DAC แบบ R-2R มันคืออะไร ทำไมราคาแพง?

ช่วงปีที่แล้วเราเริ่มจะเห็น DAP และ DAC พกพาบางรุ่นโฆษณาว่าใช้ระบบที่เรียกว่า R-2R กัน ซึ่งก็พาลให้หลายๆคนสงสัยว่าเจ้าระบบถอดรหัสสัญญาณแบบนี้มันคืออะไร? และมีดีกว่าชิป DAC ทั่วไปยังไงบ้าง? งานนี้เรานำมาสรุปให้ทุกท่านได้อ่านกันแล้วครับ

ระบบ Delta-sigma VS R-2R

ชิป DAC โดยทั่วไปที่ใช้กันในเครื่องเล่นอย่าง DAP หรือ DAC ทั้งหลาย โดยส่วนมากแล้วจะเป็นชิปแบบที่เรียกว่า Integrated Chip ครับ ซึ่งจะเป็นการออกแบบวงจรถอดรหัสดิจิตอลทั้งหมดให้อยู่บนชิปเพียงตัวเดียวในรูปแบบการถอดรหัสที่เรียกว่า Delta-sigma ซึ่งเราก็จะคุ้นเคยกันดีกับผู้ผลิตเจ้าดังๆอย่างเช่น ESS Sabre, AKM หรือว่า Cirrus Logic

บริษัทผู้ผลิตชิปเหล่านี้ก็จะออกแบบ Integrated Chip สำหรับงานออดิโอเพื่อให้ผู้ผลิตอุปกรณ์ออดิโอทั้งหลายเลือกไปใช้งาน จากนั้นก็ไปออกแบบวงจรส่วนอื่นๆให้เหมาะสมกันเอาเอง ซึ่งเป็นวิธีที่ไม่ยุ่งยากจนเกินไป ทำให้สามารถออกแบบอุปกรณ์ฟังเพลงได้ง่าย เป็นรูปแบบการถอดรหัสสัญญาณดิจิตอลที่เราพบเห็นได้โดยทั่วไป

แต่ถ้าเป็นค่ายที่ซีเรียสกับงานออกแบบวงจรก็จะรู้ว่าระบบชิปแบบ IC ยังมีข้อจำกัดอยู่ในการจะสร้างคาแรคเตอร์เสียงให้ได้ตามความต้องการจริงๆ จึงเป็นที่มาของการออกแบบ DAC ระบบ Discrete ซึ่งระบบถอดรหัสดิจิตอลจะไม่ใช่ชิปตัวเดียวแล้ว แต่จะเป็นวงจรแยกชิ้นออกจากกัน ซึ่งก็คือระบบ R-2R ที่เรากำลังพูดถึงกันอยู่นี่เองครับ

R-2R ยุ่งยากแต่เสียงดี

ระบบ DAC แบบ R-2R จะเรียกกันเต็มๆว่า Discrete R-2R Resistor Ladders ก็ตามชื่อเลยครับ มันคือการแยกวงจรออกเป็นชิ้นๆ โดยการสร้างระบบ R-2R ขึ้นมาจะใช้วิธีเอาตัวต้านทานหรือ resistor สองตัวมาต่อพ่วงกันเป็นขั้นบันไดไปเรื่อยๆเพื่อสร้างวงจรในการแปลงสัญญาณ digital เป็น analog

ซึ่งถ้าเราต้องการรายละเอียด (Resolution) ในแต่ละ Bit ที่สูงขึ้น จำนวนตัวต้านทานที่ต้องใช้ก็เพิ่มขึ้นเป็นเงาตามตัว แถมตัวต้านทานแต่ละคู่ที่ใช้ยังต้องเป็นแบบ Match Pair คือวัดค่าทางไฟฟ้าแล้วทั้งสองตัวต้องตรงกันเป๊ะหรือใกล้เคียงกันมากที่สุด เพราะถ้าสเปคของตัวต้านทานแต่ละคู่ไม่ตรงกันก็จะเกิดความคลาดเคลื่อนของข้อมูลได้ ผลก็คือคุณภาพเสียงที่ไม่ดีนั่นเอง

จะเห็นได้ว่าการใช้ระบบ R-2R ค่อนข้างจะยุ่งยากวุ่นวายกว่าใช้ชิป IC แบบตัวเดียวจบเยอะเลยทีเดียว ยิ่งเป็น DAC ระบบ 24 Bit จะต้องใช้ตัวต้านทานถึง 48 ตัวสำหรับหนึ่งแชนแนล ถ้าเป็นระบบสเตอริโอที่เราฟังกันปกติก็ต้องใช้มากถึง 96 ตัวเลยทีเดียว ในด้านการออกแบบระบบ R-2R ถือว่าสิ้นเปลืองเวลาและทรัพยากรเอามากๆ เป็นเหตุผลที่ว่าทำไมระบบนี้มันถึงได้แพงนั่นเอง แต่ผลลัพธ์ที่ได้ก็เป็นสิ่งที่ทำให้หลายๆค่ายเลือกลงทุนกับวงจรถอดรหัสแบบ R-2R ครับ

สุ้มเสียงที่ยอดเยี่ยมพร้อมกลิ่นไออะนาลอค

หลายคนที่ได้ลองฟังเสียงจากอุปกรณ์ที่ใช้ระบบ DAC แบบ R-2R มักจะพูดเป็นเสียงเดียวกันว่ามันให้อารมณ์แบบอะนาลอคสูงมาก จุดเด่นของ DAC ระบบนี้จะอยู่ที่ไดนามิคอันลื่นไหล ความต่อเนื่องของระดับเสียงทำได้ดีเยี่ยม อีกจุดนึงที่รู้สึกได้ชัดก็คือเรื่องของเนื้อเสียงที่มีน้ำหนักและอิ่ม

ทางด้านความชัดเจนจะแจ้งอาจจะไม่คมกริบเท่า DAC ที่ถอดรหัสแบบ Delta-sigma ส่วนใหญ่ แต่ก็ไม่ใช่ว่า R-2R จะให้รายละเอียดเสียงได้ไม่ดี จริงๆดีเทลต่างๆในระบบ R-2R ยังอยู่ครบเพียงแต่อาจจะไม่ได้คมจัดตามสไตล์ DAC Hi-Res พิมพ์นิยมในปัจจุบันครับ

อีกจุดที่ระบบ R-2R ทำได้ดีก็คือเรื่องมิติและเวทีเสียง การแสดงรายละเอียดในแต่ละเลเยอร์ทำได้ดี ทั้งด้านกว้างและด้านลึกของเวทีเสียงให้มิติระดับยอดเยี่ยม

อุปกรณ์ฟังเพลงพกพาที่ใช้ระบบ R-2R

ถ้าเป็นอุปกรณ์ฟังเพลงแบบ Home System ที่ใช้วงจรแบบ R-2R ราคาก็มักจะโดดไปไกลจนจับต้องค่อนข้างยากครับ แต่ตอนนี้เหล่าผู้ผลิตอุปกรณ์ฟังเพลงก็สามารถนำระบบ R-2R มาใส่ในอุปกรณ์พกพากันได้แล้ว แถมราคาก็ยังน่าคบหาอีกด้วยครับ

หนึ่งในนั้นก็คือ RU6 Dongle DAC หรือ DAC พกพาจากค่าย Cayin ที่ทำให้ตัวต้านทานจำนวนมากติดตั้งอยู่ในอุปกรณ์ขนาดเล็กแบบนี้ได้ และผลลัพธ์ของมันก็ยอดเยี่ยมมากครับ เป็น DAC พกพาระดับหัวแถวในตอนนี้เลยทีเดียว สุ้มเสียงที่ได้เทียบเคียงกับ DAC ตั้งโต๊ะตัวใหญ่ๆได้สบาย

ถ้าอยากสัมผัสน้ำเสียงจาก DAC แบบ R-2R ในราคาที่กระเป๋าไม่ฉีกแล้วล่ะก็ Cayin RU6 ก็เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจมากที่สุดในเวลานี้เลยครับ