Arpeggio DAC- PCM1794, с мощным H-MOS выходом.

[Djemshut]

Представляю вниманию общественности еще один ЦАП на PCM1794. В основе разработки- концепции, предложенные Nazar_ом в Picardian Chord и Lynx_ом в Lynx P45.
Цифровая часть и система питания не претерпела никаких принципиальных изменений. Питание цифровой части переведено на другую элементную базу-смд, питание аналоговой части- умощнено для обеспечения лучшего теплового режима и возросших токовых аппетитов выхлопа. Основное отличие- в аналоговой части, а именно в буферном каскаде. Почему пришло такое решение? Опыт изготовления и прослушки нескольких экземпляров ДАКов по схемотехнике Пикардиан показал очень хорошую повторяемость и отличное звучание схемы. Однако, потенциал для улучшения, как оказалось, есть, и немалый. При опытах с прикручиванием трансформатора после каскада и/у на ths4131 было обнаружено существенное улучшение воздушности звучания и полное отсутствие пресловутой пластмассовости, зажатости звука. Оказалось, что причиной был вовсе не трансформатор- вернее не столько трансформатор, сколько уменьшенный втрое номинал резисторов i/u. Что именно влияет на звук- изменение частоты среза фильтра или же другой режим работы THS - непонятно. Но звуку именно "легчает". Причем попытка просто уменьшения номинала емкости, стоящей параллельно этому резистору давала бОльшую открытость, но при этом привносила некоторую жесткость в звук. Предполагаю, что возросшая частота среза первичного ФНЧ субъективно "облегчала" звучание каскада I/U (многие отмечали, что в ДС преобразователях уменьшение емкостей, шунтирующих токовые выходы ЦАПа сильно "облегчает" звук). Но при этом, из за возросшего уровня вч составляющих на входе второго каскада в последнем возникает перегрузка по входу, на частотах за пределами слышимого диапазона, что и приводит к жесткости звучания.
Уменьшение же номинала I/U резистора дает еще лучший эффект, причем без жестких ноток. Каскад I/U при этом работает в облегченном режиме, а следующий каскад аккуратно усиливает (в 2-4 раза)-фильтрует-буферизует выходной сигнал до необходимой кондиции. В общем, вырисовалась такая концепция: и/у с малыми номиналами резисторов, после - фильтр-усилитель- буфер с необходимым усилением, высокой перегрузочной способностью по входу и мощным буферизированным выходом в классе А. Таким условиям прекрасно, как мне кажется, удовлетворяет связка AD744 + КП 902. Как в LYNX P45. Вот такой вот гибрид.
Неизбежная плата за такую топологию - потеря нескольких теоретических дБ динамического диапазона. ИМХО- абсолютно несущественно.
-------------------------------------------------------------------------------------
Измеренные параметры для версии без подтяжки токовых выходов:
При уровне выходного сигнала -3дБ на 1кГц:
THD- 0.00053%, THD+N- 0.00055%
-20дБ на 1кГц:
THD- 0.00072%, THD+N- 0.00152%
-10дБ на 10кГц:
THD- 0.00074%, THD+N- 0.00091%
-------------------------------------------------------------------------------------

Первый, отладочный вариант платы уже запущен. Первые впечатления исключительно положительные. Впереди- сравнительная отслушка и подбор номиналов элементов в фильтрах. Конструктивные замечания, особенно по обвязке фильтра особо приветсвуются .Схема пока неполная, нарисовал только выхлоп по сути. Номиналы- прикидочные. Нарисовал полную схему с рабочими номиналами.
Новая ревизия
БП здесь

[SergioT]

Естественно, выходной т фильтр вещь весьма противоречивая- с одной стороны, увеличивая величины резисторов мы улучшаем степень фильтрации, а главное- облегчаем выходному каскаду работу на емкость фильтра . С другой стороны- относительно большие номиналы резисторов действительно, душат динамику и сильнее слышно качество этих резисторов. Плюс ухудшается "контроль" емкости кабеля со стороны ЦАПа. Приходится искать золотую середину.

первый резистор выбирать надо исходя из способности оу работать на определенную емкость в данном случае стоящую в Т фильтре, а на степень фильтрации влияет собсно только второй резистор, так что неверно рассчитав первый резик легко можно получить возбуд вот динамика и пропадет

[Djemshut]

SergioT, я полностью согласен, именно этими соображениями и продиктованы получившиеся номиналы. Вообще методика рассчета т фильтра мне видится такой: подбираем минимально возможный номинал первого резистора и максимальную емкость, сочетание которых даст гарантированную устойчивую работу ОУ(буфера) во всех режимах (как только это проверить). Номинал выходного резистора выбираем исходя из необходимой степени фильтрации.
Я выбирал чисто эмпирически- грузить буфер на 300 пф меньше чем через 100 ом- это жестоко. Второй резистор взял исходя из cut-off frequency приблизительно 2 МHz. Пробовал вариант 100 ом-100 пик- 100 ом- мне показалось что я услышал ухудшение в плане динамики в нижних регистрах по сравнению с подключением вообще без фильтра. Поставил выходной резистор 24 ом - стало чуток лучше, разница ВРОДЕ не слышна. Увеличил емкость до 300 пф- хуже не стало. Так и оставил .
И вообще, в т фильтр тоже металлофольгу и полистирол/мику надо.

[Djemshut]

Нарисовал простенькую плату бп. Кто просил-забирайте.
DIYOnly.
Резисторы перед мостиками- 10-12 ом. Диоды-SS26 или аналогичные. Емкости- 10к.

[loki_amorf]

Спасибо! Очень кстати!

[SergVKS]

Djemshut, интересно, а какой получился ток потребления по цепям питания ?

[Djemshut]

Djemshut, интересно, а какой получился ток потребления по цепям питания ?

По цифре получается 140 мА максимум (зависит от ЧД), по аналогу- постоянное потребление по 80 мА на каждый источник (см. на схеме падение напряжения на R 46/54/74/82).
По аналогу получается примерно 7 Ватт потребления от транса, по цифре- не больше 1.5 Вт.

[Alexhase]

Неточность в схеме, pcm1794 8 ножка должна быть на "земле" DGND. Интересно почему -Iout приходит на вход + ths 4131, а + Iout соответственно наоборот на - ths 4131. Это специально так сделано, чтобы 2 раза полярность сигнала не менять?

[Djemshut]

Alexhase, Да, таки упустил одну ногу. Спасибо, исправлю.
А плюсы на минусы в дифампах- сделано специально, но чисто по удобству разводки платы.

[Djemshut]

По случаю достал с полки осциллограф, решил посмотреть что там на выходе при малых уровнях сигнала. А то тут попал на одно сообщение, осциллограммы малых уровней на выходе дельтасигмы AD1853 меня немного смутили...

Решил проверить.
Всё генерилось аудишином, 24/96 , ЦФ- режим шарп.

Синус -60дБ 20 кГц

Синус -60дБ 10кГц

Треугольник -60дБ 10кГц
Режим измерения-
Вход- 1:1, 0.01V/дел
--------------------------------
Размытость линии- наводки от компьютера на выход и щуп. Ну и собственные шумы цапа, естественно.

Режим "Пауза" , дектоп, SPDIF OUT Audigy 2 ZS Platinum Pro
Вход- 1:1, 0.005V/дел



Режим "стоп" , ноутбук через USB-SPDIF приблуду 16/48. Включено / выключено сетевое питание ДАКа.
Вход- 1:1, 0.005V/дел

P.S. К вопросу о плавании вершин снусоиды, поднималось в начале темы. Это не работа ЦФ и вообще, это не ДАК. Это Аудишн так генерит синус. Я развернул исходный файл- там тоже плавают вершины...

[Nikolay_Po]

Хороший ЦАП!
Потому и интересовался спектром выходного сигнала, чтобы понять, сильна ли "мохнатость" от дельта-сигмы. Мохнатости нет.

[Djemshut]

Мохнатости нет

Ну вообще есть там мохнатость. Но мааааленькая такая .

[Mic Dragon]

Мохнатости не будет у любого ДС, если смотреть после фильтра, но будет если смотреть до (если есть возможность). У моего первого экспериментального ЦАПа на AD1955 сигнал после I/U (особенно в вариаете с AD812, без конденсаторов в ОС) выглядел еще хуже чем на фото по ссылке, четкая болтанка между несколькими уровнями и на ее фоне едва проглядывает что-то похожее на сигнал (то один уровень на осциллографе ярче, то другой). После фильтра - чистый синус каким ему и положено быть. Схема I/U от Назара является и фильтром сразу же, сам такую использовал весьма успешно, правда с AD1853, но это в-общем сейчас неважно - после нее сигнал чистый, никакого мусора. Чем мне эта схема особенно нравится - тем что сильно облегчает жизнь операционнику, отводя всю ВЧ помеху в землю еще до него.

[Djemshut]

Чем мне эта схема особенно нравится - тем что сильно облегчает жизнь операционнику, отводя всю ВЧ помеху в землю еще до него.

И операционнику это нравится, а вдобавок, если мы его не душим 100%-й ООС, он вообще счастлив и в общем то недурственно поет.
Я чего, собственно, решил посмотреть что там на выходе- фильтр то в выходном каскаде простенький, это хорошо для звука, но фильтрация может быть недостаточно эффективная. Однако, как видим, в комплексе с предварительной фильтрацией в каскаде и/у- все нормально получается. Тут надо серединку найти- если перефильтруем в И/У- будет тухло, толку что операционнику легче. Недофильтруем- получим банальный, жестко- транзисторный звук. Я думаю, что здесь даже можно играть с жанровыми предпочтениями, имея определенные наработки.

[viktor8m]

А что если после ЦАП-а оставить фазолинейную (а значит с пологим затуханием) общую фильтрацию, а недостаток фильтрации компенсировать параллельными (т.е. сигнал-земля) фильтрами-пробками на ОУ (у них малое влияние на фазу за пределами резонансной частоты в отличие от обычных фильтров, у которых влияние есть и в полосе пропускания), настроенными на частоты помех с максимальными амплитудами (если конечно их не много)? Или спектр помех от ЦАП-а имеет равномерную амплитуду до сотен килогерц (т.е. до частот, где фильтр ещё не достаточно подавляет)?

[Djemshut]

viktor8m, Подозреваю, что с пробками не получится, спектр глитча коррелирует с ЧД. Да и громоздко это. Я предпочитаю короткий тракт, чем меньше элементов- тем лучше. По мне, смысл фильтрации сразу после цапа, непосредственно в и/у- обеспечить приемлемую обстановку по вч для работы выходного операционника. Это то , что касается сабжа. Или другой путь- применять схемотехнику/элементную базу, малочувствительную к вч помехам. Я пробовал дифференциальный трансформатор Lundahl сразу после дифампа в этом ДАКе. Великолепно играет. Но вещь жанровая, да и для повторения не сильно дружественная, при стоимости этих трансиков. Плюс нужно морочиться в плане защиты трансформатора от возможной постоянки- такой вариант возможен, у меня в процессе ковыряния в плате несколько раз "подвисала" 1794 с диким нагревом и некотролируемой постоянкой на токовых выходах.

[viktor8m]

viktor8m, Подозреваю, что с пробками не получится, спектр глитча коррелирует с ЧД. Да и громоздко это.

А может хотя бы на 44.1 кГц стОит поставить пробку (при частотах дискретизации 96\192 кГц и простой фильтр успевает фильтровать)? А при работе с частотой дискретизации 96\192 кГц этот фильтр-пробку можно отключать.

[Mic Dragon]

Пробка не поможет - во-первых, сам ДС модулятор работает у 1794 при 44-48 кГц примерно на 2.8-3.1 мГц, и на удвоенной или учетверенной частоте дискретизации это значение не изменяется, меняется лишь режим цифрового фильтра. При этом спектр шумов и помех на выходе микросхемы простирается от десятков килогерц, где их уровень еще сравнительно невелик и кстати приведен в даташите (неизбежное зло всех ДС) и как минимум до сотен мегагерц (высшие гармоники рабочей частоты), и лучшим решением для подавления такого шума остается ФНЧ безо всяких узкополосных фильтров. Опять же ВЧ составляющие вредны лишь для каскада I/U, где для борьбы с ними и ставят или фильтры по схеме Назара, или операционники допускающие существенный уровень этих помех без ухудшения параметров, или низкоомные резисторы с безосными усилителями, или же трансформаторы, фактически являющиеся пассивными ФНЧ. До дальнейших цепей эта помеха уже не доходит, даже в стандартной схеме "широкополосный I/U плюс постфильтр" первый конденсатор постфильтра давит ее весьма успешно.

[cka3o4nuk]

вариант законченной цапы с трансформаторами талема

[SergioT]

вариант законченной цапы с трансформаторами талема

Провода питания свить надо

[Djemshut]

Да, не помешало бы. И погуще. Я , кстати, приноровился шуруповертом скручивать витуху. Главное -не фиксировать свободные концы жгута- в процессе закрутки нужно давать еще не свитым, свободным концам провода вращаться- тогда скрутка будет надежной и стабильной, без тенденции к раскручиванию.