Мой опыт создания идеальной послецаповой схемы

[misha88]

Эту тему, как и предыдущую (про УМ), посвящаю своему отцу, и она отражает мой личный опыт создания "идеальной" звуковой системы. В своих темах про усилители я рассказывал про свои усилители, которые реализованы по многополосной структуре (свой УМ для каждого динамика), а физически реализованы как моноблоки и расположены недалеко от колонок. Соответственно ЦАП расположен сравнительно далеко от усилителей, поэтому есть проблема качественной подачи сигнала с ЦАП на усилители. Ниже я привожу схематически моё решение данной проблемы. На рисунке слева это выход токового ЦАП с вытекающим током (показан один канал), где каждый ОУ поддерживает напряжение на выходе ЦАП близко к нулевому, но при этом к сигналу отношения не имеет и весь выходной ток проходит только через мосфеты, что обеспечивает идеальную (абсолютно без искажений) передачу тока от ЦАП в усилитель. Справа показана схема, находящаяся в каждом моноблоке, входные полевики обеспечивают низкое входное сопротивление и без потерь передают ток на резисторы.

Что даёт такая схема? Во-первых, полностью решена проблема межблокового соединения. Не требуются дорогущие провода и разъёмы, поскольку их качество не важно при подаче тока, в отличие от стандартной передачи напряжения. Во-вторых, получаются рекордно высокая точность и рекордно низкие искажения, поскольку только один ОУ (вычитатель Х5) участвует в получении нужного сигнала. Понятно, резисторы должны быть высокоточные, я использовал фольговые 0.01% точности, но можно взять и на 0.1% и отсортировать. Мосфеты на выходе ЦАП использовал 5LP01C (как и в своих усилителях) из-за их малой ёмкости переходов. Полевики на правой части любые с большой крутизной (для получения малого входного сопротивления) и малыми ёмкостями, я использовал CPH3910. Конденсаторы фольговые FKP-2 на 2.5% и отсортированы по пАрам. Выходной ОУ советую OPA828.

[пэмстн]

Какой у Вас ЦАП ?

[Semigor]

Интересное решение!
Не очень хорошо, что ВЧ составляющие фильтруются поздновато. И частота среза ФНЧ не высоковато выбрана?

[misha88]

Какой у Вас ЦАП ?

PCM1794A с некоторыми улучшениями (напряжение модуляторов 6 В, на выводах Vcom электролиты с малой утечкой Nichicon KL, малошумящие стабилизаторы и т.д.)

И частота среза ФНЧ не высоковато выбрана?

Специально, чтобы не было проблем с точным вычитанием из-за старения деталей, температуры и т.д. Дальше по схеме идёт регулятор громкости со ступенчатой параллельной ООС, там сильнее фильтруется. ОУ вычитателя использован достаточно быстродействующий.

[4321]

передача сигнала током по проводам...
Krell СAST 92-96 года.

---------- Сообщение добавлено 23:59 ---------- Предыдущее сообщение было 23:57 ----------

К сож,провода тоже пришлось ставить качественные,
А вот с разъёмами пришлось ставить только качественные Lemo

[VladimirV]

Соответственно ЦАП расположен сравнительно далеко от усилителей, поэтому есть проблема качественной подачи сигнала с ЦАП на усилители.

Я решал эту же задачу по другому. У меня тоже многополосные усилители сделаны в подставках под АС. Соответственно - от ЦАПа длинные кабели к АС.
Только решение я сделал другое. Во первых, современные высококачественные ЦАП всегда имеют дифференциальные выходы с микросхемы. Я просто-напросто перенес суммирование балансного выхода из корпуса ЦАП в корпуса усилителей - рядом с кроссовером, разделяющим сигнал на полосы. Во вторых, выход ЦАПа сделал высокоуровневым - 10Vrms. И проблема была решена более чем полностью. И по наводкам и по шумам. Простым микрофонным кабелем с экранированной витой парой.
Чем такой способ лучше? Тем, что формирование дифференциального выхода идет на микросхеме ЦАПа с очень высокой точностью. Для симметрии в преобразователях I\U использованы прецизионные С2-29 с допуском 0,01% с дополнительной селекцией по разбросу из кучки. Они же используются во входном сумматоре, преобразующим балансный сигнал в обычный. Сам сумматор выполнен на плате активного кроссовера. ЦАП я использовал ES9038PRO.

[misha88]

передача сигнала током по проводам...

Дело не в самой идее передача сигнала током (это известно давно, особенно в различных датчиках), а как реализовать просто при высокой точности (смотрите цены того же Krell KAST).

К сож,провода тоже пришлось ставить качественные

В данном случае важна лишь одинаковость по ёмкостям, так что подойдут любые качественные симметрично скрученные кабели (напр., компьютерных сетей или для датчиков), какие-то специальные звуковые свойства не требуются.

Они же используются во входном сумматоре, преобразующим балансный сигнал в обычный

Я использовал Vishay SMNZ, четыре фольговых резистора 5к, лучше уже некуда (спасибо Ибею, нашёл по 10$, а в обычных магазинах продают по 38$ и выше).

[Alex]

У меня тоже многополосные усилители сделаны в подставках под АС. Соответственно - от ЦАПа длинные кабели к АС.
Только решение я сделал другое. Во первых, современные высококачественные ЦАП всегда имеют дифференциальные выходы с микросхемы. Я просто-напросто перенес суммирование балансного выхода из корпуса ЦАП в корпуса усилителей -

Было у меня похожее решение, но потом я решил задачу еще более кардинально - перенес ЦАПы в усилители, стоящие у АС.
Делалось не для себя, в 2-х экземплярах для двуз заказчиков. Работает отлично.

[4321]

Меридиан 6000
было уже.

Синхронизацию
как решал ?

---------- Сообщение добавлено 00:27 ---------- Предыдущее сообщение было 00:23 ----------

смотрите цены того же Krell KAST

Там схема совсем не сложная,на уровне местных поделок.

Я использовал Vishay SMNZ, четыре фольговых резистора 5к, лучше уже некуда (спасибо Ибею, нашёл по 10$, а в обычных магазинах продают по 38$ и выше).

Почему не применить специально созданные для этого МС (SSM или H
THAT) ?

[Alex]

Синхронизацию
как решал ?

Все цапы работали через эзернетовские кабели от одного отдельного USB-транспорта и контроллера.

[4321]

Я это к тому спросил,что в студиях применяют отдельные внешние часы.

[Alex]

Тут было примерно тоже самое.

[misha88]

Почему не применить специально созданные для этого МС (SSM или H
THAT) ?

Это средний уровень, а я хотел по максимуму (сравните искажения этих с OPA828, да и фольговая сборка на голову выше интегральных резисторов).

[Оллема]

Я это к тому спросил,что в студиях применяют отдельные внешние часы.

Интересно, а какой тогда там джиттер этого клока, поступающего в ЦАП? Один клок передается всем для синхронизации, или я неправильно понимаю?

[Ромыч]

А тот же псевдобаланс прям сильно хуже всех этих суммирований в усилителе или наличия ЦАП сразу в усилителе?

Во первых, современные высококачественные ЦАП всегда имеют дифференциальные выходы с микросхемы.

Фанаты параллельников с вами не согласятся.

[mellowman]

Без подключения цапа на входах IN ~-15В?

[VladimirV]

А тот же псевдобаланс прям сильно хуже всех этих суммирований в усилителе или наличия ЦАП сразу в усилителе?

Разнесенные ЦАП создают проблему синхронизации. Алекс вон её решал специальными методами.
Псевдобаланс хуже чем баланс реальный.

---------- Сообщение добавлено 11:53 ---------- Предыдущее сообщение было 11:50 ----------

Фанаты параллельников с вами не согласятся.

С фанатами не спорят: у них логика не в авторитете.
А балансные выхода у крутых ЦАПов не от хорошей жизни: просто по другому не получить рекордно низкие значения THD+шум.

[Ромыч]

Псевдобаланс хуже чем баланс реальный.

Если рассматривать конкретно проблемы помех/мусора между землями ЦАПа и усилителя, то пока не вижу, чем бы он был хуже.

[Alex]

Псевдобаланс хуже чем баланс реальный.

Нет конечно, ничем он не хуже, кроме вдвое меньшего размаха сигнала, но тут-же еще и передача токовой петлей делается.

---------- Сообщение добавлено 12:01 ---------- Предыдущее сообщение было 11:57 ----------

Почему не применить специально созданные для этого МС (SSM или H
THAT) ?

Дифусилители? Тогда уж лучше INA1650 или 1651, только тут-же не просто дифусилитель а дифф-ФНЧ.

[dortonyan]

Offтопик:

Псевдобаланс хуже чем баланс реальный.

Только по SNR, на 3дБ. Во всем остальном наоборот - лучше.

Не очень хорошо, что ВЧ составляющие фильтруются поздновато.

Поддерживаю.
Диф. выход в ДС ЦАП сделан для того, чтобы отвязаться по земле (и не только) от помех самого ЦАПа. И если учесть, что на выходе ЦАП относительно широкополосный спектр помех, суммировать нужно как можно раньше: чем ближе сумматор к ЦАП, тем меньше набегает синфазная помеха на импедансе земли. И чем выше частота, тем выше импеданс земли. Поэтому, даже если очень хочется суммировать где-то дальше, то ФНЧ все равно обязан быть рядом с выходом ЦАП.

Что даёт такая схема? Во-первых, полностью решена проблема межблокового соединения. Не требуются дорогущие провода и разъёмы, поскольку их качество не важно при подаче тока, в отличие от стандартной передачи напряжения.

На счет разъемов согласен, а вот дешевыми проводами здесь по моему не отделаться. Токовые сигналы не чувствительны к линейности контактов, но зато очень чувствительны к помехам, наводимым на кабель из вне. Степень ослабления ВЧ помех будет определяться исключительно симметрией кабеля и CMRR сумматора.
Сигналы напряжения более критичны к контактам, зато не чувствительны к конструкции кабеля и помехам, наводимым на кабель. Т.к. эти помехи (помимо вычитания) будут шунтироваться низким выходным импедансом источника.

Во-вторых, получаются рекордно высокая точность и рекордно низкие искажения, поскольку только один ОУ (вычитатель Х5) участвует в получении нужного сигнала.

На счет "рекордной" точности и искажений тоже не соглашусь. Точность вычитания в любой схеме суммирования будет определяться точностью компонентов в диф. плечах и CMRR усилителя-сумматора. А искажения, например, в псевдо-диф. схеме суммирования будут даже ниже, за счет отсутствия синфазного входного напряжения.