DIY vysoko kvalitný USB audio adaptér. Paralelné DAC Vstupný transformátor DAC domácej výroby
Igor GUSEV, Andrej MARKITANOV
Gavrila bola audiofilka,
Gavrila DAC vytvoril...
Naozaj, prečo si nevyrobíme DAC vlastnými rukami? Je to vôbec potrebné? Určite! Externý prevodník bude užitočný predovšetkým pre majiteľov CD prehrávačov vydaných pred 5 - 10 rokmi. Technológia digitálneho spracovania zvuku sa vyvíja rýchlym tempom a myšlienka oživiť zvuk starého, no obľúbeného zariadenia pomocou externého DAC sa zdá byť veľmi lákavá. Po druhé, takéto zariadenie môže byť veľkým prínosom pre tých, ktorí majú lacný model vybavený digitálnym výstupom - je to šanca posunúť jeho zvuk na novú úroveň.
Nie je žiadnym tajomstvom, že pri vytváraní lacného CD prehrávača je vývojár v tesnom finančnom rámci: musí si vybrať slušnejšie vozidlo a vybaviť nový produkt najrôznejšími službami na maximum, priniesť viac tlačidiel s multifunkčným indikátorom na predný panel a pod., inak prísne zákony trhu, zariadenie sa nepredá. O rok sa spravidla objaví nový, ktorý niekedy neznie lepšie ako ten starý (a často horšie) a tak ďalej donekonečna. A väčšina veľkých firiem zvyčajne každú jar mení celú zostavu ...
Pridelené prostriedky zvyčajne nestačia na kvalitný DAC a analógovú časť obvodu a veľa výrobcov na tom úprimne šetrí. Existujú však výnimky z tohto pravidla, keď sa takéto rozhodnutia robia zámerne, čo je súčasťou technickej politiky spoločnosti.
Napríklad našim audiofilom dobre známy japonský C.E.S. dáva do svojich modelov CD2100 a CD3100 drahé vozidlá s veľkým množstvom manuálnych úprav, pričom používa jednoduchý DAC, ktorý s mechanikou evidentne nezodpovedá triede. Tieto zariadenia sú spoločnosťou umiestnené ako vozidlá s riadiacou audio cestou a sú pôvodne navrhnuté pre prácu s externým prevodníkom. Trochu iná situácia je u prehrávačov TEAC VRDS 10 - 25. Inštaláciou prvotriedneho disku a drahých DAC čipov TDA1547 (DAC 7) sa inžinieri z nejakého dôvodu rozhodli ušetriť na koncových stupňoch. Jedna ruská spoločnosť, ktorá vie o tejto vlastnosti modelov, vykoná upgrade a nahradí analógovú časť obvodu.
O autoroch
Andrey Markitanov, inžinier v kancelárii zvukového inžinierstva Three V z Taganrogu. Vyvíja a uvádza do výroby DAC pod značkou Markan, pravidelným účastníkom ruských Hi-End výstav. Miluje neštandardné riešenia, sleduje audio módu, vždy s najnovšími úspechmi v oblasti digitálnych obvodov. Spamäti pozná pinouty mnohých čipov Crystal, Burr-Brown a Philips.
Trochu teórie
Takže je rozhodnuté – urobíme DAC. Predtým, ako začneme uvažovať o schéme, je užitočné rozlúštiť niektoré bežné skratky:
S/PDIF (formát digitálneho rozhrania Sony/Philips)- štandard pre digitálny prenos audio dát medzi zariadeniami (asynchrónne rozhranie so samosynchronizáciou). Existuje aj optická verzia TosLink (zo slov Toshiba a Link). Takmer všetky modely lacných CD prehrávačov sú vybavené týmto rozhraním, ale teraz sa považuje za zastarané. V drahých zariadeniach sa používajú aj pokročilejšie rozhrania, ale o tých si zatiaľ rozprávať nebudeme.
DAC (DAC)- digitálno-analógový prevodník.
IIS (InterIC Signal bus)- norma pre synchrónne rozhranie medzi prvkami obvodu v rámci toho istého zariadenia.
PLL (Phase Locked Loop)- systém fázového závesu.
Dôraz- predpovede.
V súčasnosti existujú dva úplne odlišné spôsoby konverzie digitálneho signálu na analógový pre formát CD Audio: jednobitový a viacbitový. Bez toho, aby sme zachádzali do podrobností o každom z nich, poznamenávame, že veľká väčšina drahých modelov DAC používa viacbitovú konverziu. Prečo drahé? Slušná implementácia tejto možnosti si vyžaduje kvalitný viackanálový napájací zdroj, zložitý postup nastavenia výstupných filtrov, v niektorých modeloch sa to robí ručne a vo vyspelých krajinách nemôže byť práca kvalifikovaného odborníka lacná.
Jednobitové prevodníky však majú aj veľa fanúšikov, pretože. majú zvláštny charakter podania zvuku, ktorého niektoré vlastnosti je ťažké dosiahnuť existujúcou multibitovou technológiou. Patrí medzi ne vyššia linearita jednobitových DAC pri nízkych úrovniach signálu, a teda lepšia mikrodynamika, zreteľný detailný zvuk. Argumentom zástancov viacbitových DAC je zasa silnejší emocionálny dopad na poslucháča, rozsah a otvorenosť zvuku, tzv. „drive“ a „ches“, čo ocenia najmä milovníci rocku.
Teoreticky, jednobitové DAC vyžadujú veľmi vysokú rýchlosť hodín, aby fungovali bezchybne. V našom prípade, t.j. 16 bitov a 44,1 kHz, malo by to byť okolo 2,9 GHz, čo je z technického hľadiska absolútne neprijateľná hodnota. Pomocou matematických trikov a všemožných prepočtov sa dá znížiť na prijateľné hodnoty v priebehu niekoľkých desiatok megahertzov. Zrejme to vysvetľuje niektoré vlastnosti zvuku jednobitových DAC. Ktorá je teda lepšia? Popíšeme obe možnosti a ktorú si vybrať - rozhodnite sa sami.
Hlavná vec, ktorá nás viedla pri vývoji obvodu, bola jeho extrémna jednoduchosť, ktorá nám umožňuje pochopiť myšlienku a realizovať ju v špecifickom dizajne aj pre audiofila, ktorý nemá skúsenosti s digitálnou technikou. Napriek tomu je opísaný DAC schopný výrazne zlepšiť zvuk lacného zariadenia vybaveného koaxiálnym digitálnym výstupom. Ak váš prehrávač žiadny nemá, bude ľahké si ho zorganizovať sami. K tomu vo väčšine prípadov stačí nainštalovať RCA konektor na zadnú stenu a prispájkovať jeho signálny lalok na príslušné miesto na doske. Základná verzia základnej dosky sa spravidla vyrába pre niekoľko modelov naraz, len je „vypchatá“ rôznymi spôsobmi a musí byť na nej miesto na spájkovanie digitálneho výstupného konektora. Ak tomu tak nie je, budete musieť vyhľadať schému zariadenia - v autorizovaných servisných strediskách, na rádiových trhoch alebo na internete. V budúcnosti môže toto usporiadanie slúžiť ako objekt úsilia o jeho ďalšie zlepšenie a umožní konečne dosiahnuť „jemný opar nad čistým obrazom“.
Takmer všetky zariadenia tohto účelu sú postavené na podobnej základni prvkov, výber prvkov pre vývojára nie je taký široký. Medzi tými, ktoré sú dostupné v Rusku, budeme menovať Burr-Brown, Crystal Semiconductors, Analog Devices, mikroobvody Philips. Z prijímačov signálu S / PDIF sú CS8412, CS8414, CS8420 od Crystal Semiconductors, DIR1700 od Burr-Brown, AD1892 od Analog Devices viac-menej dostupné za prijateľné ceny. Výber samotných DAC je o niečo širší, ale v našom prípade sa ako optimálne javí použitie CS4328, CS4329, CS4390 s delta-sigma konverziou, ktoré maximálne spĺňajú kritérium kvalita / cena. Viacbitové čipy Burr-Brown PCM63, ktoré sú široko používané v High End a stoja 96 USD alebo viac moderných PCM1702, tiež vyžadujú určité typy digitálnych filtrov, ktoré tiež nie sú lacné.
Vyberáme si teda produkty Crystal Semiconductors a dokumentáciu pre mikroobvody s ich podrobným popisom, pinoutmi a stavovými tabuľkami si môžete stiahnuť zo stránky www.crystal.com.
| Podrobnosti o prevodníku | ||
|---|---|---|
| odpor | ||
| R1 | 220 | 1/4 w |
| R2 | 75 | 1/4 w |
| R3 | 2k | 1/4 w |
| R4 - R7 | 1k | 1/4 w |
| R8, R9 | 470 tis | 1/4W uhlíka |
| Kondenzátory | ||
| C1 | 1,0uF | keramika |
| C2, C4, C8, C9 | 1000uF x 6,3V | oxid |
| C3, C5, C7, C120 | 1 uF | keramika |
| C6 | 0,047uF | keramika |
| C10, C11 | 1,0uF | K40-U9 (papier) |
| Polovodiče | ||
| VD1 | AL309 | červená LED |
| VT1 | KT3102A | npn tranzistor |
| U1 | CS8412 | prijímač digitálneho signálu |
| U2 | 74HC86 | TTL buffer |
| U3 | CS4390 | DAC |
Poďme na schému
Otázkou teda zostáva: akú schému si vybrať? Ako už bolo spomenuté, mal by byť nekomplikovaný, ľahko opakovateľný a mať dostatočný potenciál na kvalitu zvuku. Zdá sa tiež povinné mať absolútny fázový prepínač, ktorý umožní lepšie zosúladiť DAC so zvyškom prvkov audio cesty. Tu je podľa nášho názoru najlepšia možnosť: digitálny prijímač CS8412 a jednobitový DAC CS4390 za cenu približne 7 USD za puzdro (je lepšie skúsiť nájsť možnosť DIP, čo výrazne uľahčí inštaláciu). Tento DAC sa používa v slávnom modeli prehrávača Meridian 508.24 a Crystal ho stále považuje za najlepší. Viacbitová verzia využíva čip Philips TDA1543. Obvod jednobitového prevodníka vyzerá takto:
Rezistory R1-R7 sú malé, akéhokoľvek typu, ale R8 a R9 je lepšie vziať sériu BC alebo dovážané uhlíkové. Elektrolytické kondenzátory C2, C4, C8, C9 musia byť dimenzované minimálne na 1000 mikrofaradov s prevádzkovým napätím 6,3 - 10 V. Kondenzátory C1, C3, C5, C6, C7 sú keramické. C10, C11 je žiaduce použiť K40-U9 alebo MBHCH (papier v oleji), ale vhodný je aj film K77, K71, K73 (uvedený v zostupnom poradí podľa priority). Transformer T1 - pre digitálny zvuk nie je problém ho získať. Môžete skúsiť použiť transformátor z chybnej počítačovej sieťovej karty. Diagram nezobrazuje napájacie pripojenie mikroobvodu U2, mínus sa dodáva do 7. nohy a plus do 14.
Pre maximalizáciu zvukového potenciálu obvodu je vhodné dodržať nasledujúce pravidlá inštalácie. Všetky pripojenia k spoločnému vodiču (označené ikonou GND) je najlepšie vykonať v jednom bode, napríklad na kolíku 7 čipu U2. Najväčšiu pozornosť treba venovať vstupnému uzlu digitálneho signálu, ktorý obsahuje vstupný jack, prvky C1, T1, R2 a kolíky 9,10 čipu U1.
Je potrebné použiť čo najkratšie spoje a vývody komponentov. To isté platí pre uzol pozostávajúci z prvkov R5, C6 a kolíkov 20, 21 čipu U1. Elektrolytické kondenzátory s vhodnými keramickými bočníkmi by mali byť inštalované v tesnej blízkosti napájacích kolíkov mikroobvodov a mali by byť k nim pripojené vodičmi minimálnej dĺžky. Na schéme nie je znázornený ďalší elektrolyt a keramický kondenzátor, ktoré sú pripojené priamo k napájacím kolíkom 7 a 14 čipu U2. Taktiež je potrebné prepojiť piny 1, 2, 4, 5, 7, 9, 10 čipu U2.
Po získaní určitých skúseností si budete môcť podľa sluchu vybrať veľkosť a typ elektrolytických a keramických kondenzátorov, ktoré sú v silových obvodoch v každej konkrétnej oblasti.
Teraz pár slov o prevádzke samotného okruhu. LED D1 slúži na indikáciu, že digitálny prijímač U1 zachytáva signál z transportu a prítomnosť chýb čítania. Pri bežnom prehrávaní by nemal svietiť. Kontakty S1 prepínajú absolútnu fázu signálu na výstupe, je to podobné ako pri zmene polarity reproduktorových káblov. Zmenou fázovania si môžete všimnúť, ako to ovplyvňuje zvuk celej cesty. DAC má tiež korekčný obvod odstránenia dôrazu (pin 2/U3) a hoci nie je veľa diskov s predemfázou uvoľnených, takáto funkcia sa môže hodiť.
Teraz k výstupným obvodom. Priame pripojenie DAC čipu k výstupu je možné len cez väzbové kondenzátory, keďže čip CS4390 má už zabudovaný analógový filter a dokonca aj výstupnú vyrovnávaciu pamäť. Čipy CS4329 a CS4327 sú postavené na podobnom princípe, DAC CS4328 mal tiež dobrú analógovú časť. Ak viete, ako vyrobiť kvalitné dolnopriepustné filtre a prispôsobovacie stupne, mali by ste vyskúšať skvelý mikroobvod CS4303, ktorý má na výstupe digitálny signál a umožňuje zostaviť skvele znejúce zariadenie, ak napr. napríklad k nemu pripojíte trubicový buffer napájaný kenotronom.
Ale späť k nášmu CS4390. Princíp budovania jednobitových DAC predpokladá prítomnosť významného amplitúdového impulzného šumu vo vnútorných silových obvodoch. Aby sa znížil ich vplyv na výstupný signál, výstup takýchto DAC sa takmer vždy vykonáva podľa diferenciálneho obvodu. V tomto prípade nás nezaujímajú pomery signálu k šumu záznamu, preto používame iba jeden výstup pre každý kanál, čím sa vyhneme použitiu ďalších analógových stupňov, ktoré môžu negatívne ovplyvniť zvuk. Amplitúda signálu na výstupných konektoroch je úplne dostatočná pre bežnú prevádzku a vstavaná vyrovnávacia pamäť si dobre poradí s takou záťažou, ako je prepojovací kábel a vstupná impedancia zosilňovača.
Teraz si povedzme o sile nášho zariadenia. Zvuk je len modulované napájanie a nič iné. Aké je jedlo, taký je aj zvuk. Pokúsime sa tejto problematike venovať osobitnú pozornosť. Úvodná verzia stabilizátora výkonu pre naše zariadenie je na obr.2
Výhodou tejto schémy je jej jednoduchosť a prehľadnosť. Pri spoločnom usmerňovači sa pre digitálnu a analógovú časť obvodu používajú rôzne stabilizátory - to je nevyhnutné. Medzi sebou sú na vstupe oddelené filtrom zloženým z C1, L1, C2, C3. Namiesto päťvoltových regulátorov 7805 je lepšie dať do riadiaceho výstupného obvodu nastaviteľný LM317 s príslušnými odporovými deličmi. Výpočet hodnôt odporu možno nájsť v ktorejkoľvek referenčnej knihe o lineárnych mikroobvodoch. Oproti 7805 majú LM317 širší frekvenčný rozsah (nezabúdajte, že cez napájacie obvody tečie nielen jednosmerný prúd, ale aj širokopásmový digitálny signál), menší vnútorný šum a tichšiu odozvu na pulznú záťaž. Faktom je, že keď sa objaví impulzný šum (a z hľadiska výkonu sú zjavne neviditeľné!), stabilizačný obvod pokrytý hlbokou negatívnou spätnou väzbou (je potrebné získať vysoký stabilizačný koeficient a nízky výstupný odpor) sa ho snaží kompenzovať . Ako sa očakáva pre obvody s OOS, dochádza k tlmenému oscilačnému procesu, na ktorý sa superponuje novo prichádzajúce rušenie a výsledkom je, že výstupné napätie neustále skáče hore a dole. Z toho vyplýva, že na napájanie digitálnych obvodov je žiaduce použiť stabilizátory na diskrétnych prvkoch, ktoré neobsahujú OS. Samozrejme, v tomto prípade bude výstupná impedancia zdroja oveľa vyššia, takže celá zodpovednosť za boj proti impulznému šumu sa presúva na bočné kondenzátory, ktoré túto úlohu robia dobre, čo má priaznivý vplyv na zvuk. . Okrem toho jasne vyvstáva potreba použiť samostatný stabilizátor pre každý výstupný výkon digitálnych mikroobvodov spolu s prvkami na oddeľovanie výkonu (podobne ako L1, C2, C3 na obr. 2).
V DAC Markan sa to robí a filter s dodatočným potlačením digitálneho šumu a usmerňovač pracujú zo samostatného vinutia sieťového transformátora a rôzne transformátory sa dokonca používajú na dodatočné oddelenie digitálnej a analógovej časti obvodu. To isté sa robí pre ďalšie zlepšenie nášho DAC, aj keď možno na začiatok použiť obvod na obr. 2, poskytne počiatočnú úroveň kvality zvuku. V usmerňovači je lepšie použiť rýchle Schottkyho diódy.
Viacbitový variant schémy
Typicky viacbitové DAC vyžadujú na svoju činnosť niekoľko zdrojov napätia s rôznou polaritou a značný počet dodatočných diskrétnych prvkov. Spomedzi širokej škály mikroobvodov sa rozhodneme pre Philips TDA1543. Tento DAC je „rozpočtovou“ verziou vynikajúceho čipu TDA 1541, stojí cent a je u nás dostupný v maloobchode.
Čip TDA 1541 bol použitý v CD prehrávači Arcam Alpha 5, ktorý svojho času zbieral veľa cien, aj keď bol tiež silne karhaný - predpotopný DAC, silné rušenie, ale ako to znie! Tento čip sa tiež stále používa v gramofónoch Naim. TDA1543 je pre naše účely skvelý, pretože. vyžaduje len jedno napájanie +5V a nevyžaduje žiadne ďalšie diely. Odspájkujeme CS4390 od digitálneho prijímača a na jeho miesto pripojíme TDA 1543 podľa schémy na obr. 3.
Tu je potrebné urobiť niekoľko dodatočných objasnení. Všetky viacbitové DAC majú prúdový výstup a existuje niekoľko návrhov obvodov na konverziu signálu na napätie. Najbežnejší je operačný zosilňovač spojený s invertujúcim vstupom na výstup DAC. Konverzia prúdu a napätia sa vykonáva na náklady operačného systému, ktorý ju pokrýva. Teoreticky to funguje skvele a tento prístup sa považuje za klasický - možno ho nájsť v odporúčaných možnostiach zahrnutia akéhokoľvek viacbitového DAC. Ale ak hovoríme o zvuku, potom všetko nie je také jednoduché. Na implementáciu tejto metódy v praxi sú potrebné veľmi kvalitné operačné zosilňovače s dobrými rýchlostnými charakteristikami, napríklad AD811 alebo AD817, ktoré stoja viac ako 5 dolárov za kus. Preto v rozpočtových návrhoch často konajú inak: jednoducho pripojí obyčajný odpor k výstupu DAC a prúd, ktorý ním prechádza, vytvorí pokles napätia, t.j. úplný signál. Hodnota tohto napätia bude priamo úmerná hodnote odporu a prúdu, ktorý ním preteká. Napriek zjavnej jednoduchosti a elegancii tejto metódy ešte nebola široko používaná výrobcami drahých zariadení, pretože má tiež veľa úskalí. Hlavným problémom je, že prúdový výstup DAC nezabezpečuje prítomnosť napätia na ňom a je zvyčajne chránený diódami pripojenými k sebe a spôsobuje značné skreslenie signálu prijatého na odpore. Zo známych výrobcov, ktorí sa pre takýto spôsob predsa len rozhodli, treba vyzdvihnúť Kondo, ktorý do svojho M-100DAC dáva rezistor navinutý strieborným drôtikom. Je zrejmé, že má veľmi malý odpor a amplitúda výstupného signálu je tiež veľmi malá. Na získanie štandardnej amplitúdy sa používa niekoľko stupňov amplifikácie elektrónky. Ďalšou známou spoločnosťou s netradičným prístupom k problematike premeny prúdu na napätie je Audio Note. Vo svojich DAC na tento účel používa transformátor, v ktorom prúd prechádzajúci primárnym vinutím spôsobuje magnetický tok, čo vedie k vzniku signálneho napätia na sekundárnom vinutí. Rovnaký princíp je implementovaný v niektorých DAC radu Markan.
Ale späť k TDA 1543. Zdá sa, že vývojári tohto mikroobvodu z nejakého dôvodu nenainštalovali ochranné diódy na výstupe. To otvára perspektívu použitia odporového prevodníka prúdu na napätie. Odpory R2 a R4 na obr. 3 je práve na to. Pri uvedených hodnotách je amplitúda výstupného signálu asi 1 V, čo je dosť na priame pripojenie DAC k výkonovému zosilňovaču. Treba si uvedomiť, že zaťažiteľnosť nášho obvodu nie je veľmi vysoká a pri nepriaznivých podmienkach (veľká kapacita prepojovacieho kábla, nízka vstupná impedancia koncového zosilňovača a pod.) môže byť zvuk mierne upnutý v dynamike a „rozmazaný“. V tomto prípade pomôže výstupná vyrovnávacia pamäť, ktorej schému a dizajn si môžete vybrať z množstva existujúcich možností. Môže sa stať, že v niektorých vyrábaných verziách mikroobvodu TDA 1543 sú stále nainštalované ochranné diódy (aj keď v špecifikáciách takéto informácie nie sú a tiež sme sa nestretli s konkrétnymi prípadmi). V tomto prípade bude možné z neho odstrániť signál s amplitúdou nie väčšou ako 0,2 V a budete musieť použiť výstupný zosilňovač. K tomu je potrebné 5-krát znížiť hodnotu rezistorov R2 a R4. Kondenzátory C2 a C4 na obr. 3 tvoria filter prvého rádu, ktorý odstraňuje RF šum z analógového signálu a generuje požadovanú frekvenčnú odozvu v hornej časti rozsahu.
Mnoho návrhov DAC používa digitálne filtre, čo výrazne zjednodušuje úlohu vývojára pri návrhu analógovej časti, no zároveň digitálny filter nesie väčšinu zodpovednosti za výsledný zvuk zariadenia. Nedávno sa od nich upustilo, pretože kompetentný analógový filter účinne potláča vysokofrekvenčný šum a nemá taký škodlivý vplyv na muzikálnosť. To je presne to, čo sa robí v Markan DAC, ktoré používajú konvenčný filter tretieho rádu s lineárnou fázovou odozvou, vyrobený na LC prvkoch. V našej schéme na obr. 3, pre jednoduchosť sa používa analógový filter prvého rádu, ktorý vo väčšine prípadov úplne stačí, najmä ak používate elektrónkový zosilňovač a dokonca aj bez spätnej väzby. Ak je vaše zariadenie tranzistorové, potom je dosť možné, že budete musieť zvýšiť poradie filtrov (nepreháňajte to však, príliš strmý obvod určite zhorší zvuk). Zodpovedajúce schémy a vzorce na výpočet nájdete v každej slušnej rádioamatérskej príručke.
Upozorňujeme, že odpory R2, R4 a kondenzátory C2, C4 sú umiestnené presne v mieste, odkiaľ vychádza analógový zvuk. High End začína odtiaľto a ako sa hovorí „všade ďalej“. Kvalita týchto prvkov (najmä rezistorov) veľmi ovplyvní zvuk celého zariadenia. Rezistory musia byť inštalované s uhlíkovými VS, ULI alebo bór-uhlíkovými BLP (po ich výbere na rovnaký odpor pomocou ohmmetra), vítané je aj použitie importovaných exotov. Kondenzátory sú povolené akéhokoľvek typu vyššie uvedeného. Všetky spoje musia mať minimálnu dĺžku. Samozrejmosťou sú aj kvalitné výstupné konektory.
čo sme dostali?
Zle som spieval verše,
sípal, kričal a klamal na motív ...(J.K. Jerome, "Tri v člne,
okrem psa)
Nie som lenivý, aby som vám pripomenul, že pred prvým zapnutím zariadenia musíte starostlivo skontrolovať celú inštaláciu. V tomto prípade musí byť ovládač hlasitosti zosilňovača nastavený na minimálnu polohu a hlasitosť by sa mala postupne zvyšovať, ak na výstupe nie je žiadne rušenie, pískanie a pozadie. Buďte opatrní a opatrní!
Vo všeobecnosti sa jednobitové DAC vyznačujú veľmi jemným, príjemným zvukom s množstvom jemných detailov. Zdá sa, že všetok svoj zvukový potenciál vrhajú na pomoc sólistovi, čím odsúvajú ostatných účastníkov hudobnej práce kamsi do úzadia. Veľké orchestre sú trochu „redukované“ z hľadiska zloženia hudobníkov, trpí tým sila a rozsah ich zvuku. Multibitové DAC venujú rovnakú pozornosť všetkým účastníkom hudobnej akcie, bez toho, aby odcudzili alebo zvýrazňovali niektorého z nich. Dynamický rozsah je širší, zvuk je rovnomernejší, no zároveň akýsi odviazanejší.
Napríklad pri hraní známej piesne „I Put A Spell on You“ v podaní Creedence Clearwater Revival cez viacbitový DAC sa jej energia dokonale prenesie, mohutný tok emócií jednoducho fascinuje, zámerom jej tvorcov sa stáva jasne, cítime, čo nám chceli povedať. Malé detaily sú trochu rozmazané, ale na pozadí dominantných charakteristík takéhoto zvukového podania opísaných vyššie sa to nezdá byť vážnym nedostatkom. Pri prehrávaní tej istej skladby cez jednobitový DAC je obraz trochu odlišný: zvuk nie je taký rozsiahly, javisko je trochu posunuté dozadu, ale detaily zvukovej produkcie, drobné dotyky sú výborne počuteľné. Moment je dobre sprostredkovaný, keď hudobník priblíži gitaru k zosilňovaču, čím dosiahne mierne samobudenie zosilňovača. Ale pri počúvaní Elvisa Presleyho sa dokonale odhalí celá bohatosť jeho hlasu. Je jasne vidieť, ako sa to vekom menilo, silný je aj emocionálny vplyv na poslucháča a do úzadia tak trochu odsunutý sprievod organicky zapadá do celkového obrazu.
Výber typu DAC je teda na vás, obe možnosti majú silné aj slabé stránky, pravda je samozrejme niekde uprostred. Napriek jednoduchosti je zvukový potenciál opísaných obvodov pomerne vysoký a ak sú vyššie uvedené odporúčania kreatívne implementované, konečné výsledky by vás nemali sklamať. Prajeme vám úspech!
Otázky od návrhára schém
Ako „šťastný“ majiteľ integrovaného zvukového subsystému som stále sníval o dobrej zvukovej karte a ani mi nenapadlo, že by som si ju mohol vyrobiť sám doma. Raz, keď som surfoval po World Wide Web, narazil som na popis zvukovej karty s rozhraním USB na čipe Burr-Brown PCM2702 a pri pohľade na ceny spoločností predávajúcich rádiové komponenty som si uvedomil, že to ešte nie je pre nás - nikto o ničom nevedel. Neskôr bol môj počítač zabudovaný do malej microATX skrinky, v ktorej nebolo miesto ani pre starý Creative Audigy2 ZS. Musel som sa poobzerať po niečom malom a najlepšie externom s rozhraním USB. A potom som opäť narazil na čip PCM2702, ktorý bol už aktívne používaný a chválený za kvalitu prehrávania hudby - so správnymi obvodmi bol zvuk oveľa príjemnejší ako ten istý Audigy2 ZS. Opäť hľadanie cien a hľa, požadovaný mikroobvod je dostupný za cenu okolo 18 „nepriateľských peňazí“. V dôsledku toho bolo objednaných niekoľko čipov na experimenty, aby som si vypočul, čo tam nahromadili buržoázni „CABuilders“.
Čo je teda za beštiu tento ovládač PCM2702 od legendárnej spoločnosti Burr-Brown, ktorá si svojimi špičkovými riešeniami získala srdcia audiofilov po celom svete? Zaujímalo by ma, čo dokáže rozpočtové riešenie?
Podľa technickej dokumentácie pre mikroobvod (pcm2702.pdf) máme digitálno-analógový prevodník (digitálno-analógový prevodník - DAC) s rozhraním USB s nasledujúcimi charakteristikami:
- Bitová hĺbka 16 bitov;
- vzorkovacia frekvencia 32 kHz, 44,1 kHz a 48 kHz;
- Dynamický rozsah 100 dB;
- Odstup signálu od šumu 105 dB;
- Úroveň nelineárneho skreslenia 0,002 %;
- rozhranie USB 1.1;
- Digitálny filter s 8x prevzorkovaním;
- Funguje so štandardným ovládačom USB audio zariadenia.
Teraz o samotnom zariadení. Na začiatok bola zostavená jednoduchá verzia podľa schémy odporúčanej výrobcom s malými zmenami vo výžive. Vznikla malá „zvukovuha“ napájaná z USB.
Ale takéto zariadenie nebolo kompletné a vyžadovalo si externý zosilňovač a slúchadlá sa nedali normálne triasť. Neskôr bola základná doska nahradená inou s normálnym kodekom HAD a dobrým rozložením dosky. Zvuková cesta bola bez cudzieho šumu a šelestov a kvalita výstupného signálu nebola horšia ako u PCM2702. A tieto riadky pravdepodobne neexistovali, ak by ma takýto box nezachytil:
Toto je pasívny chladiaci systém pre HDD, ale pre mňa je to predovšetkým elegantný obal pre rádiové zariadenia. Okamžite som si uvedomil, že v ňom bude niečo zostavené, napríklad zvuková karta so zosilňovačom, pretože by nemali byť problémy s chladením. Veľa som premýšľal o obvode zariadenia. Na jednej strane som chcel vysokú kvalitu, no na druhej strane som nechcel platiť viac, ako stáli hotové zvukové karty od Creative. Hlavná otázka vyvstala pri LPF a slúchadlovom zosilňovači, pretože kvalitné komponenty na tieto účely môžu stáť toľko, ako samotný PCM2702, alebo aj viac. Napríklad vysokokvalitné operačné zosilňovače LPF, OPA2132 a OPA627, stoja približne 10 USD a 35 USD. Čipy slúchadlového zosilňovača - AD815 alebo TPA6120 som v cenníkoch nenašiel vôbec, navyše ich ceny tiež nie sú malé.
Ale bez dobra nie je na škodu a na webe som našiel jednoduchý a kvalitný LPF obvod na tranzistoroch, ktorého autor tvrdil slušný zvuk, dokonca nie horší ako drahé operačné zosilňovače. Rozhodol sa vyskúšať. Ako slúchadlový zosilňovač som nainštaloval mikroobvod LM1876 - mladšiu dvojkanálovú „sestru“ legendárneho LM3886 s rovnakým zvukom, ale menším výkonom. Tento mikroobvod umožňuje zvýšením zisku pripojiť reproduktory.
Výsledkom je takáto schéma - USB-DAC_PCM2702_Sch.pdf, nákres plošného spoja - USB-DAC_PCM2702_Pcb.pdf v zrkadlovom obraze na prenos obrazu metódou laserového žehlenia na medenú fóliu, tzv. LUT (môžete si prečítať viac na internete), nákres usporiadania prvkov a prepojok na doske, ako aj schéma zapojenia ovládača hlasitosti - USB-DAC_PCM2702.pdf.
Zostavená doska vyzerá takto:
Poviem vám trochu o tom, ako to všetko funguje, ak sa zrazu nájdu tí, ktorí chcú zostaviť takúto jednotku. Spínací obvod PCM2702 je štandardný - LPF je Sallen-Kay filter, dolnopriepustný filter druhého rádu s jednotkovým zosilnením, keďže aktívny prvok funguje ako sledovač, bez problémov možno použiť emitorový alebo zdrojový sledovač. Už tu je priestor na experimentovanie. Môžete si vybrať typ tranzistorov, ktorý sa vám po zvukovej stránke najviac páči - ja som sa pri testovaní z toho, čo bolo k dispozícii, usadil na KT3102E v kovovom obale (VT3, VT4 - pozri schému USB-DAC_PCM2702_Sch). Zvuk najviac ovplyvňujú filtračné prvky, najmä kondenzátory C25, C26, C31, C32. Odborníci v tomto odbore odporúčajú inštalovať filmové kondenzátory WIMA FKP2, fóliový polystyrén FSC alebo sovietsky PM. Ale na sklade nebolo nič normálne a musel som dať to, čo bolo, a až potom som to zmenil na najlepšie. Doska poskytuje kontaktné podložky pre výstupné aj SMD kondenzátory. Rezistory R9, R10, R11, R12 potrebujú identické páry, pre ktoré berieme odpory s presnosťou 1% alebo vyberáme páry pomocou multimetra. Vyberal som z niekoľkých desiatok rezistorov s presnosťou 5%, keďže nebol čas čakať, kým ich prinesú s presnosťou 1%. Hodnoty rezistorov a kondenzátorov je možné zvoliť podľa zvuku, ako chcete, ale jedinou podmienkou je, že pár musí byť rovnaký, aby každý kanál nespieval vlastným spôsobom.
Obvod zabezpečuje vypnutie analógového napájacieho zdroja PCM2702 a výstupu filtra z konektorov X5, X6, ak USB kábel nie je pripojený ku konektoru X1. To má zabezpečiť, že nízka výstupná impedancia filtra nebude rušiť signál privádzaný do týchto konektorov pri použití zariadenia ako zosilňovača pre slúchadlá. Po pripojení sa analógové napájanie DAC dodáva cez tranzistor VT2, ktorý je riadený tranzistorom VT1, ak je na konektore USB napätie, potom sú oba tranzistory otvorené. Výstupy filtra sú pripojené ku konektorom na zadnom paneli cez relé K1, ktoré je tiež napájané cez USB. Použil som relé V23079-A1001-B301 od AXICOM. Ak takéto relé neexistuje, môžete namiesto neho umiestniť konvenčný spínač s dvoma skupinami kontaktov. Namiesto tranzistora VT2 môžete tiež umiestniť prepínač a nemusíte spájať všetky prvky zodpovedné za spínanie napájania, je žiaduce iba prepínať samotné napájanie USB cez rovnaký prepínač.
Zosilňovač a analógová časť sú napájané z externého zdroja s napätím 12-15 V a 0,5 A AC, pripojeného cez konektor X2 na zadnom paneli.
Samotný napájací zdroj bol vyrobený z bežného stabilizovaného zdroja 12 V 0,5 A vyhadzovaním všetkého nadbytočného.
V zosilňovači je tiež potrebné vybrať odpory R15-R18 v pároch, ktoré nastavujú zisk (ľavý kanál Cool = R17/R15, pohár = R18/R16). Ak neplánujete používať slúchadlá, môžete pripojiť reproduktory, potom musíte znížiť odpor rezistorov R15, R16 na 4,7-10 kOhm, môžete mierne zvýšiť odpor R17, R18. Takto bude možné získať nominálny výstupný výkon približne 2 x 5 wattov. Ak napájate čip D6 napätím +/- 20 ... 25 V, ktoré sa odoberá ihneď za usmerňovačom z kondenzátorov C6, C7, môžete získať maximálny výstupný výkon 2 x 18 W, ale za to budete musieť dať diódy VD2, VD3 na prúd aspoň 3A, vymeniť poistku F2 za prúd aspoň 3A, zdvojnásobiť kapacitu kondenzátov C6, C7 a použiť transformátor v napájaní väčšieho výkonu, približne 16 V 4 A AC.
Namiesto nich je možné nainštalovať všetky SMD odpory, odpory R20, R22 veľkosť 1206, odpory R13, R14 veľkosť 2010, všetky ostatné odpory veľkosť 0805. Všetky SMD keramické kondenzátory veľkosť 0805, všetky elektrolytické kondenzátory s maximálnou prevádzkovou teplotou 105 °C a nízkou vnútorný odpor , s prevádzkovým napätím 16 V, kondenzátory C6, C7 s maximálnym prevádzkovým napätím 25-35 V. Väčšina konektorov je spájkovaná zo starého zariadenia, nemôžem s istotou povedať, riadiť sa vzhľadom. Rezistor na ovládanie hlasitosti je spojený s dvojvodičovým tieneným vodičom, dvoma signálovými kanálmi a uzemnením na obrazovke, odporom neznámeho čínskeho pôvodu s odporom 20 kOhm skupiny B (s exponenciálnou závislosťou odporu od uhla natočenia gombíka).
Chcem vám tiež povedať trochu o tom, ako spájkovať mikroobvody v takom malom balení. Niektorí sa mylne domnievajú, že takéto mikroobvody je potrebné spájkovať spájkovačkami s nízkym výkonom a tenkým hrotom. Je veľmi zábavné sledovať, keď ľudia brúsia žihadlo ako šidlo a snažia sa prispájkovať každú nohu samostatne. V skutočnosti je všetko ľahké a jednoduché. Na začiatok nainštalujeme mikroobvod do požadovanej polohy, pridržíme ho rukou alebo zafixujeme lepidlom, prispájkujeme jeden z extrémnych svoriek, potom ho v prípade potreby vycentrujeme a prispájkujeme opačný terminál. Ak sa spája niekoľko záverov, nie je to strašidelné. Spájkovačka sa odoberá s výkonom 30-50W s pocínovaným čerstvo nabrúseným hrotom pod uhlom cca 45° a nešetríme tavidlom ani kolofóniou. Tok prednostne nie je aktívny, inak budete musieť dosku veľmi opatrne umyť a pokúsiť sa ju umyť spod mikroobvodu. Všetky nožičky zohrejeme malou kvapkou spájky, pričom začíname od jedného okraja a postupne, ako sa zohrieva, posúvame spájkovačku smerom k nespájkovaným vývodom, pričom na ne natlačíme prebytočnú spájku, pričom dosku možno držať na uhol tak, aby spájka stekala dole pod vlastnou gravitáciou. Ak nie je dostatok spájky, vezmite trochu viac, ak je veľa, potom pomocou handry odstránime všetku spájku, ktorá je na hrote spájkovačky, a bez šetrenia taviva odstránime prebytok z kolíkov mikroobvodu. Ak je teda doska normálne vyleptaná, dobre vyčistená a odmastená, tak spájkovanie prebehne do 1-3 minút a je čisté, krásne a jednotné, čo je vidieť aj na mojej doske. Ale pre väčšiu istotu odporúčam cvičiť na vypálených doskách z rôznych počítačových zariadení s mikroobvodmi, ktoré majú približne rovnakú rozteč kolíkov.
Odporúčam najskôr nespájkovať čipy D2 a D6 a prvky, ktoré môžu prekážať pri ich inštalácii. V prvom rade je potrebné prispájkovať uzly zodpovedné za napájanie, prezvoniť napájacie obvody kvôli skratu, pripojiť k USB portu a priviesť 14 V AC zo zdroja na X2. Budúce výstupy stabilizačných mikroobvodov by mali mať nasledujúce napätia:
- D1: +3,3 V;
- D3: +12V;
- D4: -12V;
- D5: +5 V.
Pri prvom pripojení PCM2702 k počítaču systém nájde nové zariadenie - USB reproduktory Burr-Brown Japan PCM2702.
Po automatickej inštalácii ovládača v Správcovi zariadení sa objaví nové zariadenie – USB reproduktory. To znamená, že všetko funguje ako má a môžete si zapnúť hudbu, video, či dokonca spustiť hry.
Systém po pripojení k počítaču automaticky prenáša zvuk na čip PCM2702 a po vypnutí dosky sa vráti do pôvodného stavu, pre obnovenie prehrávania stačí reštartovať požadovaný program. Hlasitosť sa ovláda štandardným ovládačom hlasitosti Windows. Výkon dosky som kontroloval iba pod Windows XP SP2.
Trochu o zložení celého zariadenia do puzdra. Najťažšie je nastaviť premenlivý odpor ovládača hlasitosti. Predný panel je pripevnený k šasi lištou, ktorá vedie pozdĺž zadnej strany panelu a má pomerne vážnu hrúbku. Táto lišta musí byť rezaná pílkou alebo frézkou v mieste, kde bude pripevnený ovládač hlasitosti, ale musíte byť veľmi opatrní, pretože môžete poškriabať hliníkový povlak, čím panel stratí svoju atraktivitu. Potom vyvŕtame otvor na osadenie rezistora, miesto na ktoré odhadneme podľa polohy rukoväte, ktorá sa nasadí na ten istý rezistor. Na prednej strane mierne odstránime rebrá v blízkosti otvoru, aby matica dostala závity na základňu odporu. Je tu ešte jeden problém - stred panelu sa nezhoduje so stredom vnútornej komory šasi a rezistor na reguláciu hlasitosti sa opiera o puzdro. Panel som musel zdvihnúť o 2-3 mm, na čo som odrezal roh výstupku na upevnenie pomocou dremelu.
Nebudem podrobne popisovať všetky úkony s panelom a podvozkom. Tí, ktorí si takéto zariadenie dokážu vyrobiť sami, všetko pochopia z fotografií. Tam, kde boli vyvŕtané otvory a závity, boli pod panel počas inštalácie v blízkosti každej skrutky umiestnené 2 podložky, aby sa zvýšila o 2 mm. V šasi sú tiež vyvŕtané otvory a vyrezané závity na montáž dosky. Mikroobvody D3, D4 a D6 sú k šasi prilisované skrutkami M2,5, pričom D4 a D6 musia byť od panelu izolované pomocou sľudovej platne alebo iného teplovodivého dielektrika alebo čipov s izolovaným puzdrom, ako je D6 v mojom prípade, by sa malo použiť. Zadný panel je vyrobený z plastovej zástrčky zo systémovej jednotky. To všetko je možné vidieť podrobnejšie na fotografii.
Väčšina paralelných obvodov DAC je založená na sčítaní prúdov, pričom sila každého z nich je úmerná hmotnosti digitálneho bitu a mali by sa sčítať iba prúdy bitov, ktorých hodnoty sa rovnajú 1. Nech napr. napríklad je potrebné previesť binárny štvorbitový kód na analógový prúdový signál. Pre štvrtú, najvýznamnejšiu číslicu (SZR) sa váha bude rovnať 2 3 = 8, pre tretiu číslicu - 2 2 = 4, pre druhú - 2 1 = 2 a pre juniorov (MSR) - 2 0 =1. Ak je hmotnosť MZR ja MZR \u003d 1 mA, potom ja SZR = 8 mA a maximálny výstupný prúd meniča ja out.max =15 mA a zodpovedá kódu 1111 2 . Je jasné, že tomu bude zodpovedať napríklad kód 1001 2 ja výstup = 9 mA atď. Preto je potrebné postaviť obvod, ktorý zabezpečí generovanie a spínanie podľa daných zákonov presných hmotnostných prúdov. Najjednoduchší obvod, ktorý implementuje tento princíp, je znázornený na obr. 3.
Odpory rezistorov sú zvolené tak, aby pri zatvorených klávesoch cez ne tiekol prúd zodpovedajúci hmotnosti výboja. Kľúč musí byť zatvorený, keď sa zodpovedajúci bit vstupného slova rovná jednej. Výstupný prúd je daný
Pri vysokej kapacite DAC musia byť odpory s nastavením prúdu prispôsobené s vysokou presnosťou. Najprísnejšie požiadavky na presnosť sú kladené na odpory vysokého rádu, pretože šírenie prúdov v nich by nemalo prekročiť prúd najmenej významnej úrovne. Preto šírenie odporu v k-tá číslica musí byť menšia ako
D R /R=2 –k
Z tejto podmienky vyplýva, že rozptyl odporu odporu, napríklad na štvrtej číslici, by nemal presiahnuť 3% a na 10. číslici - 0,05% atď.
Uvažovaná schéma má napriek svojej jednoduchosti celý rad nedostatkov. Po prvé, pre rôzne vstupné kódy bude prúd odoberaný zo zdroja referenčného napätia (REF) odlišný, čo ovplyvní hodnotu výstupného napätia REF. Po druhé, hodnoty odporu váhových odporov sa môžu tisíckrát líšiť, a preto je veľmi ťažké implementovať tieto odpory do polovodičových integrovaných obvodov. Navyše odpor rezistorov vysokého rádu vo viacbitových DAC môže byť úmerný odporu uzavretého kľúča, čo povedie k chybe prevodu. Po tretie, v tejto schéme sa na otvorené spínače aplikuje značné napätie, čo komplikuje ich konštrukciu.
Tieto nedostatky odstraňuje DAC obvod AD7520 (domáci analóg 572PA1), vyvinutý spoločnosťou Analog Devices v roku 1973, ktorý je v súčasnosti v podstate priemyselným štandardom (vyrába sa podľa neho veľa sériových modelov DAC). Táto schéma je znázornená na obr. 4. Ako kľúče sa tu používajú tranzistory MOS.
Ryža. 4. DAC obvod so spínačmi a maticou konštantnej impedancie
V tejto schéme sa nastavenie váhových koeficientov krokov prevodníka uskutočňuje postupným delením referenčného napätia pomocou odporovej matice s konštantnou impedanciou. Hlavným prvkom takejto matice je delič napätia (obr. 5), ktorý musí spĺňať nasledujúcu podmienku: ak je zaťažený odporom R n, potom jeho vstupná impedancia R v musí mať aj hodnotu R n. Faktor oslabenia obvodu a = U 2 /U 1 pri tomto zaťažení by mala mať danú hodnotu. Keď sú splnené tieto podmienky, získame nasledujúce výrazy pre odpory:
v súlade s obr.4.
Keďže v akejkoľvek polohe prepínačov Sk pripájajú spodné svorky rezistorov na spoločnú obvodovú zbernicu, zdroj referenčného napätia je zaťažený konštantným vstupným odporom R v = R. To zaisťuje, že referenčné napätie zostane nezmenené pre akýkoľvek vstupný kód DAC.
Podľa obr. 4 sú výstupné prúdy obvodu určené vzťahmi
 |
(8) |
 |
(9) |
a vstupný prúd
 |
(10) |
Pretože spodné svorky rezistorov 2 R matice v akomkoľvek stave spínačov Sk sú pripojené k spoločnej obvodovej zbernici cez nízky odpor uzavretých spínačov, napätia na spínačoch sú vždy malé, v rozmedzí niekoľkých milivoltov. To zjednodušuje konštrukciu spínačov a ich ovládacích obvodov a umožňuje použitie referenčného napätia zo širokého rozsahu, vrátane rôznej polarity. Pretože výstupný prúd DAC závisí od U op lineárne (pozri (8)), prevodníky tohto typu možno použiť na násobenie analógového signálu (privedením na vstup referenčného napätia) digitálnym kódom. Tieto DAC sú tzv násobenie(MDAC).
Presnosť tohto obvodu je znížená skutočnosťou, že pre DAC s vysokou bitovou hĺbkou je potrebné prispôsobiť odpory R 0 kľúčov s vybíjacími prúdmi. Toto je obzvlášť dôležité pre kľúče vysokého rádu. Napríklad v 10-bitovom AD7520 DAC sa kľúčové MOSFETy šiestich najvýznamnejších bitov líšia v oblasti a ich odporu. R 0 stúpa podľa binárneho kódu (20, 40, 80, ..., 640 ohmov). Týmto spôsobom sa vyrovnávajú úbytky napätia na spínačoch prvých šiestich číslic (až do 10 mV), čo zabezpečuje monotónnosť a lineárnosť prechodovej odozvy DAC. 12-bitový DAC 572PA2 má diferenciálnu nelinearitu až 0,025 % (1 LSM).
DAC založené na prepínačoch MOS majú relatívne nízky výkon v dôsledku veľkej vstupnej kapacity prepínačov MOS. Rovnaký 572PA2 má čas ustálenia pre výstupný prúd pri zmene vstupného kódu z 000...0 na 111...1, rovný 15 µs. 12-bitový DAC7611 Burr-Braun má čas ustálenia 10 µs. DAC založené na prepínačoch MOS majú zároveň minimálnu spotrebu energie. Rovnaký DAC7611 spotrebuje iba 2,5 mW. Nedávno sa modely DAC vyššie uvedeného typu objavili s vyššou rýchlosťou. Napríklad 12-bitový AD7943 má čas ustálenia prúdu 0,6 µs a spotrebu energie iba 25 µW. Nízka vlastná spotreba umožňuje napájanie týchto mikro-napájacích DAC priamo zo zdroja referenčného napätia. Zároveň nemusia mať ani výstup na pripojenie ION, napríklad AD5321.
DAC na súčasných zdrojoch
DAC na prúdových zdrojoch majú vyššiu presnosť. Na rozdiel od predchádzajúcej verzie, v ktorej sú hmotnostné prúdy generované relatívne nízkym odporom a v dôsledku toho závisia od odporu spínačov a záťaže, v tomto prípade sú hmotnostné prúdy poskytované tranzistorovými prúdovými zdrojmi s vysoký dynamický odpor. Zjednodušená schéma DAC na prúdových zdrojoch je na obr. 6.
Ryža. 6. Obvod DAC na zdrojoch prúdu
Hmotnostné prúdy sa vytvárajú pomocou odporovej matrice. Potenciály báz tranzistorov sú rovnaké a tak, aby potenciály žiaričov všetkých tranzistorov boli rovnaké, sú plochy ich žiaričov rozdielne v súlade s váhovými faktormi. Pravý odpor matice nie je pripojený k spoločnej zbernici, ako je to na obrázku na obr. 4, ale na dva rovnaké tranzistory zapojené paralelne VT 0 a VT n, v dôsledku čoho prúd cez VT 0 sa rovná polovici pretekajúceho prúdu VT 1. Vstupné napätie pre odporovú maticu je vytvorené pomocou referenčného tranzistora VT op a operačný zosilňovač OU1, ktorého výstupné napätie je nastavené tak, aby kolektorový prúd tranzistora VT op nadobúda hodnotu ja op. Výstupný prúd pre N-bitový DAC.
 |
(11) |
Typickými príkladmi DAC na súčasných prepínačoch s bipolárnymi tranzistormi ako kľúčmi sú 12-bitový 594PA1 s časom ustálenia 3,5 μs a chybou linearity maximálne 0,012 % a 12-bitový AD565, ktorý má čas ustálenia 0,2 μs. s rovnakou chybou linearity. Ešte rýchlejší je AD668, ktorý má čas ustálenia 90 ns a rovnakú chybu linearity. Z nového vývoja si môžeme všimnúť 14-bitový AD9764 s časom ustálenia 35 ns a chybou linearity nie väčšou ako 0,01%.
ako prúdové spínače Skčasto používané bipolárne diferenciálne stupne v ktorom sú aktívne tranzistory. Tým sa skráti čas usadzovania na niekoľko nanosekúnd. Obvod prúdového spínača na diferenciálnych zosilňovačoch je znázornený na obr. 7.
Diferenčné stupne VT 1 -VT 3 a VT "1 - VT" 3 sú vytvorené zo štandardných ventilov ESL. Aktuálne Ik prúdiaci cez kolektorovú svorku výstupného emitorového sledovača je výstupný prúd článku. Ak je digitálny vstup Dk privedie sa vysoké napätie, potom sa tranzistor VT 3 otvorí a tranzistor VT "3 sa zatvorí. Výstupný prúd je určený výrazom
Presnosť sa výrazne zlepší, ak odpor R e nahradiť zdrojom jednosmerného prúdu, ako v obvode na obr. 6. Vďaka symetrii obvodu je možné vytvoriť dva výstupné prúdy - priamy a inverzný. Najrýchlejšie modely týchto DAC majú vstupné úrovne ESL. Príkladom je 12-bitový MAX555, ktorý má čas ustálenia 4 ns na 0,1 %. Pretože výstupné signály týchto DAC zachytávajú RF rozsah, majú výstupnú impedanciu 50 alebo 75 ohmov, ktorá musí byť prispôsobená charakteristickej impedancii kábla pripojeného k výstupu prevodníka.
Tvorba výstupného signálu vo forme napätia
Existuje niekoľko spôsobov, ako generovať výstupné napätie pre DAC so súčtom hmotnostných prúdov. Dva z nich sú znázornené na obr. 8.
Ryža. 8. Vznik napätia na prúdovom výstupe DAC
Na obr. 8a znázorňuje obvod s meničom prúdu na napätie na operačnom zosilňovači (op-amp). Tento obvod je vhodný pre všetky DAC s aktuálnym výstupom. Pretože filmové odpory, ktoré určujú hmotnostné prúdy DAC, majú významný teplotný koeficient odporu, spätnoväzbový odpor R OS by mal byť vyrobený na čipe DAC a v rovnakom technologickom procese, ktorý sa zvyčajne robí. To umožňuje znížiť teplotnú nestabilitu prevodníka faktorom 300...400.
Pre DAC na spínačoch MOS, berúc do úvahy (8), výstupné napätie obvodu na obr. 8a.
Zvyčajne odpor spätnoväzbového odporu R oc = R. V tomto prípade
 |
(12) |
Väčšina modelov DAC má značnú výstupnú kapacitu. Napríklad AD7520 s klávesmi MOS, v závislosti od vstupného kódu S výstup je 30 ... 120 pF, pre AD565A s prúdovými zdrojmi S vy = 25 pF. Táto kapacita spolu s výstupnou impedanciou DAC a rezistora R oc vytvára ďalší pól vo frekvenčnej odozve spätnoväzbovej slučky operačného zosilňovača, čo môže spôsobiť nestabilitu samobudenia. Toto je obzvlášť nebezpečné pre DAC s prepínačmi MOS s nulovým vstupným kódom. O R os = 10 kΩ, frekvencia druhého pólu bude asi 100 kHz pri 100% hĺbke spätnej väzby. V tomto prípade zosilňovač, ktorého frekvencia jednotného zisku je f t presahuje 500 kHz, bude mať zjavne nedostatočné rezervy stability. Pre udržanie stability môžete paralelne pripojiť odpor R os kondenzátor S do, ktorého kapacitu v prvom priblížení možno považovať za rovnú S von. Pre presnejší výber S Je potrebné vykonať úplnú analýzu stability obvodu, berúc do úvahy vlastnosti konkrétneho operačného zosilňovača. Tieto opatrenia zhoršujú výkon obvodu tak vážne, že nastáva paradoxná situácia: na udržanie vysokého výkonu aj lacného DAC môže byť potrebný relatívne drahý vysokorýchlostný (s krátkym časom ustálenia) operačný zosilňovač.
Skoršie modely DAC s prepínačmi MOS (AD7520, 572PA1 atď.) Umožňujú záporné napätie na prepínačoch nepresahujúce 0,7 V, preto by sa na ochranu prepínačov mala medzi výstupy DAC pripojiť Schottkyho dióda, ako je znázornené na obr. 8a.
Pre digitálno-analógový prevodník na prúdových zdrojoch je možné výstupný prúd premeniť na napätie pomocou odporu (obr. 8b). V tomto obvode nie je možné samobudenie a rýchlosť je zachovaná, avšak amplitúda výstupného napätia musí byť malá (napríklad pre AD565A v bipolárnom režime v rozmedzí ± 1 V). V opačnom prípade môžu tranzistory súčasného zdroja vyjsť z lineárneho režimu. Tento režim sa poskytuje pri nízkych hodnotách odporu zaťaženia: R n » 1 kOhm. Ak chcete zvýšiť amplitúdu výstupného signálu DAC v tomto obvode, môžete pripojiť neinvertujúci zosilňovač k operačnému zosilňovaču na jeho výstup.
Pre DAC s MOS spínačmi môžete použiť inverzné zapojenie odporovej matice na získanie výstupného signálu vo forme napätia (obr. 9).
Ryža. 9. Inverzné zapínanie DAC s MOS spínačmi
Na výpočet výstupného napätia nájdeme vzťah medzi napätím U i na kľúč Si a uzlové napätie U"i. Využime princíp superpozície. Predpokladáme, že všetky napätia na klávesoch sú rovné nule, okrem uvažovaného napätia U i. O R n=2 R každý uzol je pripojený k pravej a ľavej záťaži s odporom 2 R. Pomocou metódy dvoch uzlov dostaneme
Nájdeme výstupné napätie DAC ako celkové napätie v uzle úplne vpravo, spôsobené celkovým pôsobením všetkých U i. V tomto prípade sa napätia uzlov pripočítajú k váham zodpovedajúcim deliacim koeficientom odporovej matice R- 2R. Získajte
Na určenie výstupného napätia pri ľubovoľnom zaťažení používame ekvivalentnú vetu generátora. Z ekvivalentného obvodu DAC na obr. 10 to ukazuje
Ekvivalentný odpor generátora R e sa zhoduje so vstupnou impedanciou matice R- 2R, t.j. R e = R. O R n=2 R z (14) dostaneme
Nevýhody tejto schémy sú: veľký pokles napätia na klávesoch, premenlivé zaťaženie zdroja referenčného napätia a významná výstupná impedancia. Kvôli prvému nedostatku táto schéma nemôže zahŕňať DAC typu 572PA1 alebo 572PA2, ale 572PA6 a 572PA7 áno. Kvôli druhej nevýhode musí mať zdroj referenčného napätia nízku výstupnú impedanciu, inak je možná nemonotónnosť prevodnej charakteristiky. Inverzné zapojenie odporovej matice je však pomerne široko používané v DAC IC s napäťovým výstupom, napríklad v 12-bitovom MAX531, ktorý obsahuje aj vstavaný operačný zosilňovač v neinvertujúcom zapojení ako vyrovnávacej pamäte alebo v 16-bitovom MAX542 bez vstavanej vyrovnávacej pamäte. 12-bitový DAC AD7390 je postavený na invertovanej matrici s vyrovnávacím zosilňovačom na čipe a spotrebuje iba 0,3 mW energie. Je pravda, že jeho doba usadzovania dosahuje 70 μs.
Paralelný DAC so spínaným kondenzátorom
Základom tohto typu DAC je matica kondenzátorov, ktorých kapacity sú spojené ako celé číslo s mocninou dvoch. Schéma jednoduchej verzie takéhoto prevodníka je znázornená na obr. 11. Kapacita k kondenzátor matice je určený vzťahom
Kondenzátor tiež dostane rovnaký náboj. S v spätnej väzbe OU. V tomto prípade bude výstupné napätie operačného zosilňovača
Ak chcete uložiť výsledok konverzie (jednosmerné napätie) na ľubovoľnú dobu, musí byť k výstupu tohto typu DAC pripojené zariadenie na vzorkovanie a podržanie. Uložiť výstupné napätie na neurčito, ako to dokážu DAC so sumáciou hmotnostných prúdov vybavené západkovým registrom, konvertory na spínaných kondenzátoroch nemôžu kvôli úniku náboja. Preto sa používajú hlavne ako súčasť analógovo-digitálnych prevodníkov. Ďalšou nevýhodou je veľká plocha čipu IC obsadená takýmto obvodom.
DAC so súčtom napätia
Schéma osembitového prevodníka so sčítaním napätia, vyrobeného vo forme IC, je znázornená na obr. 8.12. Základom meniča je reťazec 256 rezistorov rovnakého odporu zapojených do série. Záver W cez kľúče S 0 …S 255 môže byť pripojený k ľubovoľnému bodu v tomto reťazci v závislosti od čísla vstupu. Vstupný binárny kód D je konvertovaný dekodérom 8x256 na jednotný pozičný kód, ktorý priamo ovláda klávesy. Ak použijete napätie U AB medzi kolíky A A IN, potom napätie medzi svorkami W A B bude
U wb= U AB D.
Výhodou tejto schémy je malá diferenciálna nelinearita a zaručená monotónnosť transformačnej charakteristiky. Môže byť použitý ako digitálne nastaviteľný odpor. K dispozícii je niekoľko modelov takýchto DAC. Napríklad čip AD8403 obsahuje štyri osembitové DAC, vyrobené podľa obvodu na obr. 8.12, s odporom medzi svorkami A A IN 10, 50 alebo 100 kOhm v závislosti od modifikácie. Keď je aktívna úroveň aplikovaná na vstup „Ekonomický režim“, tlačidlo sa otvorí S vypnutý a zapnutý kľúč S 0 IC má resetovací vstup, pomocou ktorého je možné DAC nastaviť do stredu stupnice. Dallas Semiconductor vyrába niekoľko modelov DAC (napríklad duálny DS1867) so sčítaním napätia, v ktorom je vstupným registrom energeticky nezávislá pamäť s priamym prístupom, čo je vhodné najmä na zostavovanie obvodov s automatickým ladením (kalibráciou). Nevýhodou obvodu je potreba výroby veľkého počtu (2 N) prispôsobených rezistorov na čip. Avšak 8-bitové, 10-bitové a 12-bitové DAC tohto typu sú teraz dostupné so zosilňovačmi výstupnej vyrovnávacej pamäte, ako sú AD5301, AD5311 a AD5321.
Projekt vysokokvalitnej zvukovej karty USB. Založené na čipe PCM2706, čo je 16-bitový stereo digitálny prevodník na analógový signál. Tento čip má dva analógové a jeden digitálny výstup S/PDIF a na fungovanie vyžaduje minimálny počet externých komponentov.
PCM2706 má integrované rozhranie USB 1.0 a USB 2.0 a je napájaný priamo z portu USB. PCM2706 je USB Plug-and-Play zariadenie a nevyžaduje inštaláciu ovládača pod Windows a Mac OS.
Čip má tiež sedem riadkov na ovládanie tlačidlami:
Nastavenie hlasitosti;
predchádzajúca a nasledujúca skladba;
spustiť prehrávanie/pozastaviť;
zastaviť prehrávanie;
stlmiť zvuk.
Na používanie týchto funkcií nepotrebujete žiadny ďalší softvér ani ovládače, všetko funguje hneď po pripojení PCM2706 k USB.
Technické údaje:
Napájacie napätie: 5V
Rozhranie: USB 1.1, USB 2.0
Výstupné rozhranie: slúchadlá, S/PDIF
Vzorkovacia frekvencia: 32 kHz, 44 kHz, 48 kHz
SNR: 98 dB
THD: 0,006 %
Analógový výstupný výkon: 12mW
Spotreba energie: 35 - 45 mA
OS: Windows 98, ME, 2000, XP atď., Mac OSX
Štrukturálny diagram PCM2706:
Schéma DAC:
Komponenty:
PCM2706 - 32-pin TQFP balenie - 1 ks
Kremenný rezonátor 12 MHz - 1 kus
Rezistor 1 MΩ - 1 ks.
Rezistor 3,3 kOhm - 4 ks
Rezistor 1,5 kOhm - 2 ks
Rezistor 22 Ohm - 2 ks
Rezistor 15 Ohm - 2 ks
Kondenzátor 100 uF - 2 ks
Kondenzátor 47 uF - 2 ks
Kondenzátor 1 uF - 4 ks
Kondenzátor 22 nF - 2 ks
Kondenzátor 27 pF - 2 ks
Feritový filter (L1) - 1ks
Tlačidlá, konektory - podľa vlastného uváženia
Vytlačená obvodová doska:
Foto hotového DAC:
Voľný preklad z, najmä pre
Dobre si pamätám na svoje bosé rádioamatérske detstvo. Potom neexistovali vaše internety, ale existovali časopisy „Mladý technik“, „Modelár-konštruktér“, „Rádio“.
Komponenty sa získavali zo skládok, od podvodníkov a niekedy z obchodov. Ponuka audio výbavy nebola veľmi široká. Moji súdruhovia, ktorí mali to šťastie, že mali doma priemyselné výrobné zariadenia, merali strany pasov svojich magnetofónov, zosilňovačov a prehrávačov, kde boli uvedené charakteristiky.
Čarovné slovíčka „Hladina hluku“, „THD“, „Výstupný výkon“ vzrušovali našu myseľ a nedovolili nám pokojne zaspať.
Zariadenie z Japonska - to bol silný dojem. Len aby som to mal. Bol štýlovejší ako najnovší iPhone * teraz pre dnešnú mládež – určite.
* Pod týmto pojmom rozumiem akékoľvek elektronické zariadenie, ktoré sa predĺži, zväčší a tiež vám umožní cítiť sa chladnejšie ako ostatné, alebo byť o nič horší. Prepáčte, odbočte.
Síce som spoznal deti – svojich rovesníkov – stále sa merajú s iPhonmi. A tí, ktorí nemali možnosť kúpiť - urobili to sami. A niekedy dokonca lepšie ako vo fabrike. Prirodzene, nebolo možné zmerať parametre, ale porovnávali sa podľa ucha a tešili sa ako deti. Ale čo si zapamätať? Vtedy sme boli deti!
Čas plynul, príležitosti pribúdali. Niekto, ktorý si splnil detský sen, si nakoniec kúpil BMW zastúpené AC od Martina Logana. A niekto, ako ja, pokračuje vo výrobe vybavenia pre seba vlastnými rukami. A nejde o to, že by som si Logans nemohol dovoliť, ale o to, že robiť to sám je zaujímavejšie. Nie je dôležitý výsledok, ale proces. A tak kúpiš, položíš a raz do týždňa budeš utierať prach. Času nie je toľko ako v detstve. Tu by sa niekedy plazil do postele. o čom to hovorím? Ó áno. Opäť roztržitý!
Dobre teda. Urobil. Spustený. Všetko znejú dobre. Ale treba merať! A potom, koniec koncov, niekto okamžite ukáže všetky výkonové charakteristiky svojich remesiel, ale tu nie je čo ukázať ... A ako merať?
Napájanie zosilňovača je jednoduché. Posilnenie tiež. Ale notoricky známa hladina hluku a koeficient nelineárneho skreslenia? Mám si na to kúpiť nelineárny merač skreslenia? Pre jeden rozmer? čo znamená? Ťahať kus železa do laboratória? Laboratórium teda ešte treba nájsť. A čo merať? Ako?
Existujú nelineárne, harmonické skreslenia? Je zrejmé, že tieto pojmy sú odlišné a pri posudzovaní charakteristík zvukovej cesty budú pri malých hodnotách približne rovnaké. Potrebná však nie je analýza, ale kvantitatívna hodnota. Cudzinci väčšinou používajú termín THD (Total Harmonic Distortion). Áno, a meracie prístroje vo forme počítača a programov preň merajú presne tento parameter. Je to uvedené v technických listoch. Na fórach a v recenziách zariadení je opäť. Preto má zmysel hodnotiť tento parameter.
Podľa mojich pozorovaní sa už stalo „de facto“ štandardom používať na domáce merania program RMAA.
Už dávno som začal tušiť, že „na konzervatóriu nie je niečo v poriadku“. Bolo to pred pár rokmi. Creative Live ma už sklamal a z ADC zostal len vstavaný zvukový systém. A tak som sa rozhodol urobiť merania. Stiahnuté RMAA, vyrobené šnúry, pripravené. A... Smola.
Výsledok merania vlastných parametrov vstavaného zvuku bol natoľko majstrovský, že som vzlykajúc a búchajúc si hlavu o stôl len snahou vôle nevyhodil systémovú jednotku z okna.
Ľutoval som zbierku porno hudby na diskoch. -70 dB hluku a THD 0,25% okolo prstenca - to nie je ani hi-fi. Box na PCM2906 dal rovnaký výsledok. Ako s tým žiť?
Takže som opustil myšlienku meraní. Nemohol som sa prinútiť kúpiť si externú drahú kartu, v prítomnosti niekoľkých DAC, aby som sa čudoval číslam. Spievať? Dobre! Páči sa mi to? úžasné!
Ale nakoniec sa na mojej ulici prevrátil kamión s pivom a čipsami! Môj priateľ dostal externú kartu. No rozhodol som sa striasť prach zo šnúr a pre zaujímavosť ešte vyskúšať to, čo som v poslednej dobe tvoril.
Tu je zariadenie. Creative X-Fi THX. Podľa recenzií a popisov by mal byť vhodný na meranie.
No a teraz skúsim zmerať, čo mi zostalo nažive. Faktom je, že niektoré zariadenia opísané v predchádzajúcich častiach mojich článkov som buď rozdal tým, ktorí si to želali, alebo ich rozobral, či nejako upravil. Najprv som zakopal všetky PCM2704-2707. Jeden zostal ako testovací zdroj SPDIF/I2S.
To isté postihlo TDA1541, až na jeden, ktorý spolu s SM5813 zbiera prach na poličke. Asi ich variť neviem, ale zvuk sa mi veľmi nepáči.
Test č. 1
Testu sa zúčastnili DAC, mnou zozbierané v rôznych časoch a čiastočne tie, ktoré ešte neboli zozbierané.1.TDA1541+SM5813+ údajový list výfuku na AD822 AD827 (štuchol, čo sa stalo, zostáva)
2. PCM1702 + DF1706+ datasheet (RSM1702) výfuk pre 4x (!) OU ORA2604.
podobný je popísaný, ale na PCM63. Líši sa rozložením dosky pre iný DAC.
3. AD1865 + DF1706+ výfuk na sovietskych meracích transformátoroch, mnou honosne natretých na čierno. Tieto tranzy sú tu ešte nenamaľované.
4. Jeden z posledných. 2x diferenciál DAC PCM1700 + SM5842 + SRC4192+ technický list výfuku. V čase meraní som ho mal položený, rozmazaný na stole bez puzdra.
Všetky DAC fungovali zo zdroja USB audio rozhrania SPDIF EDEL cez SPDIF. Režim merania 16 bit 48 kHz. (TDA1541 neťahá vyššie)
Mimochodom! Je medzi vami niekto, kto pozná vývojárov tohto zvukového systému Creative? Ak áno, zatĺcte im v mojom mene klinec do hlavy, klinec preplatím. Alebo ruky po lakte s tupou pílkou? A?
No, aký geniálny musíte byť, aby ste zo zvukového zariadenia úplne vystrihli frekvenciu, ktorá je násobkom 44 kHz ??? Je to ako chodiť bez jednej nohy? Prekvapenie bolo pre mňa tak trochu nečakané. Chápem, že obchodník má smartfón a počúva cez neho, ale nie celkom...
Dobre, poďme merať, čo máme. Ako program funguje a ako myslí, neviem. Ale niečo sa vytratilo. S vaším dovolením sa vyjadrím k tomu, čo som cestou nazbieral.
Výsledok
Ako vidíte, je to celkom očakávané. Pre mňa. Myslel som si, že to bude oveľa horšie. Grafika je zaujímavejšia.
frekvenčná odozva:
Tu môžete vidieť nepochopiteľný pokles TDA1541 a nárast AD1865. No, s AD1865 je jasné, že na výstupe je transformátor a vyzerá to, že niekde je rezonančný obvod. Či už pri vchode alebo pri výstupe. Všetko je po zvukovej stránke vynikajúce.
Hluk:
Hrb na 50 Hz je tu jasne viditeľný. Neodstráni sa vôbec nič. DAC a počítač na spoločnej zemi, v jednej zásuvke, nula zvlášť, SPDIF je všade rozviazaný cez transformátor. Filtruje podľa pravidiel. Poloha zástrčky v zásuvke nemá vplyv na obraz. Ucho nepočuje. Zvláštne...
No, THD + šum:
Tu môžete vidieť, že harmonická slučka stúpa pri TDA1541 a o niečo nižšie pri AD1865. Ostatné sú dobré. Čo je zlé na 1541 - nemôžem povedať, výfuk je vyrobený podľa údajového listu. OU som nemenil, bola tam túžba jednoducho to zmerať. Ako som povedal, neviem, ako ich variť. Zdá sa však, že AD1865 sa cíti ako transformátor. Takže jeho výber a koordinácia s DAC a s operačným zosilňovačom nie je ľahká úloha ani na prvý pohľad.
OK. Keďže som si na chvíľu zobral soundtrack, musím vyskúšať iné možnosti.
Je potrebné skontrolovať vplyv zdroja a spôsobu dodávania údaja na výsledok merania.
Test č. 2
Teraz testujem dve zariadenia:1.DAC na PCM58 s výfukovými "klaksónmi - diskrétnymi", opísanými:
2. Posledné remeslo na PCM1700 v diferenciálnom zaradení.
Obe zariadenia sú zostavené podľa rovnakej topológie, SRC4192 pracuje v režime "output port master 256fs", hodinová frekvencia je 24 576 000 MHz pre sieť, ktorá je násobkom 48 kHz. SM5824 pri polovičnej frekvencii (zlyhá pri plnej rýchlosti).
Používajú sa dva digitálne zdroje signálu: EDEL USB Audio rozhranie a Phantom USB rozhranie na TAS1020. Režim 16*48 a 24*64.
Tu sa okamžite objavilo prevýšenie meraní od Creative:
Údaje pre 16*48.
A za 24*96.
Úžasný rozdiel v hladinách hluku. Oba DAC predbehli Creative v hlučnosti.
Tu sú grafy hluku:
16*48:
a 24*96:
Nemyslím si, že je to kvôli práci DAC, na tom istom mieste SRC spriemeruje všetko, ale Creative ADC na 24 * 96 jednoznačne funguje v najlepšom režime, takže je menej gag.
Ale THD je nezmenené, čo je pochopiteľné.
16*48:
a 24*96:
Dôvod tohto správania PCM58 tu nie je ťažké vysvetliť. Výfuk "Horns" nebol zostavený na to, čo je, bez výberu pre h21, preto je jeho zvuk "harmonickejší".
Mimochodom, jeho zvuk sa mi páči viac ako PCM1700 s datasheetovým výfukom. Aj keď ten druhý je z hľadiska merania jednoznačne lepší.
Ale v tomto prípade je jedna vec jasná - zdroj digitálneho signálu nemá vplyv na meranie. Dokonca som prebehol ASIO. Nemyslím si, že rozlíšenie tohto meracieho systému, ako aj samotných mojich DAC nebude stačiť na zachytenie rozdielu v zdrojoch, ak vôbec nejaký je.
Nepočujem to z ucha.
Test č. 3
Bolo pre mňa zaujímavé vystrkovať rôzne operačné zosilňovače. A porovnávať. Chápem, že z technického hľadiska to nie je správne, čo treba vybraťnominálnych hodnôt súčiastok, upraviť obvod a dosku pre konkrétny op-amp, ale bol tam čisto športový záujem.
Bohužiaľ nebol k dispozícii veľký výber jednotlivých operačných zosilňovačov, takže sa ukázalo, že test nebol taký rozšírený, ako sme chceli.
DAC je rovnaký - PCM1700.
V sekcii I / U boli testované AD811 a LT1363 (bolo ich viac ako 4), v sekcii filtrov - OPA627, LME49990, LT1122.
THD:
Tu bol obraz pokazený iba LME49990, ktorý z nejakého dôvodu vykazoval značne nadhodnotenú úroveň harmonických aj intermodulačného skreslenia.
Nehovorím, že vo filtri nemá miesto, ale zdá sa, že pod ňou treba starostlivejšie vyberať nominály a páskovanie. Urobím to vo svojom voľnom čase, ak sa meranie neodstráni.
No a na záver liter balzamu pre amatérov aj profesionálov.
Zoznámte sa! Delta a Sigma! Ľad a oheň! Cín a plast!
Toto sú moje .
SPDIF. Nič iné tam nie je.
24 bitov, 96 kHz.
1.AK4113 + 2*RSM1794A v mono režime.
2. AK4113 + AK4396.
Výfuk všade - technický list. Vystužená vyrovnávacou pamäťou BUF634 s kľudovým prúdom 30 mA.
Tu, okrem malých nedostatkov v inštalácii a elektroinštalácii, nie je čo ani len komentovať ....
frekvenčná odozva:
Hluk:
THD:
Zvýšené IMD AK4396, myslím, je spôsobené prevádzkou sčítacieho operačného zosilňovača, ktorého režim a potrubie je potrebné vyberať opatrnejšie. Nepamätám si typ operačného zosilňovača, bol som príliš lenivý otvoriť puzdro.
A keďže nie sú v mojej práci, ale na poličke, neviem, či to urobím kedy, alebo to rýchlejšie poskladám v inej kapacite.
Aké závery som pre seba vyvodil z týchto výsledkov?
Pojem „pohodlný zvuk“ som si pre seba vytvoril už dlho. Ak som si kedysi myslel, že čím nižšie THD, tým je to pohodlnejšie - nie. Práve naopak. Možno iní nie. To zrejme vysvetľuje lásku ľudí k elektrónkam v zosilňovačoch. Lampy pridávajú do signálu svoje vlastné harmonické a nízke rády sú počuteľnejšie, čím harmonizujú zvuk.Sám som prešiel na kamene v zosilňovačoch, prílišná „harmonizácia“ v porovnaní s kameňmi stratenými v mojich očiach.
Pravda je stále niekde vonku.
Celkom:
1. Pred monštrami ca-buildingu mám pred sebou ešte dlhú cestu.2. Kvalita zvuku DAC je najviac ovplyvnená analógovou časťou. Pretože prúd na výstupe Delta-Sigma je väčší ako v multibitovom DAC, prevádzkový režim operačného zosilňovača v stupni prevodníka prúdu / napätia bude iný, bude tam menší šum a rušenie. Dôležitý je aj typ operačného zosilňovača, ale s tým sa treba ešte popasovať.
3. Napájanie a vedenie. Záleží na hlučnosti a pod. Aj keď to znie skvele. Podľa osobného pozorovania, ak nemáte doma anechoickú komoru, tak tento parameter nie je až taký dôležitý. V lete cez pootvorené okno počujem hluk a krik detí z ulice, hoci sedím v slúchadlách.
O akom hluku -90 dB môžeme hovoriť?
Ak v pauze strčíte ucho do pískača a otočíte hlasitosť na maximum, môžete počuť mierny šum. Žiadny šum 50/100 Hz. Úspory energie, počítače, lacné DVD, WI-FI, GPRS, GPS a iné S nikto nezruší, alebo v poli, kde je najbližšie elektrické vedenie vzdialené 5-10 km. Ale to je pre zarytých...
4. Nízke delty THD – nepríjemný zvuk. Nemôžem sa prinútiť to počúvať, ak s ním PCM58 funguje paralelne a prepnutie dvoch DAC je jedným kliknutím voliča na limite. neprepínam.
5. Ak potrebujete THD ako v datasheete, je lepšie kúpiť už hotové od guru alebo od známeho výrobcu. Pripraviť si číslo s niekoľkými nulami sami je dosť náročné a niekedy je to doma nemožné, ak nemáte v pivnici viacvrstvovú výrobnú linku PP, alebo to robí čisto náhodou sused. Ak to nepotrebujete, urobte to sami - je to zaujímavé!
Pre tých, ktorí sa pýtajú, čo je DAC na PCM1700
Obvod je podobný DAC na PCM58. Pridaná možnosť pracovať zo štyroch vstupov. SPDIF koaxiálny , SPDIF optický , I2S , I2S master/slave pre prácu s EDEL. Multiplexovanie vstupov na SN74LVC1G125. Plná osvedčená podpora 24 * 192.Plné galvanické oddelenie I2S vstupov cez ADuM1400 a IL715. SPDIF prijímač AK4113. Keďže AK4113 nedokáže regenerovať hodiny nad 128fs v režime 192 kHz, jeho hodiny sa nepoužívajú a dáta sa spracúvajú v SRC4192 s externými hodinami z TCXO na 40 000 MHz.
Reklok pre tri frekvencie - synchrónny na 24,576000 MHz, 22,579400 MHz a asynchrónny na 40,000000 MHz.Hobby rádioelektronika.
Od raného detstva som bol unášaný železom, ktoré mojim rodičom spôsobovalo nemalé problémy.
Do rozhlasového krúžku ma v 4. ročníku nevzali, lebo. fyzika sa v škole ešte neučila (to boli pravidlá).
Teraz opravujem a nastavujem počítače, vo voľnom čase niečo letujem alebo skladám a rozoberám :)
Čitateľské hlasovanie
