La Guida alla scelta del Lettore DSD 

Il Direct Stream Digital (DSD) è un formato audio digitale inventato da Philips e Sony nel 1999 e attualmente utilizzato sui Super Audio CD (SACD). Considerato come il nirvana in termini di musicalità, il DSD è stato sviluppato per correggere i difetti dello standard CD-Audio, inclusa la asprezza dei segnali PCM, che sono notevolmente sottocampionati.

Il CD-Audio ha riscosso un successo vivace e duraturo fin da quando fu lanciato nel 1980, ancor più dei migliori supporti di memorizzazione analogici, cioè la audio cassetta Philips e il disco in vinile.

Nel 1980 Philips e Sony pubblicarono il famoso Redbook, cioè quella che è considerata la “Bibbia” in cui è descritto il funzionamento del formato Compact Disc Audio e della tecnica di digitalizzazione del suono usando il sistema Pulse Code Modulation (PCM).

Il PCM è la rappresentazione digitale di un segnale analogico, in cui l'altezza del segnale elettrico viene misurata ad intervalli regolari. Questa tecnica di acquisizione si chiama campionamento e nel caso del CD audio, avviene 44.100 volte al secondo (per ogni canale). Ogni campione è codificato a 16 bit (caratteri binari), cioè con una serie di sedici 0 o 1.

Philips e Sony avevano stimato che nel 1980 erano sufficienti 44.100 campioni al secondo, principalmente a causa di vincoli tecnici. Con questa risoluzione, un CD Audio può contenere 80 minuti di musica. Un raddoppio del campionamento avrebbe dimezzato tale capacità e sarebbero stati offerti decodificatori in grado di elaborare più dati, ma a prezzi esorbitanti. In realtà, la frequenza di 44.100 campioni/secondo pone un enorme problema tecnico durante la decodifica.

I punti deboli del formato CD-Audio – cioè asprezza, freddezza, mancanza di naturalezza - è proprio dovuta al limite introdotto da questi 44.100 campioni/sec, perché in pratica la risposta in frequenza consentita dopo la decodifica può essere soltanto pari alla metà dei campioni, cioè 22.050 Hz (secondo il Teorema di Nyquist/Shannon).

Inoltre, le informazioni digitali irrilevanti sono codificate in modo tale che non debbano essere decodificate, o almeno in modo da mascherarle il più possibile. Subito dopo 20.000 Hz vengono utilizzati filtri con pendenze molto ripide. Di conseguenza, le frequenze armoniche essenziali vengono semplicemente distrutte, a tutto discapito della musicalità.

Il DSD ha 64 volte la quantità dei campioni presenti nel CD-Audio 

Consapevole del problema, Philips e Sony nel 1999 hanno rivisto la loro proposta iniziale, proponendo il SACD ed un nuovo metodo di conversione basato sulla tecnologia Delta Sigma, piuttosto che sul PCM. La prima differenza è che il campionamento è 64 volte più frequente rispetto al CD Audio, con 2,8 milioni di campioni al secondo del segnale elettrico analogico.

Seconda differenza: la codifica di ogni campione viene eseguita ad 1 bit. Come nel caso del CD-Audio, non tutti i dati digitalizzati sono utili e non tutti i dati ritenuti irrilevanti vengono "rifiutati" alla fine della banda passante, ma senza la necessità di un filtro ripido per eliminarli durante la decodifica. Di conseguenza, le armoniche non vengono distrutte e la musica presenta una naturalezza eccezionale.

DSD vs PCM

Un flusso audio in formato DSD stereo ha eccellenti caratteristiche tecniche: una risposta in frequenza fino a 50 kHz ed un rapporto segnale/rumore superiore a 120 dB.

Nonostante questa superiorità tecnologica, il SACD non ha ottenuto il successo che meritava, per colpa della dematerializzazione galoppante della musica, distribuita direttamente da Internet sotto forma di file ultracompressi (MP3, AAC).

Il formato DSD non è però morto.... lungi da esso!

Ironia della sorte, negli ultimi anni ha addirittura portato all'ascesa della musica digitale in HD. Qualche tempo fa, gli utenti più smaliziati hanno trovato un modo per estrarre i file DSD dai SACD (protetti) e poi convertirli in formato PCM, sotto forma di file FLAC a 24 bit e 88,2 kHz. La disponibilità (non del tutto legale) della musica dsd gratis grazie al download di questi file su Internet ha dato origine a nuove abitudini di consumo tra gli amanti della musica, come l'ascolto da un computer con un DAC audio esterno (digitaltoanalog converter) di questi famosi file FLAC. Il mercato di nicchia per DAC Audio si è evoluto in un vero e proprio eldorado, nello stesso momento in cui gli audiofili più esperti hanno iniziato a nutrire l'interesse - altamente musicale – nell’utilizzo di convertitori DAC esterni con i loro computer.

Come ascoltare i file DSD? Ovvio, con un lettore DSD! 

Per decodificare un file DSD è necessario disporre di un DAC progettato appositamente per questo scopo. Tuttavia, il 99% dei DAC incorporati nelle schede audio Hi-Fi, nei DAC USB esterni, negli amplificatori home theater o nei lettori audiofili sono solo in grado di elaborare i segnali... PCM.

Inizialmente, ben pochi componenti elettronici erano in grado di leggere nativamente il DSD e veniva quindi eseguita una conversione in PCM in tempo reale. Tuttavia, la qualità rimane eccezionale.

Esistono chip di conversione nativi con supporto DSD, tra cui: ESS Sabre 9018, Wolfson WM8741, Wolfson WM8742, Texas Instrument Burr Brown DSD 1608, DSD 1702, DSD 1791 o DSD 1794, per non parlare di Asahi Kasei. È solo una questione di tempo prima che siano integrati nell' elettronica dei produttori, degli amplificatori per home theater e dei lettori multimediali. 

La fortissima concorrenza del PCM DXD

Anche se perfettibile per quanto riguarda la qualità CD, la codifica PCM in versione HD è ampiamente utilizzata in studio per la masterizzazione di album. Con i progressi della tecnologia, la frequenza di campionamento è aumentata a 192.000 campioni al secondo, codificati a 24 o 32 bit. Nel 2007 è stato introdotto il PCM DXD (per la Digital eXtreme Definition) con una frequenza di campionamento di 352.800 campioni/secondo (352,8 kHz), 8 volte superiore al Compact Disc Audio, con quantizzazione a 24 o 32 bit. Il formato PCM DXD è attualmente utilizzato nella produzione musicale (mastering) e molto spesso... prima della conversione in formato DSD. Infatti, dei quasi 9.000 album SACD esistenti, solo 1.600 sono registrazioni DSD digitali. Gli altri sono derivati da una cattura PCM e sono stati poi convertiti in DSD.

Dove scaricare i file DSD (. DSF)

Dove ottenerli? I siti che distribuiscono file DSD sono ad esempio 2L e Native DSD. Qobuz o HDtracks vendono album musicali in qualità studio, ma codificati in PCM (file FLAC, WAV o AIFF) - tuttavia, in risoluzioni molto elevate tra 24-bit / 88,2 kHz e 24-bit / 192 kHz.

Per il momento, la distribuzione dei file DSF (contenitore DSD) è riservata ad alcuni siti che offrono download legali: 2L, Blue Coast Records, Channel Classics Records, Cybele Records o HighResAudio.

Attenzione: un file DSF occupa molto spazio di archiviazione: spesso più di 100 MB per 5 minuti di musica. Se non si dispone di un DAC o di un lettore che sia nativamente compatibile con il DSD, occorre utilizzare un Music Server (come i Cocktail Audio) che ne permettono la lettura.

Come riprodurre i file con un lettore DSD

Le grandi dimensioni e la velocità di trasmissione dei flussi DSD rendono impossibile la loro trasmissione tramite collegamenti S/PDIF (ottici, coassiali, AES/EBU). Solo un collegamento HDMI, USB o i2s può trasmettere in streaming un file DSF ad un Convertitore DAC compatibile. Per una maggiore flessibilità, il supporto del protocollo di rete DLNA dovrebbe essere esteso a unità compatibili.

DSD64, DSD128 e DSD256

Il formato DSD come lo conosciamo oggi (DSD64 per il campionamento di CD audio 64x, o 2,8 MHz) sarà certamente solo un passo di transizione verso un'evoluzione dello standard che sarà più ampiamente adottato dagli studi e dal grande pubblico. Il DSD128 (5,6 MHz), già supportato dai music server Cocktail Audio e da molti convertitori come il CEC DA5. Tutto ciò che resta da fare è cambiare le abitudini degli ingegneri del suono di lavorare in PCM.

In conclusione, se il formato DSD è promettente, resta ancora molta strada da fare prima che sostituisca del tutto il formato PCM e i suoi contenitori di successo come FLAC o MP3.