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.

[Alex]

Увы, есть тонкости, вроде бы очевидные для авторов конструкций

Ну, я не автор этой конструкции, и даже особенно с ней не разбирался. Поэтому "нюансы" мне тем более неведомы.
А вот что ведомо - что всего описывемого быть не должно.

[kent]

Увы, есть тонкости, вроде бы очевидные ... из разряда "никогда не подумал бы"...)

Если захотите поэкспериментировать, то скомпилировал с Гитхаба прошивку в Квартусе 9.1 - мне работоспособность проверить пока не на чем.

Github div_cubie_V.zip

[Aleksandr_M]

Спасибо, обязательно попробую, программатор ещё на столе лежит...

[Serge_L]

А частота меандра-то там какая?

[Aleksandr_M]

На разных линиях I2S разная. Примерно 11,28 мгц, 1,39 мгц, и 233 - 234 кгц, и постоянно меняется в небольших пределах... Вот частота клока стоит почти на месте, 22,579 мгц.

[Serge_L]

Aleksandr_M, ну и какая это наводка???

[Alex]

ну и какая это наводка???

А яуже упоминал "о влиянии пальца на поиск проблем в электронных схемах"?

[Serge_L]

Alex, ты же в курсе, что у меня хорошая оценка по этой дисциплине!)))

[Aleksandr_M]

Aleksandr_M, ну и какая это наводка???

Ай, виноват, точно туплю.... Забыл, что я снова перевёл НЕо в режим "slave"...
Это я чисто по инерции "измерил" частоты шины I2S, а чтобы измерить частоту наводки, надо снова переводить Нео в режим "master", вроде где-то выкладывал скриншот экрана в этом режиме, сейчас поищу.
...Поискал - пост 222, выкладывал картинку, когда Нео в режиме "master", там на шине, кроме помехи, вроде бы ничего не должно быть...
Там частота помехи - 311,7 кгц.

[Alex]

ты же в курсе, что у меня хорошая оценка по этой дисциплине!)))

У тебя - даже не сомневаюсь

Но вот другие - не все поняли.

[Aleksandr_M]

Выяснилось, что отдвигание трансформатора - это только полдела... Если наоборот - отодвигать не транс от Нео, а Нео от транса - почти ничего не меняется, наверное, потому, что радиатор Нео при этом не имеет контакта с корпусом. Нет, постоянное гудение пропадает на расстоянии уже сантиметров 5 от транса, но остаётся почти такое же противное зудение, которое может пропасть, может появиться, похоже на возбуд какой-то...
Попробовал по рецепту Алекса - пальцем!

А я уже упоминал "о влиянии пальца на поиск проблем в электронных схемах"?

...Выяснилось, что при касании пальцем массы Нео зудение исчезает. Также исчезает при соединении этой массы с корпусом(с корпусом больше нигде ничего не соединено) куском провода, так же частично исчезает при подключении массы Нео к её же радиатору(который так же ни с чем не имеет контакта), и даже при соединении этого радиатора с корпусом!
....В общем, я в растерянности - как должны быть соединёны все массы, корпус, радиатор, в смысле, как положено это сделать, чтобы было правильно?

[Alex]

Выяснилось, что при касании пальцем массы Нео зудение исчезает

А я вовсе не про такое говорил. К пальцу еще осциллограф нужен...

[Aleksandr_M]

А наушники вместо осциллографа - никак не годятся? Тоже ведь устройство контроля...

[Alex]

В данном случае - нет.
Палецем не зудение смотрят, а 3-е состояние на шинах и т.п.

[Aleksandr_M]

Палецем не зудение смотрят, а 3-е состояние на шинах и т.п.

Ну что ж, теперь для пальца есть ещё одно применение...)

[Pag232]

Привет, коллеги!
А у кого-нибудь работает DSD512 с транспортом аманеро и цапом на AK4493?
Перепробовал кучу настроек и прошивок аманеро и настроек регистров AK4493 - все равно хрипит и нормально звука нету
Может кто подскажет корректные настройки регистров AK4493?

UPD:
Отвечу сам. Все дело было в прошивке аманеро. Все прошивки до uac2 давали шипение в одном канале (либо постоянное, либо похожее на вздох). Прошивки UAC2 давали сильнейшие искажения.
Только сочетание CPLD 1080 и 1096c3w дало нормальное воспроизведение DSD512 на винде. На остальных операционках не проверял