prezzo, la tecnologia o la reputazione di un prodotto. Questo non significa che ogni differenza percepita sia immaginaria, ma che è opportuno distinguere la preferenza personale dalla capacità di identificare una differenza in condizioni controllate.

Un confronto accurato dovrebbe prevedere livelli d’uscita abbinati con precisione, gli stessi brani, condizioni di ascolto identiche e, quando possibile, prove in cieco.

È altrettanto importante distinguere due domande: quale DAC si riesce a identificare correttamente durante un test e quale DAC si preferisce ascoltare per ore. Sono questioni correlate, ma non equivalenti.

Il ruolo della percezione uditiva e delle aspettative

L’ascolto audiofilo non è soltanto un processo di analisi del segnale: è anche un’esperienza percettiva.

Il nostro cervello integra informazioni relative al timbro, alla dinamica, allo spazio, alle aspettative e al contesto musicale. Per questo motivo, due apparecchi possono suscitare preferenze differenti anche quando le differenze misurabili sono piccole.

Le aspettative possono influenzare il giudizio, soprattutto quando conosciamo il prezzo, la tecnologia o la reputazione di un prodotto. Questo non significa che ogni differenza percepita sia immaginaria, ma che è opportuno distinguere la preferenza personale dalla capacità di identificare una differenza in condizioni controllate.

Un confronto accurato dovrebbe prevedere livelli d’uscita abbinati con precisione, gli stessi brani, condizioni di ascolto identiche e, quando possibile, prove in cieco.

È altrettanto importante distinguere due domande: quale DAC si riesce a identificare correttamente durante un test e quale DAC si preferisce ascoltare per ore. Sono questioni correlate, ma non equivalenti.

L’opinione di un progettatore

Misure e criteri di scelta lasciano spazio anche al punto di vista di chi i DAC li progetta. Slawa Roschkow, titolare di SW1X Design, difende con convinzione la conversione R2R senza sovracampionamento. Di seguito la sua opinione, riportata così come l’ha espressa.

Fonte: Percorsi Sonori,   traduzione ed adattamento di Gianluca Vignini.

«Sull’argomento c’è un dibattito senza fine: meglio i progetti Delta-Sigma o R2R (scale di resistenze, Philips TDA, Burr-Brown PCM, discreti di nuova generazione) ? Stabilire in assoluto quale sia migliore non ha senso, perché le variabili nella progettazione e nella costruzione di un DAC sono moltissime. Sarebbe come dimostrare che tutte le mele sono migliori delle pere.

Per sostenere qualsiasi affermazione bisognerebbe confrontare il suono tipico di un progetto Delta-Sigma con quello di un R2R ben realizzato, senza sovracampionamento e senza filtro digitale. Chi ha provato un buon R2R NOS senza filtri, come il popolare Philips TDA1543, ne conosce bene il carattere musicale e naturale.

Detto questo, non conta solo la tipologia di DAC. Ciò che lo circonda è altrettanto importante, se non di più: alimentatori, stadio di conversione I/V, ricevitore S/PDIF, USB o I2S e stadio di uscita. A questi si aggiungono il design del circuito, la scelta dei componenti attorno al chip e il trasferimento del segnale digitale, che ha un ruolo cruciale.

Un R2R pensato per il non-oversampling, senza filtro digitale né manipolazioni, suona in modo completamente diverso dallo stesso DAC a cui si applicano filtraggio digitale o noise-shaping (modellamento del rumore) tramite DSP o FPGA. Con il giusto design, un ottimo R2R in modalità NOS presenta la musica in modo più profondo, organico e naturale di qualsiasi Delta-Sigma.

L’analogia è quella di due fotocamere. La prima, con un buon obiettivo ottico, corrisponde all’R2R non sovracampionato: le foto hanno profondità, texture naturali e sfumature coerenti, perché i dati originali arrivano più o meno come sono stati catturati. La seconda, con zoom digitale e molta post-elaborazione, corrisponde al Delta-Sigma: immagini più piatte, texture più sintetiche e dettagli più taglienti, che dipendono dall’algoritmo di interpolazione.

Sulla carta le specifiche dei chip Delta-Sigma possono sembrare superiori. I valori di precisione dichiarati, però, si riferiscono al segnale dopo la modulazione e il filtraggio digitale, e non sempre si ottengono davvero per la qualità degli alimentatori o le imperfezioni dei componenti, anche con file PCM ad alta risoluzione o DSD.

Sovracampionamento, demodulazione e noise-shaping sono idee intelligenti, ma ogni manipolazione del segnale digitale ha un costo in termini di musicalità. Il sovracampionamento deve creare campioni che non fanno parte della registrazione: vengono ricavati per interpolazione e poi filtrati. La risoluzione dichiarata di un Delta-Sigma è quella del suo demodulatore dopo il filtraggio, non del flusso di dati in sé.

Il suono che ne risulta può apparire chiaro e dettagliato, ma tende a essere sintetico e piatto, qualunque sia l’algoritmo di interpolazione. La musica è definita da una stretta relazione tra segnale e tempo: ogni spostamento in questa relazione è una distorsione di fase e ampiezza, o jitter nel dominio digitale. La causa principale è l’uso di filtri di ordine elevato e di circuiti di feedback negativo per ottenere una migliore linearità.

Lo stesso effetto si sente confrontando un amplificatore in Classe A con e senza feedback negativo. Con il feedback il suono è più lineare e piacevole, ma sempre uguale a se stesso, povero di coerenza, armoniche e dinamica reale. È proprio qui che, secondo questa visione, i Delta-Sigma mostrano il loro limite.

Nessun convertitore digitale-analogico è perfetto: la conversione può solo approssimare le onde analogiche. In pratica, sia gli R2R sia i Delta-Sigma hanno errori di quantizzazione effettivi maggiori di quelli indicati nelle schede tecniche. In teoria l’R2R ha errori medi maggiori per la profondità di bit limitata, ma il Delta-Sigma ha un rumore di quantizzazione più elevato: un R2R ben implementato può quindi risultare meno impreciso.

Uno dei fattori chiave per un suono naturale resta l’assenza di filtraggio digitale. Un R2R sovracampionato, ed esistono, si discosta poco a livello circuitale da un R2R NOS, ma suona in modo molto diverso. Gran parte dei lettori CD basati sui Philips TDA1541, TDA1543 o TDA1545 usava il sovracampionamento, di solito con il chip Philips SAA7322: forse per questo molti considerano quei vecchi R2R “niente di speciale”.

Anche l’R2R NOS ha i suoi punti deboli, a cominciare da una percepita mancanza di risoluzione. Con condensatori audio a bassa distorsione scelti con cura, circuiti stampati ottimizzati e una conversione I/V ben progettata, questo limite può diventare un punto di forza. Alcuni R2R NOS possono così superare Delta-Sigma con risoluzione dichiarata di 32 bit, che è quella del demodulatore e dell’interpolazione.

Per tutti i tipi di DAC, una regolazione di tensione di qualità, una rettificazione a basso rumore e un’attenta messa a punto del ricevitore S/PDIF rendono il suono più trasparente. Energia e dinamica percepite dipendono invece da materiali, componenti, tecnica di conversione I/V e stadio di uscita.

Resta il nodo dell’adattamento di impedenza, critico in due punti: tra la corrente in uscita dal chip e la conversione I/V, e tra lo stadio di uscita del DAC e l’ingresso dell’amplificatore. La soluzione più comune è una resistenza passiva in parallelo come convertitore I/V, possibile solo con gli R2R. Funziona, ma peggiora l’adattamento e sottrae energia: parte della dinamica si perde per sempre.

La soluzione adottata da SW1X è un singolo transistor che esegue la conversione I/V e abbassa l’impedenza, così che il chip vede in ingresso solo 10 ohm, conservando la dinamica. Questo permette di usare uno stadio di uscita valvolare in Classe A a zero feedback con bassa impedenza di uscita, che risolve anche il secondo punto critico.

Quale scegliere, allora? Un R2R NOS che converte in tempo reale alla risoluzione nativa del file, con tutte le imperfezioni dei dati originali, oppure un Delta-Sigma che produce rumore filtrato a 1 bit o multibit, gestito da un algoritmo con i relativi artefatti? La risposta definitiva arriva dall’ascolto. Secondo SW1X, la musica è un continuum temporale che, una volta interrotto, nessuna manipolazione digitale può ripristinare.

C’è chi considera obsoleti il Philips TDA1543, il TDA1541 e molti altri DAC a scala di resistenze. Data l’età si può capire, ma un R2R senza sovracampionamento non diventa obsoleto se suona bene: il resto del circuito conta ancora più del chip. Il pregiudizio nasce soprattutto dal fatto che pochi hanno ascoltato un’implementazione non sovracampionata al suo meglio.

Tra le due tecnologie c’è una grande differenza nel modo di restituire informazioni spaziali, dinamiche e armoniche: il timbro è più naturale e preciso sui progetti non sovracampionati, più piatto e omogeneo su quelli sovracampionati. È uno dei motivi per cui il Delta-Sigma non rientra nei piani di SW1X.»

R2R contro Delta-Sigma: quale tecnologia è realmente superiore?

Dal punto di vista tecnico, i DAC Delta-Sigma moderni possono offrire livelli eccezionali di linearità, rumore e distorsione. I DAC R2R, invece, presentano sfide progettuali particolari, soprattutto per quanto riguarda la precisione della rete resistiva e la linearità ai bassi livelli.

Questo non impedisce a un buon DAC R2R di raggiungere prestazioni eccellenti, né garantisce che ogni Delta-Sigma sia migliore di ogni R2R.

È necessario valutare il singolo apparecchio, considerando misure, implementazione, filtri, stadio analogico e condizioni d’uso.

Le preferenze d’ascolto, inoltre, non devono essere confuse con una classifica assoluta di fedeltà. Un ascoltatore può preferire una lieve colorazione timbrica perché la trova più gradevole, mentre un altro può apprezzare maggiormente una riproduzione più neutra.

Entrambe le preferenze sono legittime, purché non vengano trasformate in affermazioni tecniche non dimostrate.

Conclusioni: il DAC migliore è quello che soddisfa le proprie esigenze d’ascolto

Il successo dei DAC R2R tra una parte degli audiofili può essere compreso considerando l’insieme delle caratteristiche che determinano la percezione sonora.

La sensazione di maggiore naturalezza, il timbro più corposo, la fluidità e il piacere durante gli ascolti prolungati possono essere associati a specifiche scelte di filtraggio, al profilo della distorsione, alla risposta in frequenza e alla progettazione dello stadio analogico. Non sono, tuttavia, proprietà universali della tecnologia R2R.

Allo stesso modo, l’elevata precisione dei DAC Delta-Sigma non implica necessariamente un suono freddo o artificiale. Un progetto accurato può combinare trasparenza, neutralità e grande naturalezza.

Per chi desidera scegliere un convertitore per il proprio impianto hi-fi, la soluzione migliore è confrontare apparecchi concreti, con livelli d’uscita abbinati e condizioni d’ascolto coerenti, senza lasciarsi guidare esclusivamente dal tipo di architettura o dalle specifiche dichiarate.

In definitiva, R2R e Delta-Sigma sono due differenti approcci alla conversione digitale-analogica, non due categorie sonore rigidamente contrapposte. La preferenza per l’una o per l’altra può essere assolutamente sincera, ma la qualità del risultato dipende soprattutto da come ciascuna tecnologia viene progettata e realizzata.

Come collegare la sorgente digitale al DAC?

Qualunque architettura scegli, il DAC può convertire bene solo i dati che riceve in buone condizioni. Il collegamento con lo streamer, il PC o la meccanica CD è decisivo per la prestazione sonora del dac. La scelta del cavo dipende dal tipo di output e input utilizzato nelle elettroniche: USB, coassiale S/PDIF o AES/EBU.

USB da streamer, PC o NAS

Con l’USB Audio in modalità asincrona, il DAC usa il proprio clock e regola il flusso dei dati attraverso un segnale di ritorno. Non segue più il clock del computer. Nel percorso USB possono però arrivare disturbi dalla sorgente e masse condivise.

Per questo Neutral Cable separa e scherma i conduttori di alimentazione da quelli dei dati e li separa fisicamente con una seconda mandata sia nel cavo USB Reference Improved (conduttori argento PC-OCC 7N)  che nel  cavo Usb Passion Improved. Anche il cavo USB Eclipse separa il percorso dei segnali da quello dell’alimentazione. Entrambi hanno un’impedenza di 90 Ω e hanno saldature effettuate con lega eutettica Cardas (Ag, Cu, Sn, Pb)

Coassiale S/PDIF da meccanica o streamer

Al contrario dell’USB asincrono, il coassiale S/PDIF trasporta i dati audio e il riferimento temporale nello stesso flusso. Il ricevitore del DAC deve ricavarne il clock. Lo standard consumer prevede un collegamento da 75 Ω.

Particolare attenzione va prestata alle terminazioni del cavo. Impedenza, connettori e lunghezza possono incidere sull’impedenza effettiva del cavo digitale : un cavo da 75 ohm con connettori RCA non adatti non resta avrà 75 ohm. Scegli un cavo che rispetti questo valore anche nei connettori.

Su questo principio Neutral Cable realizza il cavo coassiale digitale Digital Reference, a 75 ohm effettivi connettori compresi. È in argento PC-OCC 7N con tripla schermatura e monta connettori Canare a 75 ohm, in versione RCA/RCA, RCA/BNC o BNC/BNC. Così si collegano meccanica o streamer al DAC senza adattatori.

AES/EBU e scelta dell’ingresso

Accanto al coassiale c’è l’AES/EBU, una linea digitale bilanciata da 110 Ω. È da privilegiare quando sorgente e DAC hanno entrambi questo ingresso, soprattutto su tratte lunghe o in ambienti con molti disturbi.

Non esiste un’interfaccia che suoni meglio delle altre in ogni impianto. Il suono dipende da come USB, S/PDIF e AES/EBU sono realizzati nella sorgente e nel DAC: valuti gli ingressi disponibili e confronti quelli che offrono il risultato migliore.

Su richiesta Neutral Cable realizza cavi AES/EBU su misura con connettori xlr Neutrik con contatti dorati.

Un cablaggio coerente con l’impianto

Sorgente, interfaccia digitale, DAC, amplificatore, diffusori e cablaggio formano un’unica catena. Un collegamento non all’altezza della situazione, in qualunque punto, abbassa il livelllo qualitativo della riproduzione. In altre parole un impianto si esprime al livello del suo aneillo più debole, il c.d. collo di bottiglia. Inoltre un cavo non di qualità può introdurre rumore, interferenze o perdita di livello.

Il cablaggio va scelto in modo coerente con le elettroniche che collega e deve essere dello stesso livelllo qualitativo. In particolare per il dac è necessario adottare un cavo di segnale e uno di alimentazione all’altezza della situazione. Spesso si trascura il cavo di alimentazione ma il dac è molto sensibile l cavo di alimentazione.