DAC Пиккардийский аккорд v1.2

13 March 2010

Все ключевые моменты ЦАП Picardian chord себя полностью оправдали, а именно:

  • кардинального уменьшения EMI из за искоренения внешнего регистра пересинхронизации,гальваноразвязок и использование интерфейса S/PDIF, улучшение помехозащищенности.
  • защита каскада Т/Н (I/U) от вч составляющих и глитча(glitch) ДС ЦАПа, а также работа каскада в классе А.
  • изолирование земли между источником и УМЗЧ.
  • кардинальное искоренение электролитических конденсаторов в особенности из цепей аналогового питания.
  • использование приемника S/PDIF имеющего низкую частоту среза петли ФАПЧ.
  • использование ЦФ с режимом монотонного фильтра.
  • работа с любым контентом вплоть до 24/192.

Все эти особенности позволили получить субъективное звучание Picardian chord очень мягкое, чистое и ровное, поэтому он прекрасно воспроизводит такую сложную музыку как тяжелый рок, БСО, масштабная классика итп воспроизвести которую аутентично крайне трудно, звучание же джаза, соул, легкой музыки итп может быть (а может и не быть) немножко аналитичным.

Дальнейшие улучшения возможны в области:

  • улучшения помехозащищенности
  • улучшение питания
  • использования лучшей элементной базы
  • большей универсальности устройства в целом

рис 1

Принципиальная электрическая схема устройства изображена на рис 1.

Имеется два цифровых входа, коаксиальный S/PDIF и оптический TOSLINK, переключение между ними осуществляется с помощью малогабаритного вч реле фирмы Fujitsu. Сопротивления резисторов R62,R64,R68,R72 рассчитаны под существующую ПП. Питание организовано по типу выпрямитель – сглаживающий RC фильтр – стабилизатор – “электронный конденсатор”. В питании каждого узла применяются конденсаторы только одного типономинала, параллельное включение конденсаторов разного номинала (для примера 0805 X7R 0,1мкф и 0805 NP0 1000пф) не дает никакого уменьшения импеданса на вч потому как лимитировано ESL (0,8…1,2нГ + ~1нГ переходы + индуктивность дорожек и выводов микросхемы) зато приводит к образованию резонансных участков с большой добротностью что в свою очередь на результирующем качестве звука сказывается далеко не лучшим образом.

Список деталей

Джампера:

DEM – замкнут выкл., разомкнут вкл.
DF – замкнут бриквол ЦФ, разомкнут монотонный ЦФ

Транзисторы VT1-VT10 типа BC337-40/BC327-40, BC547C/BC557C, BC550C/BC560C итп. Резисторы R41,R56,R65,R78 рекомендовано использовать прецизионные Vishay VTA55, RN55, CMF55, PTF56 итд, угольные композитные Riken Ohm, Ohmite Little Demon, Ohmite Little Rebel итд либо танталовые. Угольные обязательно должны пройти ЭТТ. Резисторы R42,R43,R57,R58, R50,R51,R59,R60, R66,R67,R79,R80, R756,R76,R81,R82 типа MELF 0204. В качестве IC3,IC5 возможно использование THS4131 или OPA1632, в качестве IC4,IC6 LME49990, ADA4898-1, LME49710, LME49870, SE5534, NE5534, LM318, LT1468. Резисторы R41,R56;R65,R78; нужно подобрать попарно с точностью не менее 0,05…0,1%, резисторы R44,R54;R70,R77; R46,R49;R71,R74; R42,R57; R66,R79; R43,R58; R67,R80; нужно подобрать попарно с точностью не менее 0,1%. Конденсаторы C78,C86;C92,C99;C79,C87;C93,C100 типа NP0 нужно подобрать попарно с точностью не менее 0,5%, конденсаторы C80,C88,C94,C101,C82,C85,C90,C96,C98,C103 NP0 1%.

Размеры ПП (160,5х50мм) позволяют использовать промышленные корпуса фирмы Hammond типа 1455T2201BK и тому подобные.

Литература:

  1. “Jitter: Specification and assessment in digital audio equipment” Julian Dunn
  2. “The diagnosis and solutions of jitter related problems in digital audio systems” Julian Dunn and Lan Dennis
  3. “TOWARDS COMMON SPECIFICATIONS FOR DIGITAL AUDIO INTERFACE JITTER” Julian Dunn, Barry A.McKibben, Roger Taylor, Chris Travis
  4. “Is the AES/EBU/SPDIF Digital Audio Interface flawed?” C Dunn and M Hawksford, AES 93rd Convention San Francisco, preprint 3360, October 1992
  5. “Specifying the Jitter Performance of Audio Components” C. Travis and P. Lesso, AES 117 th Convention, October 2004
  6. “A high performance S/PDIF receiver” Paul Lesso , AES 121th Convention, San Francisco, October 2006
  7. “Clock synchroniser and clock and data recovery apparatus and method”, Paul Lesso , US patentUS2005/0220240 A1
  8. “A 126dB DR Current-mode Advanced Segmented DAC” Norio Terada & Shige Nakao, Texas Instruments Japan, Kanagawa, Japan. AES Paper no. uk076, March 2001.
  9. “Digital to analog converting method and digital to analog converter employing common weight generating elements” Shigetoshi Nakao, Toshihiko Hamasaki , US patent US 6,469,648 B2
  10. “A 3-V, 22-mW Multibit Current-Mode SD DAC with 100 dB Dynamic Range” Toshihiko Hamasaki, Yoshiaki Shinohara, Hitoshi Terasawa, Kou-Ichirou Ochiai, Masaya Hiraoka, and Hideki Kanayama. IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. 31, NO. 12, DECEMBER 1996
  11. “Операционные усилители” И.Достал, Москва “Мир” 1982р.
  12. “A Wide-Band, Low-Power, High Slew Rate Voltage-Feedback Operational Amplifer” Farhood Moraveji. IEEE JOURNAL OF SOLID–STATE CIRCUITS, VOL. 31, NO. 1, JANUARY 1996
  13. “Питание High-end апаратуры без применения электролитов” Штыбель Назар, October 2009
  14. “DAC Picardian chord v1.0″ Штыбель Назар, April 2009

Спасибо всем тем кто так или иначе поддерживает и помогает мне в этом нелегком деле

качественного звука, отдельно хочу поблагодарить С.И.Агеева за редкие но меткие консультации.

(с)2010г. Львов, Штыбель Назар aka Nazar.

Удачи всем и удовольствия от прослушивания любимых записей!

"Прямо или косвенно, но все вопросы, связанные со звуком, должны решаться ухом как органом слуха: оспаривать заключения, которые даются ухом уже не приходится" лорд Рэлей (Дж. У. Стретт)

DAC Overture v3.0 (“Delicacy&Drive”)

7 March 2010
  • Система плавающих самобалансирующихся безрезонансных питаний без применения электролитических конденсаторов.
  • кардинальное уменьшение EMI из за искоренения внешнего регистра пересинхронизации,
    гальваноразвязок и использование интерфейса S/PDIF, улучшение помехозащищенности.
  • каскад Т/Н (I/U) работающий в классе А с защитой от вч составляющих и глитча(glitch) ЦАПа.
  • Сверхлинейный буферный каскад в классе А без ОООС для буферизации и защиты устройства от влияния внешних EMI.
  • Уменьшено практически до нуля влияние фазы сети и качества сетевого кабеля.
  • Фильтр линии питания 220В.
  • Тщательный расчет конструктива.
  • Компактный дизайн.

Описать словами звучание этого ЦАПа очень трудно, это надо слушать!

(c)2009

"Прямо или косвенно, но все вопросы, связанные со звуком, должны решаться ухом как органом слуха: оспаривать заключения, которые даются ухом уже не приходится" лорд Рэлей (Дж. У. Стретт)

FAQ по DAC Picardian chord

26 November 2009

Добрый день nazar.
А почему Вы использовали в преобразователе THS4131, а не более скорострельные THS4151. Какими последствиями чревато использование 51-вых в качестве преобразователя.

скорость ОУ в и\у на самом деле не нужна, это тупое лобовое решение, главное не перегрузить вх. каскад а это уже зависит от схемотехники преобразователя и\у, а чем более скорострельный ОУ тем хуже его параметры на НЧ (как у ТОС например), у тех же 4151 вс 4131 большие искажения на НЧ, больший шум итд. Кроме того у него большее потребление и он будет находится в более жестких условиях по теплу а это сильно излишне, И/У в данной конструкции и так работает в класе А как и суматор

Уважаемый автор!
Хотелось бы услышать рекомендации по подключению данного ЦАП к компьютеру.
В наличии имеется USB-конвертер и VIA Tremor с “честным SPDIF”. Какой вариант предпочтительнее (про ограничение ЧД через USB я помню)? Есть ли еще какие-то варианты?
И чем из софтинок стоит пользоваться?

Тремор, фубаром ресемплировать в 192 c помощью Сокс с параметрами sox -v -b 90 -p 35 -a , в цапе ЦФ в режим монотонного ЦФ включать

Я полагал оба этих ОУ в “АБ”. На малом сигнале остаются в “А”?

они всегда в А, чес говоря не думал что надо это разжевывать поэтому и не писал.
Ток покоя вых каскада у 4131 ~6,5ма, ток середины шкалы у 1794 6,2ма сигнал +-3,9ма, тоесть в стандартном включении даже такие очень мощные ОУ как 4131 уже при минимальном входном сигнале улетают в АБ, если скомпенсировать данное смещение в 6,2ма ситуация будет совсем другой, середине шкалы будет соответствовать ток 0ма сигнал +-3,9ма тоесть и/у на 4131 всегда с запасом будет работать в класе А и с максимальным ДД (нет смещения на выходе в 2,5в при данных сопротивлениях ООС). Фильтр/суматор на 5534 не работает на нагрузку меньше 5ком тем самым оставаясь в А с запасом

Подтягивающие резисторы с выхода ЦАПа на шину аналогового питания для ликвидации смещения на выходе дифф. усилителя – не есть хорошее решение.
“Благодаря” этим резисторам весь срачь с аналоговой шины питания через делитель
образованный собственно самими этими резисторами и резисторами обратной связи
дифф. ОУ прямяком поступает на входы I/U преобразователя. Вы думаете это хорошо ?

317 дает под 90дб подавления пульсаций и под 40мкв шума, «электронный конденсатор» еще подавляет пульсации дБ на 30, а все что выше по частоте еще больше, аналоговая часть не «срет» в питании, единственный «мусорок» возможен от наводок на питающие дороги (импеданс которых крайне мал). Резистор подтяжки вместе с конденсаторами параллельно входу I/U и в питании образует C-R-C фильтр с довольно низкой частотой среза. Если даже гипотетически что то на НЧ и попадет на вход I/U то эта помеха будет синфазной (в дополнение к намного большему и широкополосному синфазному «срачу» из цапа, который почему-то вы в упор пропустили) и прекрасно давиться суммирующим каскадом.

Если уж очень хочется скомпенсировать смещение на выходе дифф ОУ,то правильно было бы для этого подать смещение на Vocm THS4131.

Не путайте теплое с мягким, это совсем не одно и тоже

А вообще,я не вижу смысла смещать в нуль выход преобразователя I/U.
Когда выход смещён – это в вых. каскаде ОУ постоянно работает только один вых.транзистор в плече-т.е. однотакт по определению (самый натуральный класс А). А однотакт у аудиофилов,как известно, очень большая ценность .
Причём,в этом случае не понадобиться ОУ с большим током покоя-класс А будет обеспечиваться. И нагрев меньше не станет.

Перекос входа и выхода I/U по постоянке ничего хорошего не вносит, ДД при заданном питании будет меньше, искажения особенно четные будут больше, а что там «хорошо» у аудиофилов или других больных мне все ровно, для них существует фармацевтическая отрасль.

Так,что ребята из TI, в даташите на PCM1794 нарисовали очень хороший I/U преобразователь. И выдумывать новое в данном узле- не напользу высококачественного звуковоспроизведения.

Да действительно, просто прекрасный :-) Юзать как все I/U в которых не предусмотрено защита входного каскада ОУ от перегруза и вч мусора приводит в зависимости от ОУ от «обычного для ДС» звука (в случае с ОУ с JFET входом) до полной задницы как в случае с 5534(классический “транзисторный” звук) у которой линейность сохраняется при входном диф напряжении в пару милливольт, я уже молчу о коррекции, жестоком перекосе по постоянке итд.

От применения дифф.ОУ польза тоже сомнительна по сравнению с обычными ОУ.

Для ДС цапов очень важно чтоб аналоговая часть имела максимально возможный КОСС в максимально возможной полосе частот, кроме того, и очень важно, что с дифОУ можно сделать прекрасную разводку и блокировку что крайне сказывается на результирующем звуке и что очень слабо выполнимо при применении одиночных или сдвоенных ОУ и выводных компонентов, особенно пленочных конденсаторов которые в питании таких «вч цапов» абсолютно бестолковые, а в фнч могут и наловить «мусорку» извне.

Поймите, эта конструкция скрупулезно просчитывалась в каждой мелочи чтоб получить звук не похожий на «обычный звук ДС», жаль что это очевидно далеко не каждому.

"Прямо или косвенно, но все вопросы, связанные со звуком, должны решаться ухом как органом слуха: оспаривать заключения, которые даются ухом уже не приходится" лорд Рэлей (Дж. У. Стретт)
Next Page »