Горячее
Лучшее
Свежее
Подписки
Сообщества
Блоги
Эксперты
Войти
Забыли пароль?
или продолжите с
Создать аккаунт
Я хочу получать рассылки с лучшими постами за неделю
или
Восстановление пароля
Восстановление пароля
Получить код в Telegram
Войти с Яндекс ID Войти через VK ID
Создавая аккаунт, я соглашаюсь с правилами Пикабу и даю согласие на обработку персональных данных.
ПромокодыРаботаКурсыРекламаИгрыПополнение Steam
Пикабу Игры +1000 бесплатных онлайн игр Игра рыбалка представляет собой полноценный симулятор рыбалки и дает возможность порыбачить в реально существующих местах из жизни и поймать рыбу, которая там обитает.

Рыбный дождь

Спорт, Симуляторы, Рыбалка

Играть

Топ прошлой недели

  • AlexKud AlexKud 38 постов
  • Animalrescueed Animalrescueed 36 постов
  • Oskanov Oskanov 7 постов
Посмотреть весь топ

Лучшие посты недели

Рассылка Пикабу: отправляем самые рейтинговые материалы за 7 дней 🔥

Нажимая кнопку «Подписаться на рассылку», я соглашаюсь с Правилами Пикабу и даю согласие на обработку персональных данных.

Спасибо, что подписались!
Пожалуйста, проверьте почту 😊

Помощь Кодекс Пикабу Команда Пикабу Моб. приложение
Правила соцсети О рекомендациях О компании
Промокоды Биг Гик Промокоды Lamoda Промокоды МВидео Промокоды Яндекс Директ Промокоды Отелло Промокоды Aroma Butik Промокоды Яндекс Путешествия Постила Футбол сегодня
0 просмотренных постов скрыто
d3mr0n
d3mr0n
6 лет назад
Сообщество Ремонтёров - Помощь

Помощь в поиске ЦАП⁠⁠

Всем привет! Прошу помощи в подборе подходящего ЦАП по заданным условиям. Сам никак не могу найти нужный...

Сами требуемые параметры:

— Исполнение - интегральное

— Кол-во выходных аналоговых каналов - 7

— Максимальный выходной сигнал - 2.3 В

— Дискретность по выходу - 0.01 В

— Тип выходного распределителя - цифровой

Схемотехника Электроника Dac Цап Текст
14
ViktorDrogoz
ViktorDrogoz
6 лет назад

ОБЗОР HIFI-плеера SHANLING M1⁠⁠

[моё] Hifi Shanling Mp3 FLAC Dac Цап Плеер Видео Аудиофилия
9
155
ErlangAudio
ErlangAudio
6 лет назад
Серия Мои проекты

Аудио ЦАП AK4495seq своими руками.⁠⁠

Сегодня я продолжу рассказывать о своем хобби - сборке различных аудио устройств.


Технические характеристики:


Диапазон воспроизводимых частот 20Гц - 20кГц. - зависит от частоты дискретизации воспроизводимого файла.

Уровень собственных шумов -110дБ

Динамический диапазон 110 дБ

Коэффициент гармонических искажений 0.0004%

Взаимное проникновение каналов -105дБ

Интермодуляционные искажения 0,0017%


По сложившейся здесь традиции, сразу публикую фото готового устройства, а уже потом процесс его создания:

Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё

Сегодня я наконец готов рассказать о том, как я собираю цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП). Тот, о котором дальше пойдет речь уже третий по счету. Первый - был для меня настоящим вызовом. Я даже сам не представлял как я справлюсь с такой задачей. Теперь же спустя несколько лет, я уже не вижу в этом особых сложностей. Поэтому, если кто-то еще так же как и я вдохновляется хорошей музыкой и кому хочется самому собрать для себя цап наивысшего качества по вполне бюджетной цене - присаживайтесь по-удобнее.


Первый в своей жизни ЦАП на микросхеме AK4495seq я собрал для своего друга, т.к. он не мог найти достойного качества по разумной цене. С тех пор все цапы я собираю на этой микросхеме. Мы вместе выбирали и сравнивали разные готовые модели цапов в интернет-магазинах и в итоге поняли, что требуемое качество совершенно не подходит по цене. В итоге было решено попробовать собрать цап самостоятельно. В итоге цапом остались довольны.


Первый вопрос, который меня волновал, это то, что понадобится какой-то драйвер для usb под windows. Написать его самостоятельно я точно не смогу. Изучив тему, я понял, что и не придется. Cегодня на рынке топовых решений существует два варианты - это относительно дешевые usb интерфейсы на микросхеме XMOS U8 и прямой его конкурент с чуть лучшими характеристиками Amanero. Для этих плат уже есть драйверы, написанные разработчиками. Для Mac OS и Linux драйверы и вовсе не нужны. Платы конвертируют сигнал от шины usb в шину I2S, по которой принимают данные все современные цапы. Все, что требуется, это соединить его по шине I2S проводами к соответствующим пинам. Обычно они подписаны на плате. Оба интерфейса 32 битные и поддерживают частоты дискретизации вплоть до фантастических 384кГц. Также они поддерживают воспроизведение DSD файлов. XMOS u8 до DSD256, а Amanero до DSD512. Музыку в таком качестве мне удалось найти всего лишь на одном сайте. И это в основном классика. Около 20 композиций на сегодняшний день.


Небольшое отступление в теорию.


Сразу хочу объяснить для чего такие заоблачные характеристики. Многие подумают, что и 44.1кГц, которые поддерживают все устройства сегодня, вполне достаточно. Обычно такие люди сразу вспоминают теорему Найквиста-Котельникова. Забывая при этом, что она сформулирована для непрерывных гармонических сигналов, которыми музыка не является. Суть теоремы состоит в том, что непрерывный сигнал с ограниченным спектром можно абсолютно точно представить набором его отдельных значений («отсчетов»), следующих с равными интервалами, при условии, что частота следования этих отсчетов, как минимум, вдвое превышает верхнюю границу спектра указанного сигнала.

То есть для цифрового представления максимальной частоты, слышимой человеком (20 кГц), нам понадобится частота дискретизации в два раза больше - 40 кГц. Для наглядности приведу фото. Но возьмем частоту не в двое, а в 4 раза меньше частоты дискретизации - 11025 кГц. Такую частоту совершенно точно слышат все люди, а не только летучие мыши. Вот так примерно выглядит аналоговый непрерывный синусоидальный сигнал с частотой в 11,025кГц на экране осциллографа

Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё

А вот так выглядит его цифровое представление при частоте дискретизации 44100 Гц:

Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё

Как видно, сохраняется только частота сигнала, но никак не его форма. Что не удивительно, т.к. на один период сигнала приходится всего 4 отчета. И это еще если частота сигнала кратна частоте дискретизации. А если взять не кратную, например 10 кГц ровно, то получится, что отчеты уже не будут приходиться на максимумы и минимумы нашего исходного сигнала и картина изменится:

Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё

Как можно заметить, изменяется даже амплитуду сигнала.

А вот так выглядит тот же сигнал в 11025Гц, представленный в цифровом виде с частотой дискретизации 192кГц:

Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё

Уже гораздо больше похоже на оригинал, т.к. отчетов на один период выходит 18 и сигнал описывается точнее. Я считаю, что этого вполне достаточно. Конечно данную проблему можно с успехом решить различного рода фильтрами и апсэмплингом, что и делается сегодня, и благодаря чему дискретизации с частотой 44100 Гц достаточно абсолютному большенству. Но этой теме можно посвятить отдельную научную статью. Надеюсь, теперь отпадет вопрос в необходимости частот дискретизации 96 кГц и192 кГц.


После небольшого отступления возвращаемся обратно.


Сейчас же я собираю цап уже для себя.

Свой выбор usb интерфейса я остановил на Amanero, т.к. до этого делал на микросхеме XMOS U8, а теперь хотел узнать про второй.

Вопрос выбора микросхемы цап был решен уже тогда, когда я собирал первый вариант для своего школьного друга. Это все та же AK4495seq. Это 32 битный чип (вместе с amanero получается полностью 32 битное устройство). Максимальная частота дискретизации еще более впечатляет - 768кГц. Поддерживает воспроизведение DSD файлов 2.8МГц 5.6МГц (DSD64 и DSD128) в режиме native, без конвертации в PCM формат.

Также после микросхемы цапа должен стоять буферный усилитель выполненный по схеме активного фильтра нижних частот, для эффективной фильтрации воспроизводимого диапазона. Рекомендуемая его схема уже представлена в datasheet к цапу и выглядит следующим образом:

Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё

На каждый канал требуется по 3 монофогических операционных усилителя NJM5534D. Такое решение позволяет достичь заявленных производителем характеристик готового цапа.

Мне удалось найти печатную плату, выполненную по такой схеме и набор подобранных радиолэлементов к ней. Это сильно упрощает задачу.

Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё
Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё
Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё

Я предпочитаю всегда брать не собранные варианты, т.к. качество китайской пайки зачастую низкое, а также я получаю большее удовольствие от сборки, когда паяю сам. К тому же это позволяет еще и сэкономить, т.к. не собранные платы еще и дешевле.

Вот, к примеру, как должен вытекать припой на обратную сторону платы по ножке радиоэлемента, чтобы можно было говорить о качественной пайке, также при правильно подобранной температуре жала паяльника, пайка получается блестящей. Обязательно следует отмывать платы от флюса, даже если на нем написано, что этого допускается не делать.

Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё

Заранее я прикидывал компоновку плат в корпусе, не без помощи, конечно.  

Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё

На фото можно заметить уже собранный усилитель для наушников, который я хотел установить в корпус цапа, но кошак сказала, что так делают только оч маленькие дети и все равно он не помещается, еще кошак передавала привет stalker29218.

Ну что ж, кошак дело говорит. Решено было сделать так:

Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё

На фото стабилизатор двуполярного питания на LM317 LM337 + TL431 с возможностью регулировки выходного напряжения подмтроечными резисторами для положительного и отрицателного плеча, ниже плата цапа и нч-фильтра, usb интерфейс Amanero, 2 трансформатора отдельно для аналоговой и цифровой схемы, рядом с которыми фильтр от электромагнитных помех в питающей сети. Питание цапа реализовано на самой плате.

К моменту фотографии уже был сделан тестовый запуск.

Все платы были закреплены на стойки к металлическому дну, толщина которого позволила нарезать резьбу и закрепить платы без гаек заподлицо.

Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё
Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё
Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё

Итого 28 отверстий с резьбой, включая 4 отверстия для крепления ножек. Еще 2 сзади под тюльпаны и одно квадратное для usb разъема. Провозился целый день.

Весь следующий день я занимался соединением плат и прокладыванием проводов внутри корпуса. Вот, что у меня вышло:

Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё
Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё

Кнопка при включении загорается белым.

Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё

Многие бы на этом остановились, и считали бы процесс завершенным. В комментариях бы начали задавать вопросы по поводу звучания и началась бы аудиофилия чистой воды. Поэтому я считаю, что все посты про сборку усилителей, цапов и прочей аудиотехники должны заканчиваться реальными замерами характеристик с предоставлением всех графиков для объективной оценки качества двух устройств между собой. Чтобы можно было сказать, что, да это устройство лучше, а это хуже. Я крайне не приемлю словесное описание звука. Никакая теплота и воздушность не подходит. Что вот это значит вообще? Как можно судить, что это устройство выдает более теплый звук, а это мене. Я не филолог и не лингвист, я инженер. Я окончил факультет радиотехники и электроники и для меня понятны сухие цифры и графики. Никакая эмоциональная составляющая не должна влиять на оценку качества устройства. Как бы Вы не были рады и горды собой, когда собственными руками собрали свой усилитель, вы должны задать себе всего один вопрос, который я постоянно себе задаю «А не херню ли я собрал?». Как доказать, что устройство действительно хорошее? Только измерениями фактических характеристик. Поэтому дальше я прилагаю графики, сделанные с помощью программы RightMark Audio Analyzer (RMAA 6.4.2) и аудио интерфейса E-MU Tracker Pre.


График АЧХ:

Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё

Из графика видно, что полоса пропускания абсолютно ровная и ограничивается 20 кГц. Заметна небольшая разница между левым и правым каналом. Согласно измерениям, она составляет не более 0,2 дБ.


Уровень шума:

Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё

Шумовая полка на ВЧ находится на уровне -141 дБ. Есть небольшие всплески, не превышающие -132 дБ в диапазоне от 1кГц до 3кГц. Так как речь идет о всем звуковом диапазоне, то уровень шума необходимо брать по наибольшему значению, что составляет менее - 120 дБ. Если брать частоту в 1 кГц, то уровень шума можно записать, как -142 дБ. Но на графике видно, что есть значения выше.


Динамический диапазон:

Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё

Измеренное значение составляет 110дБ.


Суммарные гармонические искажения + шум:

Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё

Коэффициент гармоник 0,0005% - худшее значение за все измерения. Обычно 0,0004%

Как видно, вторая и третья гармоники находятся на уровне примерно -114 дБ. Отсутствует полностью фоновый шум питающей сети в 50 Гц и 100Гц, а также гармоники выше 3 ей.


Интермодуляционные искажения:

Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё

0,0016%


Взаимное проникновение каналов в зависимости от частоты:

Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё

На 100Гц  -103 дБ

На 1кГц  -103 дБ

На 10кГц  -83 дБ


Интермодуляционные искажения для плавающего тона:

Аудио ЦАП AK4495seq своими руками. Длиннопост, Кот, USB, Музыка, Dac, Ak4495seq, Amanero, Цап, Пятничный тег моё

На 5 кГц  0,0017%

На 10 кГц  0,0014%

На 15 кГц  0,0020%


Естественно прилагаю полный отчет в архиве.

Есть также файл сохранения, который можно загрузить в RMAA и детально изучить все графики, а также сравнить с другими устройствами.

Очень надеюсь, что Вам понравился мой пост и я им заложу новую традицию - публиковать результаты измерений своих устройств.

Показать полностью 25
[моё] Длиннопост Кот USB Музыка Dac Ak4495seq Amanero Цап Пятничный тег моё
135
72
maxssau
maxssau
7 лет назад
Лига Радиолюбителей

ЦАП на AK4490⁠⁠

Специально для моих 3(!) подписчиков... снова про своё хобби. Закончил очередной девайс, поэтому внесу в массы немного своего бреда на эльфийском.



Решил разработать для себя ЦАП на к сожалению уже снятом с производства АК4490.


Основные требования к конструкции, на момент начала разработки:


- максимально возможное качество на выходе при доступных компонентах и схемотехнике

- генераторы на плате ЦАП

- процессорное управление ИМС ЦАП

- гальваническая изоляция от источника

- PCM и DSD режимы

- минимум органов управления, по возможности только ВКЛ/ВЫКЛ


Получился аппарат, играющий в PCM до 32 бита 384 кГц и DSD до DSD256(включительно).

При DSD512 ИМС ЦАП переводится в MUTE состояние. Т.к. аппаратного MUTE на плате нет, то при переключении режимов слышен щелчек.В качестве транспорта изначально я рассчитывал использовать адаптер USB-I2S на CM6631A. Но такой транспорт не позволяет использовать DSD, а так же не выводит информацию о текущей частоте LRCK. В окончательном варианте используется адаптер Amanero(китайский клон), для чего была специально разработана плата гальванической изоляции.

ЦАП на AK4490 Ak4490, Самоделки, Цап, Музыка, Dsd, Длиннопост
ЦАП на AK4490 Ak4490, Самоделки, Цап, Музыка, Dsd, Длиннопост

Схемотехника. Разрабатывая данную конструкция я никуда не "подглядывал" и использовал только тот набор знаний и решений, которыми обладаю на данный момент. Плата построена не по "мотивам" какой либо конструкции и может содержать достаточно очевидные недостатки.

ЦАП на AK4490 Ak4490, Самоделки, Цап, Музыка, Dsd, Длиннопост

В качестве ИМС ЦАП выбрана АК4490. Отзывы о данной ИМС ЦАП в большинстве случаев положительные, да и конструкции вроде ATDAC10 и Lynx D70 имеют весьма большую популярность и хорошие отзывы.


Для управления режимами работы на плате установлен контроллер ATMega328. В принципе можно было установить любой из серии ATMega48/88/168/328. В наличии было достаточное кол-во mega328, поэтому этот контроллер и установлен. Изначально планировалось на плате установить пару генераторов на сетки 44/48 кГц. Решил не распаивать на плате, оставив внешнее тактирование от Amanero.


Питание цифровой части осуществляется от стабилизатора AMS1117-3.3. Питание аналоговой части ИМС ЦАП сделано отдельно для каждого потребителя. Стабилизаторы выбраны TPS7A4901.


Фильтр построен по схеме FDA+ОУ. В качестве напряжения Vocm дифф. ОУ используется напряжение VCM от ЦАП, предварительно буферезированное через ОУ OPA2134. Номиналы фильтра первый раз посчитал в Filter Pro от TI. Честно говоря на первом макете звучание было весьма посредственным, да и замеры были на уровне 0.002% (THD). После поиска "своего" звука остановился на номиналах отмеченных на схеме. При этом уровень THD находится на достаточно низком уровне 0.0001-0.0003%. Хотелось бы отметить очень высокую детализацию звука.

ЦАП на AK4490 Ak4490, Самоделки, Цап, Музыка, Dsd, Длиннопост

Схема фильтра на FDA взята из даташита на OPA1632, собственно этот ОУ и применяется. В качестве сумматора были опробованы AD8066, LME49720, OPA2134. Остановился на AD8066, дающий наиболее детальный звук. Конденсаторы пробовал как керамические (жёлтенькие X7R, синие NP0), так и плёнка WIMA. Честно говоря при слепом тестировании я скорее всего не отличу, какие конденсаторы стоят, остановился на WIMA, теоретически дающие максимально качество среди опробованных.Питание ОУ выхлопа от TPS7A4901 и TPS7A3001.Столкнулся мелкой неприятностью, в виде необходимости адаптера для программирования с уровнями 3.3В. В следующей плате установлю диод Шоттки в разрыв цепей питания контроллера.


Конструкция ПП. Печатная плата 2х сторонняя с плотным монтажом SMD компонентов. Габариты 130х60мм.

ЦАП на AK4490 Ak4490, Самоделки, Цап, Музыка, Dsd, Длиннопост
ЦАП на AK4490 Ak4490, Самоделки, Цап, Музыка, Dsd, Длиннопост

Конструкция ЦАП. ЦАП собран в корпус от старого ресивера триколор (финальная версия). Были собраны 2 макета с разными источниками питания и разной элементной базой: трансформаторный, с первичными стабилизаторами на 317/337 и ИИП MeanWell PT-45C. Субъективно разницы на слух я не услышал, нет её. Я использовал ИИП с чаcтотой преобразования 65 кГц.


На печатной плате предусмотрен DIP переключатель, на который выведено переключение режимов MCLK (Master/Slave) и 3 переключателя для ЦФ.Прошивка контроллера позволяет управлять ЦАП полностью в автоматическом режиме. Индикацию решил не делать, хотелось по принципу включил и забыл.

ЦАП на AK4490 Ak4490, Самоделки, Цап, Музыка, Dsd, Длиннопост

Замеры с ИИП.

ЦАП на AK4490 Ak4490, Самоделки, Цап, Музыка, Dsd, Длиннопост
ЦАП на AK4490 Ak4490, Самоделки, Цап, Музыка, Dsd, Длиннопост

Замеры с 317/337 линейными стабилизаторами в первичном источнике питания:

ЦАП на AK4490 Ak4490, Самоделки, Цап, Музыка, Dsd, Длиннопост
ЦАП на AK4490 Ak4490, Самоделки, Цап, Музыка, Dsd, Длиннопост

Шум на частотах до 1 кГц думаю от АЦП, его тоже нужно доводить до ума (перевести на ИИП, и проблема шума должна исчезнуть).


В целом звучание очень понравилось. Отличная детализация, отличная проработка. Особенно удивило качество звука в DSD. Первое прослушивание Вивальди в формате DSD128 повергло в шок, звук естественный и натуральный.


Вроде всё, чукча не писатель, не судите строго. Всем добра и котиков.

Показать полностью 11
[моё] Ak4490 Самоделки Цап Музыка Dsd Длиннопост
70
10
Kassad797
7 лет назад

В крови своих врагов я отправляюсь в Вальгаллу!⁠⁠

В Китае краб решил напоследок отомстить отведавшей его плоти девушке и цапнул ее.


Как только китаянка укусила живое ракообразное и сломала ему ножки, краб дернул клешней и зажал ей губу. Она выплюнула животное и, корчась от боли, попыталась отцепить клешню ото рта.


Журналисты Daily Mail предположили, что девушка ела популярное в Китае блюдо под названием «пьяный краб». Перед подачей на стол повар вымачивает живое ракообразное в алкоголе до тех пор, пока оно не перестает шевелиться. Иногда таким же образом подаются креветки.

https://lenta.ru/news/2018/07/06/mest/

Показать полностью
Китай Краб Цап Пьяный мастер Видео
15
Zeronocool
Zeronocool
7 лет назад

На злобу дня.⁠⁠

На злобу дня. Полиция, Цап
Показать полностью 1
Полиция Цап
11
58
maxssau
maxssau
7 лет назад
Лига Радиолюбителей

Простой ЦАП на CS4398⁠⁠

Решил написать первый пост про своё хобби.


Хочется рассказать о своём первом ЦАПе (цифро-аналоговый преобразователь).


Работа по созданию серии цифро-аналоговых преобразователей началась еще в 2016 году. Изучалась сопутствующая литература, выбиралась элементная база. Были заказаны инженерные образцы от известных производителей. Кстати, на тот момент гиганты полупроводниковой электроники свободно высылали свои детали всем желающим, причем за свой счет. Были получены сэмплы от Analog Devices, Cirrus Logic, Atmel. Сейчас к сожалению никто в Россию высылать не хочет, видимо санкции дают о себе знать.


На самом первом этапе выбор пал на ИМС ЦАП CS4398. Давняя любовь к циррусовским преобразователям началась еще со времен звуковых карт Creative, неплохое звучание X-Fi xtreme music на CS4382 дало толчок к освоению именно данных ДС ЦАП.

К моменту начала проектирования CS4398 в линейку циррусов позиционировался как Flagship perfomance, т.е. имеющий наилучшие характеристики. ИМС довольно древняя, начало 2000х годов. Совсем недавно появился CS4399, но в свободной продаже я их пока не увидел.


Основные характеристики CS4398:

— отношение сигнал/шум 120 дБ (SNR);

— динамический диапазон 120 дБ (DNR);

— уровень гармонических искажений -107 дБ (THD);

— взаимное проникновение каналов 120 дБ(Crosstalk);

— напряженческий выход, со смещением 2.5В (Vq), размах амплитуды 1В (RMS).

Очень порадовала разводка «ног» ИМС:

Простой ЦАП на CS4398 Цап, Музыка, Печатная плата, Самоделки, Длиннопост

У имс CS4389 есть чёткое разделение аналоговой и цифровой части, что положительно сказывается на аналоговых характеристиках. ИМС ЦАП умеет принимать PCM и DSD потоки, имеет программный и аппаратный режим конфигурирования. Огорчает только отсутствие автоматического определения частоты отношения мастерклока к Fs и соответственно режима работы фильтра (в этом плане очень порадовал AK4490 от AKM). Поэтому для полностью автоматической работы ЦАП необходимо применять микропроцессор с подсчетом частоты LRCK. Питание цифровых цепей имеет широкий диапазон, от 1.8 до 5 В. Оптимальное на мой взгляд — 3.3В, что позволяет подключать широкий спектр источников сигнала, от SPDIF приёмников и SRC конвертеров (например TI SRC4192 имеет питание 3.3В) до USB интерфейсов на основе XMOS и т.п. ИМС.


Характеристики ЦАП:

— входной формат: PCM I2S, RJ, LJ от 16 бит 32кГц до 24 бит 192 кГц;

— выход небалансный, 2В (RMS);

— питание 4 канала: 5-12В, 8-12В, ±15В


Схема ЦАПа:

Простой ЦАП на CS4398 Цап, Музыка, Печатная плата, Самоделки, Длиннопост

За время проектирования было собрано 7 макетов, v3.1 является окончательной. Были опробованы различные топологии выходного фильтра. В итоге по субъективному звучанию и результатам предварительного тестирования был выбран простой симметричный фильтр сумматор второго порядка.


На данной плате ЦАП реализован приём только PCM потока. На сегодняшний день ИМС CS4398 имеет довольно устаревшие характеристики по приёму DSD потока — DSD64. Аналоговый выход — не балансный, с амплитудой 2V(RMS).


Аналоговый фильтр был сделан простым, на основе симметричного фильтра сумматора второго порядка с небалансным выходом. Частота среза 30 кГц по уровню -3 дБ. Топология по Бесселю. В отличии от несимметричного фильтра из даташита, данный фильтр позволяет обойтись без выходного конденсатора, что положительно влияет на АЧХ в области низких частот. При тщательном подборе резисторов фильтра постоянная составляющяя на выходе должна сильно стремиться к нулю и составлять не более 2-5 мВ. Отсутствие выходного конденсатора предъявляет дополнительные требования к оконечному усилителю мощности, если вход усилителя так же без конденсатора. Необходима защита от постоянного напряжения на выходе, иначе в случае непредвиденных обстоятельств, при появлении постоянного напряжения, оно будет усилено в Ку раз и приложено к НЧ динамику акустической системы.

Графики АЧХ, ФЧХ и групповой задержки:

Простой ЦАП на CS4398 Цап, Музыка, Печатная плата, Самоделки, Длиннопост
Простой ЦАП на CS4398 Цап, Музыка, Печатная плата, Самоделки, Длиннопост

Расчет фильтра делал в программе FilterPro от Texas Instruments.

В будущем есть идея опробовать более сложный фильтр, на т.н. FDA ОУ (полностью дифференциальный ОУ). В макете такой фильтр совместно с фильтром сумматором показывает отличные характеристики (THD в районе 0.0005% при монтаже на «соплях»), а главное более детальное звучание. В макете будущего ЦАП «DA-03» с таким фильтром применен AK4490.


Многие слушатели различных ЦАП на основе CS4398 отмечают необычные высокие частоты. Я бы сказал что данная ИМС ЦАП отлично отыгрывает весь диапазон частот, тут скорее сказывается качество мастеринга аудиозаписей в студии. Прекрасно слышно работу мастера по сведению, если записано на аппаратуре среднего качества, слушатель этого ЦАПа обязательно это услышит. В стандартной версии применяется ОУ NE5532, обеспечивающее превосходное качество звучания. В максимальной версии возможно применение более качественного ОУ, в зависимости от вкуса конечного слушателя(в версии де-люкс я использую AD8066 — скоростной ОУ, с частотой до 145 МГц). ОУ должен иметь цоколёвку как у NE5532 и корпус SOIC8. Для максимального качества звучания необходимо применять плёночные конденсаторы WIMA или керамические с диэлектриком NP0. Резисторы в аналоговом фильтре должны иметь допуск по номиналу не хуже 1%.


В цифровой части возможно использование гальванической изоляции между ЦАП и источником звука. Развязка реализована на ADuM1400(обязательно CRWZ). Питание входной части может быть как 3.3В, так и 5В, что позволяет подключать широкий спектр источников цифрового сигнала. Конфигурирование в аппаратном режиме осуществляется с помощью DIP переключателей — необходимо задать формат входных данных и частоту работы фильтра. Опытным путем установлено, что оптимальная частота работы фильтра 96 кГц. Так же возможно программное управление ИМС ЦАП — на плате предусмотрен разъем Control. Питание возможно от 1.8 В до 5 В. Если питание управляющей части отличается от 3.3В, необходимо убрать джампер на плате. Управление возможно по протоколу I2C, т.к. на плате распаяны подтягивающие к плюсу питания резисторы (расположены ПОД DIP переключателем) при этом DIP переключатели необходимо держать в состоянии 0 (не закорочено) иначе возможно повреждение управляющих цепей, т.к. они будут закорочены на землю.


Для питания ЦАПа необходимо 4 питающих напряжения:

— положительное 5 -12 В для питания цифровой части;

— положительное 8 -12 В для питания аналоговой части;

— двухполярное 12-16 В для питания ОУ фильтра.


Питание аналоговых цепей осуществляется через малошумящие стабилизаторы TPS7A от TI. Если не отходить от даташита, шумовая полка находится ниже возможностей моих измерительных АЦП — ниже -150 дБ при уровне сигнала 0 дБ 2V (EMU 0404 PCIe на основе PCM1804 и АЦП собственной разработки AD-01 на CS5381).

Питание Vref ЦАП осуществляется от источника опорного напряжения REF195 от Analog Devices. Применение данной конструкции позволяет максимально стабилизировать напряжение VQ, что немного уменьшает уровень искажений и самое главное — развязывает питание аналоговой части ЦАП Va и Vref.

Конденсаторы, на выводах фильтра модуляторов должны иметь максимальное качество, поэтому было решено применить танталовые, с увеличенными номиналами относительно даташита. На выводе VQ 10 мкФ, на Vfilt 200 мкФ.

Простой ЦАП на CS4398 Цап, Музыка, Печатная плата, Самоделки, Длиннопост

Рисунок гармонических искажений — классический для CS4398, третья гармоника выше второй и находится на уровне не выше -100 дБ. Так же следует отметить довольно высокий уровень гармоник высшего порядка. Для сравнения с AK4490 у AKM гармоники высших порядков находятся на гораздо более низком уровне.


Платы ЦАП были изготовлены в поднебесной. Заказывал с ALLPCB.COM, в счету 5 шт. по факту 7, что приятно порадовало. Качество плат очень высокое, дома изготовить ни ЛУТом, ни фоторезистом так не получится.

Простой ЦАП на CS4398 Цап, Музыка, Печатная плата, Самоделки, Длиннопост

Плата в собранном виде:

Простой ЦАП на CS4398 Цап, Музыка, Печатная плата, Самоделки, Длиннопост

Результаты измерений:

Простой ЦАП на CS4398 Цап, Музыка, Печатная плата, Самоделки, Длиннопост
Простой ЦАП на CS4398 Цап, Музыка, Печатная плата, Самоделки, Длиннопост

Собрал ЦАП в корпусе из пластика, трансформаторы поставил те, которые были под рукой. Входной приёмник сделал на CS8422 в аппаратном режиме, с преобразованием в 24 бита 192 кГц. На плате приёмника есть определенные косяки, поэтому выкладывать схему и печатку не буду, их нужно переделывать.

Простой ЦАП на CS4398 Цап, Музыка, Печатная плата, Самоделки, Длиннопост

Звучание. Хотелось бы отметить влияние коэффициента гармоник на субъективное звучание: чем выше гармоники, тем хуже звучание. Сначала начинает портиться бас, как будто бьёт по ушам, далее начинает пропадать детализация звука. При уровне гармоник ниже -100 дБ всё встаёт на свои места. Звук я бы сказал стерильный. Прослушивание осуществляю на самопальном усилителе на TK2050 и акустика S-50, так же есть самодельный усилитель на TPA6120 и наушниках Sennheiser HD435. В ушах звук естественно лучше :) В целом своей первой разработкой остался очень доволен.


Сейчас в разработке ЦАП DA-03 на основе AK4490. На этот ЦАП возлагаю большие надежды. Применен более сложный фильтр на связке OPA1632+AD8066, малошумящие стабилизаторы в аналоговом питании, балансный/не балансный выход.

Простой ЦАП на CS4398 Цап, Музыка, Печатная плата, Самоделки, Длиннопост

Фух, вроде всё написал, если остались вопросы, пишите в комментариях.


С уважением, Евгений.

г. Самара

Показать полностью 11
[моё] Цап Музыка Печатная плата Самоделки Длиннопост
44
27
stilooz
stilooz
8 лет назад

Как правильно прогревать ЦАП⁠⁠

Как правильно прогревать ЦАП
Цап Аудиофилия Комментарии YouTube Muse audio
2
Посты не найдены
О нас
О Пикабу Контакты Реклама Сообщить об ошибке Сообщить о нарушении законодательства Отзывы и предложения Новости Пикабу Мобильное приложение RSS
Информация
Помощь Кодекс Пикабу Команда Пикабу Конфиденциальность Правила соцсети О рекомендациях О компании
Наши проекты
Блоги Работа Промокоды Игры Курсы
Партнёры
Промокоды Биг Гик Промокоды Lamoda Промокоды Мвидео Промокоды Яндекс Директ Промокоды Отелло Промокоды Aroma Butik Промокоды Яндекс Путешествия Постила Футбол сегодня
На информационном ресурсе Pikabu.ru применяются рекомендательные технологии