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

[Djemshut]

2sk669 c током 10...15 мА,

при питании по 15 В в плече рассеиваемая мощность будет превышать предельно допустимую для этого транзистора.
Чей та народ пугливый пошел какой то...
piter200,
Не вижу на принципиальной схеме слова "индикация"- партлист это не руководство по сборке. Схема и монтажка.
Второй конденсатор с номером 28 - с дефисом, на плате два посадочных места под эту емкость. Как раз под ситуацию когда нужных емкостей нет- можно поставить пару меньшего номинала. Будьте немного внимательнее . Насчет 100 мкф - в питание можно ставить. Некоторое сомнение вызывает лишь пара позиций- С21 и С22.

[jett]

при питании по 15 В в плече рассеиваемая мощность будет превышать предельно допустимую для этого транзистора.

Уточним: 10...13 мА. У меня нормально работал при 15мА/13...14 В. Есть и другие варианты.

[Wired]

Отпугиваешь, понимаешь, народ радиаторами, мощным БП, а всё зазря...

как по мне уж лучше радиаторьі ...

Уточним: 10...13 мА. У меня нормально работал при 15мА/13...14 В.

чем на пределе транзистор насиловать

[Djemshut]

Offтопик:
Wired, в этой жизни надо всё попробовать

я вот всерьез задумываюсь RD16HHF1 помучать. Вот только емкость какая у него- найти данных не могу.

[piter200]

[QUOTE= Второй конденсатор с номером 28 - с дефисом, на плате два посадочных места под эту емкость. Как раз под ситуацию когда нужных емкостей нет- можно поставить пару меньшего номинала. Будьте немного внимательнее
Вот кусок печати, подписал С28. Не вижу второго посадочного места...
но в общем разобрался...

[Wired]

Offтопик:
Wired, в этой жизни надо всё попробовать

я вот всерьез задумываюсь RD16HHF1 помучать. Вот только емкость какая у него- найти данных не могу.

надо измерить

[Djemshut]

Вот кусок печати, подписал С28. Не вижу второго посадочного места...
но в общем разобрался...

Пара посадочных под С30. Сорри, таки надо быть внимательнее . Я не учел что Ваша плата - предыдущей ревизии.

[jett]

чем на пределе транзистор насиловать

как по мне уж лучше радиаторьі

10 мА* 15 В = 150 мВт. Допустимая 200 мВт. В чём проблема? Ну а ставить на Таврию колёса от Мерса или нет - каждый решает для себя сам.

[jett]

я вот всерьез задумываюсь RD16HHF1 помучать. Вот только емкость какая у него- найти данных не могу.

Данные не секретны, есть в даташите: входная 47пФ, проходная - около 2 пФ. Только мощный он, на амперах работать предназначен.

[Djemshut]

есть в даташите: входная 47пФ,

Ciss? многовато будет.

[SergioT]

Ciss? многовато будет.

Детально разбирались с этим стабом, в т.ч. с тестированием в натуре с десяток вариантов.
Оригинальная схема не понравилась так как имела небольшой запас устойчивости - в итоге в схеме появился третий транзистор

[Djemshut]

Детально разбирались с этим стабом

Имелся ввиду транзистор? Да. напрямую с такой емкостью к 744-й его цеплять нельзя. Есть у мицу менее мощные RF полевики, с меньшей емкостью- в смд исполнении. пробовать надо, но время...

[jett]

Не нравится 2sk669 - можно использовать 2sk170v отобранные по нужному начальному току стока (10...20 мА), включая его на отрицательном участке входной ВАХ. 30пФ/6пФ//400мВт.

[Djemshut]

jett,30 это очень много. Надо не больше 10 пик. Лучше 5 .

[jett]

Не факт, что очень много. Стоит попробовать. У КП902, если память не изменяет, 11 пФ, а у 2SK669 - 15пФ, но работает он заметно более устойчиво в данном включении. Это я проверял, слушал. Вообще-то, этот драйвер вых. каскада в АД744 имеет ток покоя 2 мА, поэтому может быть там и биполяр будет работать. Но не проверял.
Но ОСНОВНОЙ посыл, собственно, был не в замене транзистора, а в снижении тока покоя.

[Electrovoicer]

Сегодня поэкспериментировали с Denisius всласть с ЦАПом на 1794 и i/u на ths4131, с практически теми же номиналами резисторов,конденсаторов.
Прежде всего хочется отметить, что спектр выходного тока PCM1794 практически не содержит компонент с частотами более 30-40МГц. Обратив внимание на безграмотную и очень тяжелую коррекцию секции i/u, предложенную nazar-ом, и вошедшую в большое количество конструкций, в том числе и в Arpeggio, я решил облегчить жизнь работе петли ООС ths4131 и уменьшить перегрузку дифференциальным напряжением, приложенным ко входу и вызванным слишком большим запаздыванием в цепи ООС и попытаться таким образом увеличить линейность преобразования. Изучил спектр гармоник, увидел классический незатухающий частокол нечетных гармоник с доминирующими второй-пятой гармониками. Субъективно такой характер гармонических искажений воспринимается в виде "пластмассовой" окраски звучания и некоторой зажатости.
Поразмышлял и произвел следующие операции:
1. убрал резисторы 47 ом
2. уменьшил номинал конденсаторов на токовых выходах в 10 раз
3. конденсаторы в цепи ООС установил 100пф
После проведенных операций убедился, что импульсные составляющие выходного тока не приводят к перегрузке входа ОУ. дифференциальное напряжение, приложенное ко входу ОУ, не превышает 10-15мВ на фронтах/спадах.
Скорость фронтов/спадов импульсных составляющих выходного напряжения i/u не превысила 50нс при отсутствии колебательных переходных процессов.
Опять изучил спектр гармоник. Интегрально выиграно 3-4дб на доминирующих второй-пятой гармонике. Гармоники более высоких порядков уменьшились на 6-15дб, сделав спектр чище. Интермодуляционные составляющие снизились на 4-5дб.
Еще поразмышляв, перевел выходные каскады ths4131 в режим А, добавив пару внешних источников тока 28мА (на jfet PMBFJ113, оказавшихся под рукой). Такой долговременный режим работы для данного ОУ не позволителен при отсутствии дополнительного охлаждения. Изучил спектры, и с большим удивлением констатировал, что доминирующие вторая-пятая гармоники остались на месте, лишь немного проявился спадающий характер их амплитуд и амплитуды высших гармоник еще незначительно упали. Таким образом, интегрально выиграли еще 2дб при сохранении характера спектра гармоник.
Итоги. Значение КНИ снизилось приблизительно с 0.003% до 0.0015% после первых изменений и до 0.0008% после перевода ВК в режим без отсечки тока. При этом устойчиво сохранился характер спектра гармоник, не смотря на существенное изменение режима работы i/u. Отсюда напрашивается вывод: либо подобные неприятные по спектру искажения связаны с работой собственно модулятора ЦАП, либо рождаются во входном каскаде ОУ ths4131. Мой опыт работы с ОУ OPA1632, являющимся близнецом THS4131 и отличающимся другим набором параметров отбора на производстве (вовсе не отбраковка, как почему-то принято считать!) показывает, что работа данного ОУ в различных режимах, в том числе, отличных от работы в качестве i/u, не сопровождается возникновением столь характерного спектра гармоник с доминирующими второй-пятой и длинным хвостом нечетных. Более того, заинтересовавшись три года назад особенностями работы кристалла PCM1793 из того же семейства (с выходом по напряжению), констатирую наличие того же характерного спектра гармоник. Таким образом, прихожу к выводу, что данный характер искажений присущ именно семейству PCM179x.
Вид искажений, и спровоцированный ими характер звучания не может быть в заметной степени скорректирован каскадом выходного сумматора, каким бы образом его не реализовать.

[Djemshut]

Еще поразмышляв, перевел выходные каскады ths4131 в режим А, добавив пару внешних источников тока 28мА

Это действительно ничего не дает практически- они там и так без отсечки работают.
"Облегчение" коррекции дает довольно ощутимое на слух "облегчение" звука- на данный момент номиналы емкостей коррекции значительно изменены- не в десять раз, конечно но довольно значительно, относительно указанных на приципиальной схеме в стартопике. С оригинальной же схемой фильтра из первого Пикардиана звук получается слишком "зажатый" (насчет пластмассовости- непонятен термин, совершенно. За что бороться нужно- за деревянность или алюминиевость?) - это очевидно и без измерений спектров. У меня есть плата еще самой первой ревизии Пикардиан, есть плата с самой первой версия номиналов Арпеджио- я их перидоически включаю послушать- в качестве отправной точки, так сказать. Так легче ориентироваться при настройке.
Дело действительно, в модуляторе. Но Вы не ту гирю пилите.

За основу взята разумеется схема Назара, только стабы "классика" .

выделено мной.
И даже в "классике" допущен конкретный косяк- резисторы в линиях питания по 4.7 ом , и емкости после них всего лишь 47 мкФ...
С питанием надо поработать. Пластмассовость как рукой снимет . Далеко не надо ходить- соседняя ветка , Д47.

[tomtit]

Electrovoicer, у Назара все не так уж плохо, там не коррекция сделана, а ФНЧ с токовым входом. Такая реализация имеет как достоинства, так и недостатки.
Такой подход использовала SONY в своих самых крутых дельтасигма CD-плеерах серии CDP-XA(2A,555 и т.д).
ФНЧ увеличивает входной импеданс I-V, повышая искажения ДАК, но убирает ВЧ со входа ОУ. Что лучше, трудно сказать, нужен компромисс, зависящий от полосы ОС I-U,
и типа выходов ДАК. Например, у SONY стоял специальный чип CXA8042, c чисто токовым выходом и с постоянным смещением в -9мА.
Для хорошего токового выхода "всплески" на индуктивном импедансе фильтра возможно не так уж и страшны.
Может оказаться, что лучше полностью закоротить выходы ДАК на "виртуальные земли", а диффусилитель все-таки поставить вторым каскадом. Можно ли проверить ?

P.S. И еще вопрос: есть ли ВЧ синфазая составляюшая на выходе ДАК ? На таких частотах (20-30MHz) с ней не справится даже быстрый диффусилитель.

[Electrovoicer]

ФНЧ увеличивает входной импеданс I-V, повышая искажения ДАК, но убирает ВЧ со входа ОУ.

так вот, я как раз и заявляю, что "облегчив" существенно фильтр, не увидел на входе таких ВЧ, с которыми бы данный ОУ не справился. а линейность повысилась.

---------- Добавлено в 11:19 ---------- Предыдущее сообщение в 11:18 ----------

есть ли ВЧ синфазая составляюшая

те же несколько милливольт

---------- Добавлено в 11:20 ---------- Предыдущее сообщение в 11:19 ----------

косяк- резисторы в линиях питания по 4.7 ом , и емкости после них всего лишь 47 мкФ...

нет, в той плате, которую вчера мучили, стабилизатор выполнен на дискретах и обладает довольно неплохими характеристиками. суммарная емкость в районе 350мкф

---------- Добавлено в 11:24 ---------- Предыдущее сообщение в 11:20 ----------

С питанием надо поработать. Пластмассовость как рукой снимет

это не так. я вчера наловился блох, но слон так и не ушел. работай там с питанием сколько хочешь - характер звуковоспроизведения останется прежним.

кстати, не об этом ли говорил Lynx, когда ругал это семейство ЦАПов? Интересно узнать у Дмитрия, не наблюдал ли он этих характерных второй-пятой гармоники, когда пробовал PCM179x ?

[tomtit]

Electrovoicer,
Можете сказать определеннее что такое "легкая" и "тяжелая" нагрузка/коррекция. И в том и другом случае выходной ток I-V равен
выходному току ДАКа. Усилитель и так уже имеет встроенную коррекцию для единичного усиления, как можно сделать хуже?. Где зарыта собака?
При низком импедансе в цепи ОС уменьшается вых. напряжение ОУ на ВЧ и увеличивается глубина ОС, что может иметь и положительный эффект.
По-моему мнению цепь ОС нельзя считать нагрузкой, поскольку ее ток всегда ограничен током входного сигнала.
З.Ы. Прошу ни в коем случае не воспринимать, как наезд. Мне важна только истина.

С уважением.