มีคนถามถึง digital source ที่ผมใช้อยู่ในชุดอ้างอิงที่ใช้ทดสอบอุปกรณ์เครื่องเสียงในช่วงเดือน–สองเดือนที่ผ่านมา เพราะสงสัยกับข้อความว่า “เชื่อมต่อผ่านอินพุต I2S” ที่ผมระบุไว้ในบทความ วันนี้ผมมีคำตอบมาให้แล้ว (ให้ดูจากแผนผังที่ผมทำมาประกอบไปด้วยจะเข้าใจมากขึ้น)
เบื้องต้น ขอให้เข้าใจก่อนว่า “I2S” (หรือ IIS หรือ I2S ก็คืออันเดียวกัน) ในที่นี้ก็คือ “อินพุต & เอ๊าต์พุต” ที่ใช้สำหรับการเชื่อมต่อสัญญาณดิจิตัล ออดิโอรูปแบบหนึ่งที่ออกแบบมาใช้เชื่อมต่อสัญญาณดิจิตัล PCM ระหว่างชิปไอซีภายในตัวเครื่อง แต่ที่เราจะพูดถึงกันในที่นี้คือการเอา I2S มาใช้เชื่อมต่อสัญญาณดิจิตัล PCM ระหว่างเครื่องต่อเครื่อง (box-to-box) ลักษณะเดียวกับช่อง digital input/output อื่นๆ อย่างเช่น AES/EBU, Coaxial, Optical และ USB นั่นเอง แต่ส่วนที่ต่างกันก็คือสัญญาณดิจิตัลที่ส่งผ่านช่องทาง I2S นี้จะเป็นสัญญาณ PCM เท่านั้น ในขณะที่ดิจิตัลอินพุตแบบอื่นบางชนิดอย่างเช่น USB สามารถส่งผ่านสัญญาณ DSD ได้ด้วย
ช่องดิจิตัลอินพุต/เอ๊าต์พุต I2S ต่างจากช่องดิจิตัลอินพุต/เอ๊าต์พุตแบบอื่นอยางไร.? การรับ/ส่งสัญญาณดิจิตัล ออดิโอระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ ไม่ว่าจะผ่านทางช่องอินพุต/เอ๊าต์พุตแบบไหน สิ่งที่รับ/ส่งระหว่างกันไม่ได้มีเฉพาะตัวสัญญาณดิจิตัลเท่านั้น แต่จะมีข้อมูลอีกสองส่วนที่ไปด้วยกัน นั่นคือข้อมูลของ clock ที่ประกอบด้วย bit clock (BCLK) และ word clock หรือ left-right clock (LRCLK) รวมเป็นข้อมูล 3 ส่วนที่เดินทางไปด้วยกัน ซึ่งช่องดิจิตัลอินพุต/เอ๊าต์พุตแต่ละประเภทจะใช้กรรมวิธีในการรับ/ส่งข้อมูลทั้งสามส่วนที่อยู่ในมาตรฐานที่ต่างกัน อาทิเช่น Sony กับ Philips ใช้วิธีรวมสัญญาณ PCM กับข้อมูล clock ทั้งสองด้วยวิธีการที่พวกเขาคิดค้นขึ้นมา เรียกว่ามาตรฐาน S/PDIF ซึ่งจะใช้การรับ/ส่งผ่านทางขั้วต่อ Coaxial (RCA หรือ BNC) กับ Optical ในขณะที่ Audio Engineering Society (AES) กับ European Broadcasting Union (EBU) ก็ร่วมกันคิดวิธีรวมสัญญาณ PCM กับข้อมูล clock ทั้งสองส่วนด้วยมาตรฐานของพวกเขาเองที่ตั้งชื่อเรียกว่า AES3 ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้การรับ/ส่งผ่านทางขั้วต่อ XLR ไม่ว่าการรับ/ส่งสัญญาณจะเป็นมาตรฐาน S/PDIF หรือ AES3 สัญญาณ PCM กับข้อมูล clock ทั้งสองส่วนจะถูกแพ็คไปด้วยกันเสมอ และไปถอดแยกตรงปลายทางพร้อมทั้งมีการทำ reclock ด้วย ในการส่งผ่านสัญญาณด้วยมาตรฐาน S/PDIF กับ AES/EBU รวมถึง USB จึงต้องมีข้อมูลส่วนที่เป็นมาสเตอร์คล็อกทางฝั่งต้นทางด้วย ในขณะที่การรับ/ส่งสัญญาณ PCM ระหว่างอุปกรณ์เครื่องเสียงผ่านทาง I2S ยังไม่มีมาตรฐานที่ชัดเจนว่าจะใช้อินเตอร์เฟซ (ขั้วต่อ + สายต่อเชื่อม) แบบไหน เนื่องจากปกติแล้ว การรับ/ส่งสัญญาณ PCM ผ่าน I2S จะถูกใช้เฉพาะในตัวเครื่อง (internal) เท่านั้น
ในอดีตนั้น มีผู้ผลิตอุปกรณ์เครื่องเสียงหลายยี่ห้อที่ใช้เทคนิคการรับ/ส่งสัญญาณ PCM ระหว่างเทรานสปอร์ตกับดีทูเอฯ ด้วย I2S ผ่านทางขั้วต่อ+สายเชื่อมต่อรูปแบบต่างๆ มานานแล้ว อาทิเช่นยี่ห้อ Audio Alchemy ใช้วิธีรับ/ส่งสัญญาณ PCM ระหว่าง CD transport กับ external DAC ของพวกเขาผ่านขั้วต่อ DIN หรืออีกยี่ห้อคือ Van Medevort ใช้วิธีรับ/ส่งสัญญาณ PCM ผ่านสาย RCA จำนวน 4 เส้น หรืออย่างเช่นยี่ห้อ PS Audio กับ Wyred4Sound ใช้การรับ/ส่งผ่านขั้วต่อ+สาย HDMI แต่กำหนดมาตรฐานขึ้นมาเอง ไม่ได้ใช้ขั้วต่อสัญญาณของ HDMI มาตรฐานเดียวกับที่ใช้ในโฮมเธียเตอร์ ในขณะที่บางยี่ห้อใช้วิธีรับ/ส่งสัญญาณ PCM ด้วยขั้วต่อ+สายต่อ RJ45 (สาย LAN) ก็มี
ลักษณะการเชื่อมต่อสัญญาณของขั้วต่อ HDMI ที่ PS Audio ออกแบบขึ้นมาใช้ในการรับ/ส่งสัญญาณ PCM ด้วยฟอร์แมต I2S
ปัจจุบัน วิธีรับ/ส่งสัญญาณ PCM ฟอร์แม็ต I2S ผ่านการเชื่อมต่อด้วยอินเตอร์เฟซ HDMI ด้วยรูปแบบการเชื่อมต่อที่ Paul McGowan คิดขึ้นมาใช้กับสินค้าแบรนด์ PS Audio ของพวกเขาเองกำลังได้รับความนิยมมากขึ้นในกลุ่มของผู้ผลิต external DAC และ network transport ที่นำเอารูปแบบที่ PS Audio คิดขึ้นมาไปใช้ในอุปกรณ์เครื่องเสียงของพวกเขา อาทิเช่น Audio-gd, Denafrips, NuPrime, Rockna, Holo Audio และอีกหลายยี่ห้อ ซึ่งทั้งหมดนั้นไม่ใช่แบรนด์ยักษ์ใหญ่ในวงการ เหตุผลที่แบรนด์ใหญ่ๆ ของวงการไม่มีอินพุต/เอ๊าต์พุต I2S ก็เพราะเรื่องความเป็นมาตรฐานสากล กับฟังท์ชั่นใช้งานของ I2S ที่ยังไม่ตอบโจทย์การใช้งานแบบ multi-function นั่นเอง
ตัวอย่างการเชื่อมต่อด้วย I2S
สิ่งสำคัญอันดับแรกคือต้องมี external DAC ที่มีอินพุต I2S ซึ่งในชาร์ตนี้ก็คืออุปกรณ์หมายเลข 7 ส่วนที่สำคัญรองลงมาก็คือ Transport ที่มีเอ๊าต์พุต I2S ในชาร์ตนี้ก็คือ roon : nucleus (1) ซึ่งเป็นเครื่องเล่นไฟล์เพลงที่มีเอ๊าต์พุต HDMI ซึ่งเป็นช่องเอ๊าต์พุต HDMI ที่ส่งออกเฉพาะสัญญาณเสียง PCM อย่างเดียว ไม่มีสัญญาณภาพ ข้อดีของ roon : nucleus ตัวนี้ก็คือว่ามันสามารถส่งออกสัญญาณ PCM ทางเอ๊าต์พุต HDMI ได้สูงถึง 24/192 นอกจากนั้น โปรแกรมเล่นไฟล์เพลงของ roon ยังมีฟังท์ชั่นแปลงสัญญาณ DSD ให้ออกมาเป็นสัญญาณ PCM ให้ด้วย จึงไม่มีกับการเล่นไฟล์เพลง Hi-Res ทั้ง PCM และ DSD เพื่อส่งออกผ่านทางช่อง HDMI นอกจากนั้น คุณยังสามารถสตรีมไฟล์เพลงจาก TIDAL แล้วส่งออกสัญญาณมาทาง HDMI ได้ด้วย
แต่เนื่องจากช่อง HDMI ของ nucleus ไม่ได้ใช้มาตรฐานเดียวกับมาตรฐานของ PS Audio ในการเชื่อมต่อสัญญาณ ถ้าเอาสาย HDMI เชื่อมต่อระหว่างช่อง HDMI ของ nucleus เข้ากับอินพุต I2S (HDMI) ของ external DAC จะไม่มีเสียงออก เพราะมันใช้วิธีเชื่อมสัญญาณที่ต่างมาตรฐานกัน จึงจำเป็นต้องอาศัยตัวแปลง (converter) มาเป็นตัวช่วย ซึ่งภาพข้างบนก็คือกล่อง HDMI-to-I2S converter (6) นั่นเอง (*1) ดังนั้น การต่อเชื่อมแบบนี้จึงต้องใช้สาย HDMI สองเส้น
*1 นั่นเท่ากับว่า roon nucleus ทำหน้าที่เป็น bridge ในการแปลงสัญญาณที่เข้ามาทาง Ethernet ให้ออกไปทางช่องทางดิจิตัล เอ๊าต์พุต 2 ช่องทาง นั่นคือ USB กับ HDMI ในกรณีนี้คือดึงสัญญาณดิจิตัลเอ๊าต์พุตจากช่อง HDMI ของ nucleus ไปใช้
ส่วนไฟล์เพลงที่จะนำมาเล่นก็มีอยู่ 2 ช่องทาง ทางแรกคือไฟล์เพลงที่เก็บอยู่ใน NAS (3) กับอีกทางคือสตรีมมาจากผู้ให้บริการเช่าฟังบนอินเตอร์เน็ต (4) อาทิเช่น TIDAL เป็นต้น ใครที่ใช้งาน roon nucleus ในการเล่นไฟล์เพลงและสตรีมไฟล์เพลงอยู่แล้วก็ใช้งานแบบที่เคยใช้ต่อไปได้เลย ไม่มีอะไรเปลี่ยนแปลง รวมถึงการควบคุมสั่งงานการเล่นไฟล์เพลงที่ยังคงใช้แอพฯ รีโมทของ roon ได้ตามเดิมทุกอย่าง แค่ว่า ก่อนจะเริ่มเล่นไฟล์เพลง ให้เลือกเอ๊าต์พุตของ roon ไปที่ HDMI ก่อนเท่านั้นเอง (*2)
*2 เอ๊าต์พุต HDMI ของ roon : nucleus จะมีสัญญาณออกมาตลอดเวลา เพราะเอ๊าต์พุต HDMI ไม่ต้องการไดเวอร์
อีกช่องทางการเชื่อมต่ออินพุต I2S โดยไม่ต้องใช้ตัวแปลง HDMI-to-I2S
นอกจากดิจิตัล ทรานสปอร์ตของ PS Audio แล้ว ปัจจุบันก็เริ่มมีอุปกรณ์เครื่องเสียงประเภท Digital Transport ของยี่ห้ออื่นที่มีเอ๊าต์พุต I2S ออกมาในตลาดแล้ว ตัวแรกที่ผมมีโอกาสทดสอบไปแล้วก็คือ NuPrime รุ่น Stream-9 (REVIEW)
NuPrime Stream-9
ซึ่งก็เท่ากับว่า Stream-9 ได้รวมเอาภาคการทำงานในส่วนของ “bridge” ที่แปลงสัญญาณดิจิตัลจากอินพุต Ethernet กับ S/PDIF (Coaxial, Optical) ให้ออกมาเป็น I2S อยู่ในตัวแล้ว ใครที่มี external DAC ที่มีอินพุต I2S ที่ใช้ขั้วต่อ HDMI ก็สามารถเชื่อมต่อเอ๊าต์พุต I2S จากตัว Streram-9 เข้าไปใช้ภาค DAC ในตัว external DAC ตัวนั้นได้เลยโดยไม่ต้องผ่านกล่องแปลง HDMI-to-I2S ภายนอกอีก
สาย HDMI กับคุณภาพเสียงที่ได้จากการเชื่อมต่อผ่าน I2S
จากการทดลองของผมพบว่า สาย HDMI ที่สามารถใช้เชื่อมต่อ I2S จะต้องเป็นสาย HDMI แบบ passive คือไม่มีไฟเลี้ยงเท่านั้น แบบ active ที่ต้องการไฟเลี้ยงใช้ไม่ได้ ส่วนเวอร์ชั่นของสายยังไม่พบความแตกต่าง สามารถใช้ได้หมด และจากการทดลองฟังเปรียบเทียบระหว่างสาย HDMI ที่เป็นสายแถมกับสาย HDMI ที่มีแบรนด์ ผมพบว่า ลักษณะและคุณภาพของเสียงที่ได้จากการเชื่อมต่อผ่าน I2S มีผลแปรเปลี่ยนไปตามคุณภาพของสาย HDMI ที่ใช้อย่างชัดเจน.!!
********************
การเชื่อมต่อสัญญาณระหว่าง Transport กับ external DAC ด้วย I2S ยังคงเป็นเรื่องใหม่ เชื่อว่าในอนาคตจะต้องมีประเด็นอื่นๆ ให้ต้องกล่าวถึงอีก ถ้ามีความเคลื่อนไหวใดๆ เกี่ยวกับการเชื่อมต่อด้วย I2S เพิ่มเติมจากนี้ ผมจะนำข้อมูลมาอัพเดตให้ทราบกันต่อไป..
