Высококачественный ЦАП AH-D6 с поддержкой DSD и PCM, 2-in-1 на ak4493/ak4490

[EDDiE]

Высококачественный ЦАП AH-D6 с поддержкой DSD и PCM, 2-in-1 на ak4493/ak4490

http://audiohobby.ru/vysokokachestve...93-ak4490.html






Как показал опыт эксплуатации AH-D5, большинство тактовых генераторов, в частности используемые NZ2520SD(A), не реализуют полного гашения генерации в неактивном режиме (только Z-state выхода). Поэтому в новом устройстве было решено уделить особое внимание полному гашению генерации неактивного клока и возможности полного отключения обоих генераторов в слейв режиме.
Устройство совместимо с транспортами Bolero или Charleston от Energy Audio без каких-либо дополнительных переходных устройств.
Для использования всех возможностей AK4493EQ / AK4490EQ, в частности для реализации поддержки DSD, чип работает в soft mode под управлением микроконтроллера atmega48/88.

Схема ЦАП AH-D6 на AK4493EQ

По сравнению с AH-D5 схема не претерпела больших изменений. Цифровые потребители, микроконтроллер и внешнее питание для гальваноразвязки, также имеют персональные стабилизаторы на LP2985/LP5907/ADP151.
А вот в питание цифровой части AK4490/AK4493 решено было поставить lm1117 т.к. они имеют меньшее выходное сопротивление. Кроме этого для питания тактовых генераторов решено было использовать интегральный стабилизатор LP5907 (замена ADP151), но при этом реализовать отключение питания неактивного клока с применением аналоговых ключей TS5A3166DBVR.






Сигналы каждого выхода ЦАП фильтруются индивидуальными ФНЧ бесселевского типа 2-го порядка после чего сигнал еще дополнительно фильтруется фильтром первого порядка в звене вычитателя.
В ФНЧ предлагается использовать высококачественные стерео ОУ: OPA1642 (полные аналоги OPA2141 и прицезионный OPA2140), OPA1652, AD823, LME49880 (последний имеет Thermal Pad, пропайка которого обязательна). В звено вычитателя дифференциальных сигналов предлагается установить высколинейные ОУ: ADA4627, OP42, OPA627, LT1468. Цепочка точной подстройки нуля на выходе вычитателя должна быть скорректирована согласно даташиту для выбранного ОУ.

Печатная плата ЦАП AH-D6

Цап AH-D6 выполнен на двусторонней печатной плате размером 100х69мм.



Сигналы каждого выхода ЦАП фильтруются индивидуальными ФНЧ бесселевского типа 2-го порядка после чего сигнал еще дополнительно фильтруется фильтром первого порядка в звене вычитателя.
В ФНЧ предлагается использовать высококачественные стерео ОУ: OPA1642 (полные аналоги OPA2141 и прицезионный OPA2140), OPA1652, AD823, LME49880 (последний имеет Thermal Pad, пропайка которого обязательна). В звено вычитателя дифференциальных сигналов предлагается установить высколинейные ОУ: ADA4627, OP42, OPA627, LT1468. Цепочка точной подстройки нуля на выходе вычитателя должна быть скорректирована согласно даташиту для выбранного ОУ.

Печатная плата ЦАП AH-D6

Цап AH-D6 выполнен на двусторонней печатной плате размером 100х69мм.


Распиновка разъёма I2S в AH-D6

Разъём i2s имеет распиновку Lynx Audio. Контакты 2, 4, 6, 8 — земля ЦАПа. Контакт 9 — питание гальванической развязки Bolero / Charleston +3,3 со стороны ЦАПа.
Контакты 1, 3, 5, 7 — сигналы шины i2s:

Формат	Pin 1	Pin 3	Pin 5	Pin 7
PCM	BCK IN	SDATA IN	LRCK IN	MCLK IN/OUT
DSD	DSD BCK IN	DSD LEFT IN	DSD RIGHT IN	MCLK IN/OUT

Контакт 10 — сигнал сброса ЦАПа при смене частоты дискретизации или PCM/DSD режима. Низкий логический уровень — нормальная работа, высокий логический уровень — сброс. Данный сигнал не является обязательным. Микроконтроллер сам отслеживает изменение режимов и подает необходимые сигналы сброса для AK4490, но для предотвращения щелчков при смене потока PCM->DSD или обрыве DSD потока необходимо, чтобы транспорт заранее подавал соответствующие сигналы. По умолчанию контакт 10 подтянут к уровню «1».

Разъем CONTROL

По умолчанию все сигнальные пины разъема CONTROL подтянуты к уровню «1».
Контакт 1 — сигнал включения нужного генератора мастерклока (на частоту х44.1кГц либо х48.0кГц). Если в конфигурации выбран ведомый режим (см. CONFIG)), то данный пин не используется.
Контакт 3 — сигнал Connect. ЦАП активен, если уровень «0». При подаче «1» ЦАП переходит в режим Mute.
Контакт 7 — сигнал PCM/DSD. Уровень «0» определяет наличие DSD потока на выходе. Для PCM потока — уровень «1».
Контакты 5, 9 — На них выдаются уровни в зависимости от текущей частоты дискретизации:

Частота дискретизации	Pin 5	Pin 9
44.1кГц/48.0кГц/DSD64	0	0
88.2кГц/96.0кГц/DSD128	1	0
176.4кГц/192.0кГц/DSD256	0	1
352.8кГц/384.0кГц/DSD512	1	1

Значения контактов 5 и 9 игнорируется, если в CONFIG выбрана опция автоматического определения частоты дискретизации (см. CONFIG).

Замеры искажений AH-D6 mk3 на ak4493

По результатам измерений, заметного превосходства нового чипа над ak4490 выявлено не было. Ожидаемо удалось получить некоторое улучшение показателей S/N, а вот по искажениям чипы ведут себя примерно одинаково. При уровне в -6Дб наблюдается переход от мягкого спектра к жесткому, вылазят гармошки высших порядков.
В этом моменте AK4490 дает больше простора для экспериментов, т.к. согласно документации позволяет увеличить питание VDDR(L) до 7.2 вольт, что при грамотном подборе питания Vref (как в AH-D5) позволяет «немного отодвинуть этот переход». Поэтому под AK4490 решено было немного изменить номиналы схемы. А чтобы не создавать путаницы, версию ЦАП AH-D6 с ak4490 решено было назвать AH-D6 mk0, и вынести все материалы по нему в отдельную статью (скоро будет).




Спектр выходного сигнала 1кГц, -12Дб (24bit. 96кГц)





Спектр выходного сигнала 1кГц, -3Дб (24bit. 96кГц)



Тем не менее стоит отметить, что параметры моего измерительного стенда, на базе АЦП CS5381, уже недостаточны для замеров новых чипов АКМ. В спектрах в большей степени выражены искажения самого АЦП, так как замеры генератора «Виктора» дают очень схожую картину. Работа по улучшению измерительного тракта ведется.

Субъективно, звучание с ak4493 по сравнению с ak4490 получилось немного более детальное.
На данный момент идет сборка и тестирование первой партии печатных плат активными посетителями нашего сайта. Уже 3 экземпляра было успешно собрано и проверено два из них на AK4490 и один на AK4493.

[Aleksandr_M]

А сигнал вы смотрели где?

В смысле, сигнал, который должен быть на выходе ЦАПа? Я его не смотрел - просто на выход ЦАПа подключены наушники, если звук есть - я его слышу, если нет - не слышу.
...Думаете, косяк где-то в аналоговой части? Не должно быть, этот ЦАП играл, просто в паузах было какое-то неприятное гудение, или зуд такой неприятный, но как только начинало играть, всё прекращалось. Да и сейчас, если касаюсь пинцетом входов микросхем, в наушниках слышен фон, такая вот проверка аналоговой части.)))
...А замолчало оно после того, как я в процессе поиска косяка случайно замкнул какие-то пины на разъёме для программирования МК(кажется, Reset и GND, но не уверен), и после этого - полная тишина....

[eziitis]

И таким образом Вы подали Vcc на GND что и убило микросхему ЦАПа … 😢

[Alex]

Как можно убить микросхему, закоротив питание на землю?

[Dima.g]

Как можно убить микросхему, закоротив питание на землю?

Скорей всего, могли другое коротнуть. Нечайно, питание атмеги 3,3в с пинами 8,9 4493. Результат непредсказуем.

[Alex]

Нечайно, питание атмеги 3,3в с пинами 8,9 4493. Результат непредсказуем.

Если именно 8 и 9, и туда 3.3в, и сама 4493 питается от 3.3 (на 48-й ноге), то это абсолютно предсказуемо - не случиться ничего. Ну тоесть совсем ничего.
Это входы, которые выдерживают почти до 4в.

Теоретически, если эти ноги в режиме I2C, и попасть на 9-ю в тот самый момент, когда там ОК-выход в нуле (а это только ACK на SDA), то он сгореть просто не успевает. Да и вроятность "попасть нечаянно питанием" туда, именно в этом моемнт, практически равна нулю (а если оно "попало" до начала передачи, то не воспримется start condition, и ACK просто выдаваться не будет).

P.s. Тут скорее АТМега сгорит. Они достаточно нежные, по крайней мере были, 15-20 лет назад.

[Alexsandr]

Я его не смотрел - просто на выход ЦАПа подключены наушники, если звук есть - я его слышу, если нет - не слышу

так неисправность не найти, надо осциллографом смотреть все сигналы и анализировать, а так гадание на кофейной гущи.

[Aleksandr_M]

надо осциллографом смотреть все сигналы и анализировать

Ну посмотрел я сигналы I2S, мастерклок и его переключение, всё в порядке.
Что ещё там смотреть надо осциллографом, подскажите, посмотрю с удовольствием, тем более сейчас ноут с осциллографом уже стоит на столе в полной готовности...

Как можно убить микросхему, закоротив питание на землю?

Может, товарищ имел в виду, что при закорачивании питания пропадёт одно из питаний AK4493, а это вроде бы низзя? Так нет, там если я и закоротил питание, то как минимум через резистор в 1 КОм, от такого "закорачивания" напряжение на стабе, думаю, не просядет...
....Ну а если eziitis имел в виду что-то другое, то пусть объяснит, что именно.

[maxssau]

по какой шине общаются ДАК и микроконтроллер между собой? если i2c можно проверить наличие ACK в посылках, если нет ACK, то ДАК не стартует

[Aleksandr_M]

Про шину что-то автор нигде не пишет... Но сигналы, идущие через резисторную сборку R11 c МК на ЦАП, по схеме обозначены как SCLK, CDTI, CSN.
...Про шину у Алекса спросить бы, он по этим ЦАПам профи.
А если просто сунуть туда осциллограф и посмотреть, ничего не поймёшь?

[maxssau]

значит SPI, в этом случае не получится узнать, жив ли ДАК

[Aleksandr_M]

жив ли ДАК

Пациент скорее мёртв, чем жив...

[Alexsandr]

Пациент скорее мёртв, чем жив

каким образом установлен диагноз

[Aleksandr_M]

Не хочет петь...
...Ну а серьёзно - все(надеюсь) способы "оживить пациента" закончились неудачно, значит, скорее всего, м/с ЦАП приказала долго жить.

[Aleksandr_M]

И снова всех приветствую!
Несколько дней назад всё же решил "добить" этот ЦАП, благо, что почти все детали и ещё одна печатка имелись. В общем, пересобрал на новой печатке, с другой новой м/с ЦАП, новой АТМЕГА, из старых деталей остались, пожалуй, только стабы, микросхемы выхлопа, электролиты, ну и кое-какая мелочёвка. Сегодня, после устранения пары косяков сборки(ну куда ж без них), включил ЦАП, и... ничего не изменилось! Так же в паузах слышно громкое противное зуденье, которое пропадает, как только начинает играть музыка, при нажатии на кнопку "пауза" - снова зудит!
...Попробовал записать всё это безобразие, получилось не очень, так как записано с компьютерных наушников на лежащий рядом телефон, но в общих чертах,понять, думаю, можно. Если у кого найдётся несколько минут прослушать и поставить диагноз, буду очень благодарен!
P.S. Запись получилась очень тихая, кто захочет послушать, прибавляйте громкость, а то подумаете ещё, что пустой файл...))))

[kent]

...Так же в паузах слышно громкое противное зуденье, которое пропадает, как только начинает играть музыка, при нажатии на кнопку "пауза" - снова зудит! ...

1. Наверное полезней спросить на сайте у автора схемы ЦАП - там больше людей с опытом его сборки и есть раздел по налаживанию его конструкций.
2. Посмотите авторский FAQ в статье "Высококачественный ЦАП AH-D6 версия 2.х" и возьмите в той статье последние версии прошивок (они подходят и к вашей версии), которые в том числе режим паузы затрагивали. Ведь если зуд прослушивается на выходе при паузе и установлены реле, то значит не отрабатывает управление реле по режиму "mute" в источнике, который в виде сигнала Reset должен прийти в ЦАП на разъем I2S или источник (Аманерка?) не дает этот сигнал из-за его настройки.
3. проверьте соответствие джамперов на pin 5 и pin 9, разъем CONFIG
наконец можно проверить звук исключив влияние аналоговой части цап - включить усилок с динамиками, которые не жалко - типа активных дешевых комп колонок, подключив их вход через последовательную цепь резистор на 2Ком и конденсатор к любому плечу одного канала(сеть 36 или 37/ сеть 95 или 97 на схеме аналога) при отключенном питании аналога.

[Aleksandr_M]

1. Это на Аудиохобби? Спрашивал... Тоже ничего вразумительного не ответили...
2. Сейчас прошивка 1.5 под 1 мгц, вроде последняя, но предыдущую тоже пробовал, и под частоту МК 8 мгц тоже, никакой разницы.
3. Да вроде всё там правильно - pin 5 открыт, то есть лог.1(тактирование транспорта от ЦАП), pin 9 замкнут, то есть лог 0(автоматический режим определения входного потока), Ну и ещё один джампер стоит на 1 пине разъёма CONTROL, то есть выбрана частота 44.1 кгц. Или что-то не так?

если зуд прослушивается на выходе при паузе и установлены реле, то значит не отрабатывает управление реле по режиму "mute" в источнике, который в виде сигнала Reset должен прийти в ЦАП на разъем I2S

А вот тут можно поподробней? Вы хотите сказать, что этот зуд - это нормальное явление, просто в паузах рэлюшки должны отключать выход, или я не так понял?
Насчёт пина Мьют на разъёме I2S - так он у меня просто замкнут на массу, потому что в моём транспорте(это NanoPi-Neo, не Аманерка) просто нет такого сигнала.

можно проверить звук исключив влияние аналоговой части цап

Вот это я ещё не пробовал, потому что не считал нужным - ведь зудение только в паузах, аналоговая часть вроде как и не при чем, она ведь просто преобразует и усиливает то, что на выходах микросхемы ЦАП, или я неправ?

[Alex]

этот зуд - это нормальное явление,

Нет, не нормальное, но при первых запусках/отладке, мьютовые цепи (рели, или что там еще) лучше вобще не впаивать, особенно закорачивающие выход на землю.

[kent]

...2. Сейчас прошивка 1.5 под 1 мгц, вроде последняя, но предыдущую тоже пробовал, и под частоту МК 8 мгц тоже, никакой разницы.

пооследняя 2.1, вам же написал, в какой статье надо смотреть последние совместимые прошивки и FAQ. Правда раз mute c I2S не используете, то новая прошивка наверно не поможет.

... Вы хотите сказать, что этот зуд - это нормальное явление, просто в паузах рэлюшки должны отключать выход, или я не так понял?
Насчёт пина Мьют на разъёме I2S - так он у меня просто замкнут на массу, потому что в моём транспорте(это NanoPi-Neo, не Аманерка) просто нет такого сигнала.

я писал о зуде, не как о норме - считал, что у вас штатная авторская конфигурация и задействована опция мьют, когда на выход ничего не проходит или иначе ошибка реакции на ресет от источника. У вас функции реле бесполезны в работе, а значит ваш источник (сам или его шляпа для конвертации ) при паузе в программном плеере может слать по I2S мусор, да ещё возможно в этом режиме он игнорирует частоту внешнего клока на I2S и формат вывода - проверяйте на этом разъеме ЦАП сигналы осцил-ом (лучше лог-анализатором, хоть китайским) при паузе.
на всякий случай: а) от аманерки на этот разъем ЦАП у автора идет именно сигнал мьют источника, но далее атмегой интерпретируется как ресет для AK449x, что у вас не используется и не будет работать.
б) в статье автора в схеме для вашей версии ЦАП назначение контактов 9 и 10 у разъема I2S не совпадает (переставлены) с ответным разъёмом на схеме авторского адаптера для аманерки - не знаю, как фактически сделана разводка на вашей версии платы ЦАП для функционального назначения этих выводов или автор ошибся в обозначениях выводов на схеме в своей статье.
Придется вам разбираться самим или искать того, кто использует NanoPi-Neo с тем же как у вас софтом и методом формирования в нем сигналов выхода I2S при паузе в проигрывании.

.. аналоговая часть вроде как и не при чем, она ведь просто преобразует и усиливает то, что на выходах микросхемы ЦАП, или я неправ?

я предложил простой метод отсечь влияние аналога (возбуд его стабов, неправильный режим усиления микросхем), а проверять это или нет - ваше дело (у себя при сборке версии 2.0 так проверял работу цифровой части и сомнительной микросхемы AK без запайки м/cх аналога)

[Nikkov]

Придется вам разбираться самим или искать того, кто использует NanoPi-Neo с тем же как у вас софтом и методом формирования в нем сигналов выхода I2S при паузе в проигрывании.

Вроде уже писал ранее, имею такие ЦАП-ы (3 или 4 штуки, два из них собраны полностью в корпусах) в комплекте с Neo/Neo2, а также проверял с BBB, все работает нормально и без выделенного Mute. Когда нет проигрывания, то на выходе данных I2S идет 0 и полная тишина. Но это у меня. Лучше всего, конечно, посмотреть сигналы I2S на входе ЦАП-а, но если нечем, то можно попробовать отсоединить провод данных I2S и посадить его на ноль на входе ЦАП-а. Насчет того, что зуд в паузах - может он просто не заметен на фоне сигнала? Или есть какие-нибудь земляные петли?
Послушал файлик, мне звук напомнил мои приключения с кубиком, тогда в кабеле I2S от кубика к плате формирователя образовался контакт между линией Data и каким-то из сигналов.

[Aleksandr_M]

проверяйте на этом разъеме ЦАП сигналы осцил-ом (лучше лог-анализатором, хоть китайским) при паузе.

Да раньше уже смотрел лог.анализатором, https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post3036759 , пост 122, вроде никакого криминала... Могу ещё раз посмотреть, хоть осциллографом, хоть анализатором(у меня это один и тот же прибор), но, думаю, будет всё то же самое....

не знаю, как фактически сделана разводка на вашей версии платы ЦАП

По сигналам на принципиальных схемах сделано, что там может быть не так? Правильность проверял уже... не знаю, сколько раз. Да и пин 9 - это питание изолятора на шляпе NanoPi-Neo, оно иправно подаётся куда надо, иначе не работало бы....

Вроде уже писал ранее, имею такие ЦАП-ы (3 или 4 штуки, два из них собраны полностью в корпусах) в комплекте с Neo/Neo2, а также проверял с BBB, все работает нормально и без выделенного Mute.

Вот, значит не в мьюте дело.

Когда нет проигрывания, то на выходе данных I2S идет 0 и полная тишина

Да, так оно и есть (опять же картинки пост 122), но, тем не менее, верещщит...

Насчет того, что зуд в паузах - может он просто не заметен на фоне сигнала? Или есть какие-нибудь земляные петли?

Да нет, зуд пропадает, как только начинает проигрываться файл, даже если в файле первые несколько секунд - тишина. А вот насчёт земляных петель не уверен - вроде неоткуда им взяться, у транспорта и ЦАПа питание полностью развязано, даже трансы разные, и общей массы нет как класса.

тогда в кабеле I2S от кубика к плате формирователя образовался контакт между линией Data и каким-то из сигналов.

Спасибо, но это не мой случай - проверял/прозванивал неоднократно.