Che cos'è I²S e conviene usarlo?

Che cos'è I²S e conviene usarlo?

USB, I²S, AES, ottico e coassiale spiegati per i DAC

Ha appena acquistato un nuovo DAC e vuole ottenere il massimo da esso. E prima ancora di pensare alla sinergia con amplificatori, cuffie e così via, sorge subito una domanda:

Qual è la connessione migliore? USB, ottica, I²S, AES oppure coassiale?

Tralasciando il fatto che la sorgente potrebbe non offrire tutte queste connessioni — e che con un PC come sorgente normalmente si utilizza USB — vale comunque la pena dare uno sguardo a questi standard per arrivare a una raccomandazione generale. Curiosamente la risposta è meno “dipende” di quanto si potrebbe pensare inizialmente.

Vediamo le connessioni una per una.

Panoramica rapida

• USB è generalmente la soluzione più semplice e compatibile
• I²S può offrire un percorso del segnale molto diretto ma richiede compatibilità
• S/PDIF, ottico e coassiale dipendono maggiormente dalla clock della sorgente
• AES è molto robusto ma spesso assente nei dispositivi consumer

USB

USB si è guadagnato (ingiustamente) una reputazione piuttosto negativa nel mondo hi-fi. In passato si diceva spesso che fosse un’interfaccia informatica che non aveva nulla a che vedere con il flusso musicale “naturale” e analogico.

In realtà gli svantaggi semplicemente non erano gestiti bene come lo sono oggi.

USB trasmette contemporaneamente alimentazione e dati. Questo significa che se la sorgente è “rumorosa” — per esempio un PC potente il cui GPU e CPU possono introdurre rumore elettrico — potresti sentirlo. Possibili soluzioni includono l’uso di un DAC con isolamento galvanico come il Wandla, che gestisce molto bene questo problema, oppure l’aggiunta di un dispositivo come il JDS Labs Synapse, che isola galvanicamente il segnale USB.

I vantaggi, tuttavia, sono significativi.

USB trasmette il segnale in pacchetti e il DAC — utilizzando la propria clock interna — è responsabile del timing e dell’elaborazione. Questo è vantaggioso perché uno degli aspetti più importanti di una clock è avere un percorso del segnale molto corto verso il chip DAC, il che aiuta a preservare l’integrità del segnale.

Inoltre USB supporta sempre la velocità di dati più alta che il DAC stesso può elaborare.

Conclusione pratica: per la maggior parte dei sistemi con PC o streamer, USB è la soluzione più semplice e spesso anche la migliore.

S/PDIF

Se vuole evitare completamente il problema dell’isolamento galvanico, una connessione ottica è una scelta evidente. I collegamenti ottici trasportano solo il segnale e non la corrente elettrica, quindi non possono introdurre rumore proveniente dalla sorgente.

Lo svantaggio è che la sorgente è responsabile della clock, e la clock di molte sorgenti spesso non è allo stesso livello di quella di un DAC moderno di alta qualità. L’imprecisione temporale che dobbiamo considerare in questo caso è chiamata jitter. Inoltre S/PDIF è limitato a 192 kHz / 24 bit.

Esistono anche dispositivi progettati per migliorare il segnale e il suo timing: un DDC, o Digital-to-Digital Converter. Questo non è un clock che impone il clock operativo al DAC a valle. Piuttosto agisce come un buffer che cattura il segnale, lo reclocka e lo emette nuovamente con meno jitter. Alcuni DAC, come il JDS Labs Element IV, possiedono anche una compensazione del jitter molto efficace integrata.

Nota: la connessione ottica interrompe completamente il collegamento elettrico tra i dispositivi.

I²S

Si sente parlare sempre più spesso di un tipo di connessione relativamente nuovo chiamato I²S — ma che cos’è esattamente?

In poche parole, è il protocollo di trasporto del segnale utilizzato internamente nei DAC. L’idea è semplice: invece di convertire i dati da un formato a un altro, perché non alimentarli direttamente nel formato che il DAC si aspetta già?

In questo caso il DAC non controlla la clock — lo fa la sorgente. Tecnicamente parlando questo rende I²S l’ingresso più “pulito” che un DAC possa avere. Supporta inoltre le velocità di dati più elevate che il DAC può elaborare.

Ma quali sorgenti forniscono effettivamente una simile uscita?

Streamer di rete di fascia alta come l’Eversolo A8 includono ora I²S, diventando di fatto sia streamer che DDC in un unico dispositivo. Il segnale entra tramite la rete ed esce tramite USB o I²S. Anche molti DDC dedicati offrono un’uscita I²S.

Lo svantaggio è che I²S era originariamente un’interfaccia interna. Anche se molti produttori hanno concordato sull’uso di un connettore HDMI per le connessioni esterne, non esiste ancora uno standard universale per l’assegnazione dei pin. Questo significa che deve assicurarsi che la sorgente e il DAC condividano un pinout compatibile oppure che consentano regolazioni tramite impostazioni hardware o software.

Anche la lunghezza del cavo dovrebbe essere mantenuta il più corta possibile (idealmente sotto i 50 cm), poiché la lunghezza del percorso del segnale può influenzare l’integrità del segnale con questo standard.

Importante con I²S

• non esiste uno standard universale per il pinout HDMI
• sorgente e DAC devono essere compatibili
• la lunghezza del cavo dovrebbe essere molto corta

AES

AES utilizza cavi bilanciati estremamente resistenti alle interferenze esterne e può gestire senza problemi anche lunghe distanze di cavo. Importante: solo perché il connettore è XLR non significa che si possa usare un normale cavo XLR analogico — AES richiede un cavo con impedenza caratteristica di 110 ohm.

Lo svantaggio principale è che la larghezza di banda è limitata a 192 kHz / 24 bit ed è principalmente uno standard professionale. Molti dispositivi consumer — anche nel segmento high-end — non lo includono.

Coassiale

Il coassiale è essenzialmente S/PDIF trasmesso tramite un tipo di cavo diverso, in questo caso con impedenza di 75 ohm e una connessione elettrica sbilanciata. Poiché esiste una connessione elettrica diretta tra sorgente e DAC, possono verificarsi interferenze e anche in questo caso la clock dipende dalla sorgente.

È una connessione molto diffusa nel mondo consumer, anche se nei sistemi high-end viene utilizzata meno frequentemente.

Conclusione

Per la maggior parte delle sorgenti digitali come PC o streamer, USB non è solo la soluzione più semplice ma spesso anche la migliore. Se l’isolamento galvanico non è presente, può essere aggiunto relativamente facilmente con un dispositivo come il JDS Labs Synapse.

Se possiede già sia una sorgente sia un DAC con I²S — oppure se vuole sperimentare i potenziali miglioramenti sonori di un DDC — allora I²S è la prima scelta. Il DDC gestisce la riduzione del jitter, l’isolamento galvanico e il reclocking del segnale, rendendo questo il setup in cui hardware aggiuntivo può potenzialmente fare la maggiore differenza.

Consiglierei S/PDIF o coassiale solo per sorgenti di minore importanza, poiché dipendono molto da una buona compensazione del jitter e sono limitati nella risoluzione.

AES spesso viene escluso semplicemente perché la sorgente non lo supporta. Tuttavia, a parte il limite di risoluzione, in termini di prestazioni si colloca generalmente al di sopra di S/PDIF e coassiale.