Наша сеть партнеров Banwar
21.04.2013
«Asgard DAC» - це перший компонент комплекту апаратури для високоякісного звуковідтворення « Асгард ».
У цьому проекті мені хотілося застосувати аудіо-ЦАП більш високого рівня, ніж використані в проектах « імператор »І« Імператор-II »PCM2704. Порившись на Ібее в результатах пошуку за запитом «assembled dac board», я вибрав відносно недорогий варіант готової плати аудіо-ЦАП на чіпі фірми Wolfson Microelectronics - WM8740:
Крім самого ЦАПа, на платі також встановлено конвертор з USB в S / PDIF CM102S і цифровий ресивер фірми Burr-Brown DIR9001, здатний обробляти аудіосигнал 24bit / 96K. На виході DAC WM8740 варто фільтр на операційному підсилювачі OP275.
Китайці сильно намудрували з харчуванням на платі. Пристрій живиться від єдиного джерела змінної напруги 9В, яке шляхом численних перетворень на делителях, помножувачах і стабілізаторах перетворюється в 5В і 3,3 для живлення мікросхем і +/- 15В для живлення вихідного ОУ. Таке рішення ніяк не може забезпечити високу якість звуку на виході, тому першим ділом я видалив з плати всі елементи, що відповідають за формування живлячої напруги, а заодно видалив і все роз'єми і тумблери.
Потім був розроблений окремий блок живлення, що забезпечує 2 каналу +5 (для роздільного харчування цифрових і аналогових ланцюгів) і +/- 15В для живлення фільтра на ОУ. Використано 2 окремих трансформатора для 5-вольтів і 15-вольтів каналів. Застосовані інтегральні стабілізатори LM317 (в т.ч. для 5-вольтів каналів) і LM337, так як їх рівень шуму набагато нижче, ніж у популярних 7805 і 7815/7915. Перетворення з 5В в 3,3 проводиться встановленими на платі штатними стабілізаторами LM1117-3,3, входи яких були розділені шляхом розрізання доріжок, щоб утворити окремі канали харчування різних мікросхем.
Для зручності на плату були приклеєні два гвинтових роз'єму для подачі живлення. Також в живлять ланцюгах замість штатних були встановлені конденсатори з дуже низьким ЕПС (low ESR) Sanyo OSCON, зашунтувати плівковими Wima. Харчування подається через дроселі (пізніше я замінив їх феритовими «намистинами»).
Крім того, були внесені поліпшення в вихідний фільтр. Резистори в сигнальних ланцюгах замінені на вироби американської фірми Allen-Bradley, харчування зашунтувати радянськими конденсаторами МБМ 0,1 мкФ:
У цьому проекті аудіо-ЦАПа я застосував рішення, яке не зустрічав в інших diy-проектах цифрових джерел аудіосигналу. Так як я планую використовувати цей ЦАП спільно з комп'ютером, підключаючи по USB, виникла ідея зробити гальванічну розв'язку порту USB, щоб гарантовано виключити можливість проникнення перешкод з комп'ютера в аудіотракт.
В інтернеті я знайшов рішення на мікросхемі ADuM4160, яка відмінно впоралася із завданням:
Все дуже просто, зліва - вхід, праворуч - вихід. Вхідна частина живиться від порту USB, вихідна - від каналу цифрового харчування ЦАП. У корпусі DIP мікросхема не випускається, тому довелося замовити на ібее перехідник. Коли перехідник приїхав, виявилося, що він не такий як треба. Зате їх в посилці було два, і з двох вдалося спорудити один правильний. Для пайки висновків мікросхеми довелося купити паяльник з тонким жалом і спеціальні збільшувальні окуляри.
Плата гальванічної розв'язки USB
Розглянемо конструкцію пристрою і розміщення блоків в корпусі.
Зліва - трансформатори харчування, над ними - мережевий фільтр. Праворуч - двоканальний джерело 5В і Двуполярность +/- 15В. З правого боку - плата ЦАП. Вгорі в центрі - гальванічна розв'язка USB.
Внизу праворуч встановлений підсилювач для навушників на ОУ OPA2132, правіше - розділові конденсатори, підключені до його входу. Регулювання гучності здійснюється змінним резистором Alps RK-27. На передній панелі - гніздо навушників Neutrik.
На задній панелі встановлені вхідні роз'єми USB і S / PDIF (тумблер між ними - вибір входу) і дві пари вихідних позолочених RCA. Одна пара підключена безпосередньо до вихідного ОУ, друга - після регулятора гучності.
Готове пристрій було «прогріте» кілька годин без прослуховування, після чого через навушники Beyerdynamic було проведено тестове прослуховування музичного матеріалу різних жанрів в форматі FLAC, в т.ч. з тестових дисків Denon і Sheffield Lab.
Суб'єктивно, якість звуку - чудове. Відмінна детальність у всьому чутному діапазоні частот, прекрасна сцена, звук легкий і прозорий.
Пізніше було вироблено вимір параметрів ЦАПа за допомогою програми RMAA і звукової карти медіацентру . Результати вимірювань підтвердили суб'єктивне враження - за шістьма показниками з восьми характеристика «відмінно», за двома - «добре».
Нерівномірність АЧХ (у діапазоні 40 Гц - 15 кГц), дБ +0.69, -0.11 Добре
Рівень шуму, дБ (А) -98.1 Відмінно
Динамічний діапазон, дБ (А) 97.8 Відмінно
Гармонійні спотворення,% 0.0017 Відмінно
Гармонійні спотворення + шум, дБ (A) -88.0 Добре
Інтермодуляційне викривлення + шум,% 0.0044 Відмінно
Взаємопроникнення каналів, дБ -96.3 Відмінно
Інтермодуляції на 10 кГц,% 0.0048 Відмінно
Таким чином, з відносно дешевою китайською заготовки вдалося зробити пристрій високого класу, за своїми характеристиками конкурує з промисловими екземплярами вартістю 3-5 тис. Грн. (Приклад - ARCAM rDac на чіпі WM8741, гармонійні спотворення 0,002%, сигнал / шум 112 Дб; вартість - 5300 грн.).
Причиною успіху я вважаю вдало організоване харчування і застосування високоякісних комплектуючих: в пристрої використано електролітичні конденсатори Sanyo, Panasonic, Sanyo OSCON, плівкові Wima, радянські К73-17 і К73-16, МБМ; резистори Allen-Bradley в ланцюгах проходження аналогового сигналу; позолочені вихідні роз'єми; регулятор гучності Alps RK-27; операційні підсилювачі фірм Analog Devices і Texas Instruments. Пайка звукових ланцюгів проводилася серебросодержащим припоєм.