Современный стиль

Современный стиль

 

Собираем АЦП класса Hi-End

 

У многих есть пластинки, которыми хочется поделиться с друзьями, и расстояния не преграда, если их записать в цифру. Идея собрать качественный аналого-цифровой преобразователь для записи винила возникла из-за неудовлетворенности результатами при использовании готовых звуковых карт, разных, простых ли, студийных ли. Точнее, идея возникала в ходе попыток эту звуковые интерфейсы улучшить.

На поверхности:

АЦП класса Hi-End должен максимально точно сохранять запись не только в звуковом, но прежде всего — в музыкальном плане. Думаю, все понимают, о чем речь. Он также не должен добавлять того, за что многие не любят "цифру". В контексте некоторых представлений о том, как этого добиваются в "обратную сторону", то есть с ЦАП-ами, логично следующее:

Клок-генератор аналого-цифрового преобразователя. Должен быть ламповым. Сколько ни пробовал я подбирать транзисторные и микросхемные активные генераторы, толком из этого ничего не выходило. При всем "уважении" и соблюдении качества их питания, чем лучше по характеристикам с точки зрения стабильности и шумов генератор я брал, тем хуже, механичнее и музыкально беднее становилась запись. Прогресс технический оказался регрессом музыкальным.

Тогда я взял ламповый клок Аббаса. Кажется, в тот момент еще никому не приходила в голову идея использовать то, что он обнаружил, в АЦП класса Hi-End. Ставить ламповый клок не в ЦАП, а в аналого-цифровой преобразователь, да еще на высоких частотах генерации (в то время ламповый клок ставили в CD-проигрыватели) – идея наглая, но попробовать было интересно, особенно интересно, потому что поначалу клок не хотел запускаться на высокой частоте.

Питание АЦП класса Hi-End. Имеет абсолютную важность. Никакого "общего" питания быть не может. Микросхема аналого-цифрового преобразователя должна получать совершенно отдельное и единственно правильное питание — ламповое, с приличным кенотроном, дроссельной фильтрацией «параллельным» стабилизатором. Я применил прямонакальный кенотрон по схеме однополупериодного выпрямителя (ОППВ) "в подвале”, и стабилитрон. Кенотрон и силовой трансформатор задают еще и уровень динамики и открытости звучания, ими нельзя пренебрегать. Правильно сделанное питание цифровой части АЦП класса Hi-End хорошо слышно сквозь все стабилизаторы цифровых чипов, и к нему нужно отнестись с предельным вниманием. Питание цифровой части нужно всегда делать хорошим.

Аналоговая часть перед АЦП. Не должна содержать ничего лишнего. То есть – усилительных каскадов на ОУ. Сигнал на входы аналого-цифрового преобразователя подается через один ламповый каскад с трансформаторным выходом (далее называем его “предварительный усилитель”, или попросту “пред”). Нам нужно невысокое усиление и низкое выходное сопротивление, что важно, поскольку входное сопротивление  микросхем «дельта-сигма» не слишком высокое. Качество этого каскада имеет огромное значение. В ходе поисков для меня лучшим оказались довоенные немецкие пентоды в триодном включении с фиксированным смещением, кенотрон RGN, Г-фильтр, и заказные под мои нужды выходные трансформаторы на хорошем железе.

 

Состав АЦП класса Hi-End

 

Я взял несложную звуковую карту с Firewire интерфейсом, немецкую Echo AudioFire 2. Мне понравилось ее четкая стабильная работа с точки зрения процессора, прошивки и интерфейса и удобство исполнения: две небольшие сцепленные разъемом с I2S платы — цифровая и аналоговая. Echo великолепно работает с Мак-буком на любых версиях Fire-wire чипа в компьютере, и, по отзывам, так же хорошо с PC. Можно так же использовать AudioFfire 4, она по сути ничем не отличается, кроме платы и количества каналов. Процессор и прошивка — те же. Оба вида давно сняты с производства, но еще легко и недорого обнаруживаются там и сям.

Для записи, по опыту сравнений, всё-таки лучше Мак. Лучший результат получается с Apple Logic 9, запись производится в RAM-диск, чтобы не “шелестеть” диском. У меня Macbook Pro, но автономное питание по аналогу и цифре позволяет записывать одинаково хорошо даже при подключенном импульсном сетевом зарядном устройством компьютера. Помехи оригинального (это важно) блока питания, если они и существуют, не проникают настолько, чтобы разница с ним или без него была как-либо слышна или как-либо регистрируема в спектрах сигнала.

Я готов рассказать подробно, что нужно делать с этой звуковой картой, где что исправлять и куда что подключать, показать компоновку модулей, как сделать аналого-цифровому преобразователю правильное питание и при этом не получить дополнительных цифровых шумов.

Мою разработку также можно использовать и как ЦАП, при установке выходных трансформаторов хорошего качества. При случае сравним с товарищами результат этой части с мультибитными, сделанными со схожими подходами. При большом желании, кстати, можно устроить отдельную плату с каким-либо другим АЦП-чипом, по вкусу. I2S рядом, и фактически, использовать только цифровую половину звуковой карты.

Еще раз спасибо Аббасу за его шедевры и за рекомендации. Важный эзотерический момент: ЦАП — "все себе", Аналого-цифровой преобразователь — "все людям"

Рубцов = У автора получился просто отличнейший АЦП класса Hi-End. Его оцифровки кладут, как бык овцу, весь шлак, который я слышал на торрентах и платных сайтах. Я даже сравнивал некоторые с т.н. "первопрессами" СД начала 80-х, звучащими, как мне казалось, очень и очень прилично. Так в одну калитку вообще. Я, честно говоря, был поражён, что какой-то (не в обиду) радиолюбитель с помощью палки и верёвки за три копейки сделал такую отличную вещь! Мои наилучшие пожелания в дальнейшем труде и отдыхе. Чтоб все до конца стало понятно расскажите какой у вас виниловый тракт? Какой корректор?

 

Виниловый тракт

 

У меня как основная - роликовая вертушка Lenco 75 в массивном плинте. Тонарм, в своем роде, уникален - магнитный прижим, без привычного инерционного противовеса, это разработка одного очень уважаемого и известного в узких кругах мастера. Картридж – «кастомный» Denon DL-103 в авторском корпусе, с демпфированными проводами и другой (несферической) иглой, а именно - с монокристаллическим (цельным) алмазом формы «эллипс».

Фонокорректор на тщательно отобранных триодах: очень старой 6SL7 Fivre первых выпусков и 5687 с дроссельной нагрузкой. В цепях коррекции применены самодельные воздушные конденсаторы, сделанные по рекомендациям Степичева. На входе для головок с низким выходным напряжением «МС» стоят японские трансформаторы Tamura с коэффициентом трансформации 1:10. Резисторов на пути сигнала нет. Питание корректора – покаскадное с двумя независимыми блоками питания, в каждом – сетчатые кенотроны AZ1 TFK. Фильтры в блоках питания - дроссельные. Коррекция точно по стандартной RIAA, с отклонением до 0.15 дБ на краях, ФЧХ почти в норме.

Sova = Интересно, а чем аудио рекордер типа Алесис Мастерлинк не подошел, неудобен, или по звуку будет хуже? По цене аудиокарта плюс Макбук дешевле не будет. Алесис я имел в виду как обьект для аналогичной переделки с ламповым клоком и БП. Сейчас Мастерлинки стоят как один Макбук. Без переделок понятно, что все профессионалные аппараты будут уступать. Есть еще недорогие аналого-цифровые преобразователи фирмы Берингеры, просто связываться с компом представляется на первый взгляд излишеством. Хотя, если результат хорош, остальное не имеет значения.

Аудиокарта стоит 5000 руб. Макбук 10-15 тыс. руб. Клок - 100 долларов, остальное "по вкусу". Аналого-цифровой преобразователь Алесис стоит намного дороже. Из действительно серьезных устройств попадался Apogee AD-1000. Хороший аппарат, но… "не то”. RME, Motu, даже KORG-1000 (DSD) - все это, увы, ужасно.

 

Входы

 

Итак, “пред” на полюбившихся мне лампах, хороших ТВЗ и хорошим питанием, собран.

Смотрим на аналоговую плату с АЦП чипом AKM. От чипа идут 4 дорожки вверх слева и 4 вверх справа. Левые - это АЦП входы. Правые - это выходы ЦАП, упирающиеся в грядку микро-резисторов, 4 штуки. Чтобы пробовать Эху еще и как ЦАП, эти резисторы нужно выпаять, и к дорожкам припаять проводки, которые пойдут уже к выходным трансформаторам. Это тонкая операция, дорожки и площадки из-под резисторов - совсем микроскопические.

Какая из дорожек + и - фазы и какого канала - смотрим по даташиту AK4620, дорожки легко видны и понятно какая куда идет. Провода ко входам фаз аналого-цифрового преобразователя цепляем на место контактных площадок бывших керамических конденсаторов C29 и C29. Сами конденсаторы перед этим нужно аккуратно удалить. Всё, что находится выше бывших конденсаторов (резисторы) – отрезаем (видно на фото грубыми голубыми линиями).

Мы будем использовать одну фазу входа, этого достаточно.

От аналогового питания возле АКМ строим делитель аналогового питания ровно пополам, на резисторах хорошего качества. Эта средняя точка будет являться входной аналоговой землей от нашего лампового каскада. В эту же точку приходят фазы “–“ (минус) входов АЦП и нижние части вторичных обмоток ТВЗ. На фазы “+” (плюс) приходят сигналы верхних частей вторичных обмоток ТВЗ. Делитель должен быть собран в непосредственной близости от АКМ. Длина проводников “–“ фаз должна быть минимальной.

 

Аналоговое питание

 

Нужен хороший силовой трансформатор с запасом по току, кенотрон 5U4G, AZ12 или что вам больше по вкусу (ОППВ, “в земле”, один анод), CLC-фильтр (или LC-фильтр, по вкусу), балластный резистор из старых проволочных, стабилитрон, подобранный на близкое к 5 В напряжение. Хорошие конденсаторы. Потребление тока микросхемой АЦП порядка - 50 мА.

На фото внизу два отверстия и надпись L2. Это - катушка фильтрации, ее нужно вытащить, либо отрезать дорожку после нее (у меня так сложилось - и то и другое). В большом черном разъеме шлейфа данных два самых правых контакта (верхний и нижний) - это объединенные контакты 5 В. Это родное "аналоговое питание" схемы. Нужно сделать следующее: найти на обратной (внешней) стороне этой платы, куда идут дорожки от этих пинов 5 Вольт питания. Дорожек разбежится ровно три: на 4620; на второй ЦАП мелкий наушниковый 4382; и косо в сторону импульсного повышающего преобразователя для питания ненужных нам ОУ (группа мелких деталей на фотографии в правой верхней части.) Нужно порезать все эти три дорожки.

Далее, слева от AK4620 на фото видна дырка от конденсатора C31 (электролит). Его мы убираем. Ниже на фото идет электролит C44. Именно к его ножкам с обратной, внешней стороны платы мы и приводим аналоговое питание, а именно – землю и + 5 В.

 

Цифровое питание

 

Возле разъема входа внешнего питания звуковой карты на внутренней стороне цифровой платы стоят три защитных крупных SMD-диода, которые развязывают внешнее питание и питание от шины Fire-wire. Оба диода, идущие от питания по шинам Fire-wire, нужно удалить. Диод, идущий от плюсового контакта разъема внешнего питания, нужно замкнуть. Итого: D5 замкнут, D6 и D7 убраны.

Земля и плюс цифрового питания подаются так, как показано на следующем фото, на контакты этого разъема. Коричневый - минус, белый - плюс. Провод для цифрового пииания нужно брать хорошего качества - его влияние тоже слышно.

Все электролиты в цифровой плате звуковой карты я заменил на Elna Silmic II и прочие попавшиеся под руку. Те, что не помещаются взамен штатных, ставим с внешней части цифровой платы. Керамический конденсатор возле ножки аналогового питания микросхемы АКМ нужно удалить – он виновен в серьезной деградации звучания (будьте осторожны, легко оторвать дорожки).

 

Цифровое питание общее: отдельный силовой трансформатор, мост на хороших старых диодах, 12-15 В на выходе — подается на разъем питания звуковой карты.  Далее называем это “общим цифровым питанием”.

Цифровое питание АЦП/ЦАП микросхемы АКМ: от общего цифрового питания, отдельно отводим балластный резистор из разряда проволочных Сименсов, стабилитрон (и если необходимо), германиевый транзистор - П605. Здесь лучше всего себя показала простейшая схема параллельного стабилизатора. Напряжение на выходе 3.3 В, потребление около 40 мА.

Цифровое питание процессора и его компаратора: (См. даташит TI) - аналогично, отдельно от общего цифрового питания отводим балластный резистор, стабилитрон и еще один параллельный стабилизатор на транзисторе П605 (тут без него никак). Напряжение на выходе стабилизатора должно составлять 3.3 В, ток потребления - порядка 120 мА. Возможно, вместо балластного резистора здесь уместно использовать нить накала пальчиковой лампы. Если примените в качестве балластного резистора нить накала лампы, подача питания - после ее прогрева.

Цифровое питание процессора и компаратора требует серьезных вмешательств: убирается параметрический стабилизатор SHARP на 3.3 В. В принципе можно и без этого действия, но результат изменения приведет к существенному улучшению звучания.

 

Ламповый клок

 

Фото цифровой платы я не нахожу, но там всё просто и без фото. Смотрим на нее изнутри, так, чтобы шина данных была внизу. Самый большой чип - это процессор. Внизу прямо под ним сидит светло-коричневый SMD-резонатор, его перепутать сложно, он шире и длиннее других SMD-деталей. Его нужно очень аккуратно выпаять и установить в ламповый клок. Желательно не в штатное место – Аббас шлет клок с каким-либо резонатором, нужно убрать его резонатор и проследить по плате клока, куда идут дорожки от резонатора к ножкам панельки лампы. Нужно припаять SMD-кристаллик прямо к этим ножкам панельки.

У лампового клока два контакта выхода. В разрыв одного из них ставится приличного качества конденсатор емкостью 300-500 пФ, например - старый Сименс в стекле. Разделительный конденсатор - неизбежность, поскольку на XI входе процессора есть постоянное напряжение.

Далее два проводка от клока (в экране!) идут так: один из проводников приходит на левую площадку исходной установки кварца, второй - на землю (полоска земли вдоль цифровой платы на ее краю). Экран соединен с землей там же, и только в этом месте. Землю клока и землю Эхи соединяем отдельным проводником.

Качество разделительного конденсатора и проводников от генератора к процессору очень важно.

При желании ламповый клок можно собрать на старом прямонакальном триоде, например, 2A3 или 45, с питанием прямонакальным кенотроном типа AZ1. У меня в итоге именно такой клок и остался, но его создание и настройка - уже отдельная история.

 

Компоновка и запуск (важные правила):

 

  • Клок должен быть либо в экранированном корпусе, либо возле Эхи, но при этом под Эхой и клоком необходим хотя бы нижний общий экран в виде медного (алюминиевого) листа, заземленного на общую землю Эхи вдоль цифровой платы;
  • Сигнальные проводники от лампового каскада до точек контакта с “+” фазами АЦП должны быть экранированными, экран заземляется на землю возле чипа АЦП;
  • В случае использования в предварительном усилителе LCLC фильтра готовьтесь искать положение первого дросселя до минимума наводок и помех. Для снижения наводок схема “преда” должна быть собрана на некотором удалении от всего остального, хотя бы на расстоянии 20 см;
  • Исходная сборка должна быть черновой и предусматривать возможность движения компонентов. После сборки предстоит поймать взаимные положения всех элементов (клока, “преда”, их блоков питания) по наблюдению минимума шумов в районе 6 кГц во входном сигнале. При успехе их не должно быть слышно при замкнутых входах предварительного усилителя. Совсем;
  • Запуск схемы производится при уже прогретом ламповом клоке (на котором заранее нужно проверить форму синусоиды и ее амплитуду - она должна быть в диапазоне 0,5-1 В, пик).

 

При успешном запуске светодиод Эхи поморгает несколько раз и станет светиться постоянно, а в контрольной панельке приложения на компьютере появится интерфейс.

 

Чем писать музыку

 

Я использую Apple Logic Pro 9, с ним у меня получился самый приятный результат.

Перед началом записи нужно создать RAM-диск любой утилитой или в терминале, примерно на 2-3 ГБ размером, и в программе записи назначить его местом для записи (Recording folder) или как там это еще бывает называется у других программ. Файл записи, появляющийся в RAM-диске после записи и остановки, просто копируем в нужную нам папку на основном диске (никаких экспортов из программы делать не надо, можно ошибиться и прогнать через ненужную обработку).

Logic хорош тем, что он позволяет soft monitoring. Очень удобная функция, которая означает, что можно писать с одного физического устройства, а мониторить (контролировать звук) через другое - а именно, через встроенную карту мака (простого контроля происходящего нам в данном случае вполне достаточно). При этом два устройства не совпадают по клокам, но программа просто направляет данные с задержкой в другое устройство пакетно, позволяя приемному устройству работать автономно. Результат - слушаем в наушниках с мака то, что пишется в Эху.

Еще можно контролировать запись через выходы Эхи - ЦАП (если мы их делаем) и далее - ушного усилителя и наушников. Ну или подавать сигнал в основную систему.

 

Ссылки по теме

 

 

Автор: Виталий Аовокс
Опубликовано:
aovox
Аналого-цифровой преобразователь АЦП класса Hi-End. Часть 1
Аналого-цифровой преобразователь АЦП класса Hi-End. Часть 1

0

Оценка 5.00из 5 Оценок 9

Колосок прическа себе на 676
Современный стиль 637
А
Современный стиль 400
Новогодние игрушки
Современный стиль 297
Узоры спицами ажурные: 82 узора со схемами, описанием и видео МК
Современный стиль 336
Вяжем по схеме удобные
Современный стиль 888
Прически из кос и
Современный стиль 74
Современный стиль 75
Современный стиль 48
Современный стиль 40
Современный стиль 26
Современный стиль 29
Современный стиль 45
Современный стиль 63
Современный стиль 72
Современный стиль 25