Всім привіт. Сьогодні хочу поговорити про досить непоганий USB ЦАП початкового рівня.

Цей пристріймає зацікавити такі категорії людей:

1) Користувачі ноутбуків і стаціонарників з вбудованою аудіо картою, що вийшла з ладу.

2) Користувачі ноутбуків, виробник яких не повністю додав підтримку Windows 10.
Це якраз мій випадок, детальніше:

Розкрити пояснення

На роботі видали «новий» б/в ноутбук, на заміну мого Lenovo T420, який працював на Windows 7 і знаходився в дуже хорошому стані, але не сумісний з Windows 10, на який компанія вирішила перейти повністю, з ряду міркувань (офіційно через безпеки, але зрозуміло, що тут ще фактор підтримки та сумісності зіграв роль, не тільки з боку Microsoft).

Видали мені HP Revolve 810, який начебто сумісний з Windows 10. Все начебто є, але офіційного драйверасаме на звуковуху немає! Оскільки аудіо досить рідкісне, фірма IDT:
HDAUDIO\FUNC_01&VEN_111D&DEV_76E0&SUBSYS_103C21B3&REV_1003
(Такі чіпи ще любив ставити Intel на свої материнські), дрова знайти особливо ніде.

На форумі HP натрапив на посилання на сумісний драйвервід такого ж користувача як і я, при цьому він каже що драйвер кривуватий.
Так як драйвер узятий незрозуміло де, та й ще не ясно, наскільки добре працює, вирішив не ставити його на робочий ноут, і довелося мені задовольнятися стандартним віндовим драйвером.

Як показала практика, користуватися стандартним, автоматично встановленим драйвером на аудіо можна, але звук буде гіршим, ніж міг би бути з драйвером.
Якщо у вас настільна плата, то при експлуатації такого драйвера можуть виникнути проблеми з працездатністю лінійного входу, а також з іншими функціями. Крім того, при роботі на «стандартному» драйвері немає еквалайзера, який, втім, можна покрутити, наприклад, при використанні foobar2000.
Після Lenovo T420 на тих же навушниках звук мене не влаштував. Та ніби грає, та ніби без спотворень, але музику не дуже хочеться слухати через те, що вона подається як сухо, без колишнього емоційного забарвлення чи що.

3) Як альтернативна аудіо карта на портативні пристроїпід управлінням Android(Умовно називаю аудіо картою, так як на сабжі немає мікрофонного входу, звичного для такої категорії пристроїв). Щодо IOS не можу сказати, можливо там теж заведеться.

4) Користувачів інших пристроїв у яких немає аудіо на борту, і на яких є сумісна ОС.

Раніше, на даному сайті вже розглядалися схожі пристрої, але в такому виконанні я не знайшов, подивившись серед огляданих.

Відразу зазначу, що є більш доступний аналог цього ЦАПу:
, вартістю приблизно в 2 рази нижче, але і якість виготовлення з матеріалами там гірше ... Думав купити її для порівняння, але поки не став, так як у будь-якому випадку перероблятиму вихід (а це зайвий час), і поки що не награвся з першим ЦАП-ом.

На Aliexpress, до речі, цапи на PCM2704 вдвічі дорожчі, і є там в основному «великі» варіанти, ті які з оптичним виходом і RCA.

Перейдемо до ЦАП-у, що оглядається.
Плата виконана дуже якісно. Текстоліт дуже товстий, паяння досить акуратна, флюс відмитий. Виглядає хустки дуже симпатично, але краще, все ж таки, що б вона була в корпусі. Виробник не скупився і поставив танталові конденсатори у вихідний фільтр. Дивіться самі:

Експлуатація та враження про роботу.
Почати працювати з ЦАП дуже просто. Ручне встановленнябудь-яких драйверів не потрібно. Під Windows XP/7/10 драйвер підхоплювався автоматично.

На відміну від вбудованого аудіо, ЦАП відіграє відчутно голосніше, при тому ж рівні гучності. Грає досить якісно, ​​трохи краще, ніж вбудоване в мій ноутбук аудіо, але різниця не особливо відчутна, на рівні похибки.

За словами колеги, з ноутбуком Lenovo, якому пощастило з наявністю realtek (і відповідно повноцінних дров під десятку), на його ноутбуці вбудовується цікавіше за цей ЦАП.

Особисто на мій погляд, сабжу не вистачає «місця» (почерпнув цю досить підходящу алегорію на якомусь «аудіо форумі») та деталізації по Крайній міріпри використанні навушників із імпедансом 32Ом.

Навушнички у мене так собі, але й не самий шлак:

Це Pioneer SE-MJ21.

Спеціально для тестів, з великою знижкоюбуло придбано додаткові навушники, адаптовані для портативної техніки, у тому числі заточені для техніки від виробника яблучної продукції:

У цих навушниках, мабуть через високу чутливість, ЦАП кричить ще сильніше, звук приємніший і цікавий якщо слухати звук тієї ж гучності що й попередніх навушниках, але особливо сильно.

Мабуть позначається низька потужністьвбудованого в PCM2704C підсилювача і досить великі спотворення під час роботи на 32Ом навантаження. Сам ЦАП за аудіофільськими мірками так собі, що підтверджується в параметрах з даташиту.
Більш «крутого» ЦАПу в мене зараз немає, щоб порівняти їх у чоло.

Я не відношу себе до аудіофілів, але все ж таки, часто їхні слова не позбавлені сенсу, навіть якщо вони розходяться з даними з документації, але така судячи з усього рідкісна подія.
Як я вже зазначив, сабж побудований на PCM2704 Cтак само є більше стара версіячіпа PCM2704, без приставки C, який TI не рекомендує для нових проектів. Наскільки я зрозумів при досить поверхневому вивченні даташиту, особливих відмінностейміж чіпами немає, розпинування та характеристики однакові.

Робота під Android:
Під Android ЦАП працює, визначається телефоном протягом секунд 5 і далі помчала.
Я провів лише швидке тестування, випробувавши кілька плеєрів. Всі вони звук через ЦАП відтворюють, але не можуть керувати гучністю, тому гучність на максимумі.
Потрібно покопатися ще в налаштуваннях, але зробити це я зараз не можу, тому що тестував швидко, на чужих смартфонах, через те, що мій червоний рис «скінчився» близько двох тижнів тому, а пошта Росії морозить посилку в Москві вже тиждень, сил моїх немає більше тягнути із оглядом)). Пізніше думаю доповню огляд або випустю окрему нотатку під Android з приміткою про регулювання звуку.

Під Linux не перевіряв працездатність, але працювати має. Якщо хтось із муськівчан дуже зацікавлений, то можу перевірити.

Справа була ввечері, робити не було чого… Кастомізація.

Вирішив городити простенький підсилювач (тестовий макет, не більше) на доступних здвоєних операційних підсилювачах, призначених для аудіо, раптом він «розкачає» вихлоп, подумав я.
Так вийшло, що у мене таких мікросхем було дві, і обидві різні. Одна NE5532P куплена в локальному чіп і дипі за 15р, і OPA2134 куплена пару років тому на taobao, справжня походу).
Коли збирав підсилювач, зібрав спочатку один канал, і кілька днів ганяв його з різними ОУ, оперативно пересмикуючи їх із заздалегідь передбаченої для цього панельки, прямо в ході прослуховування. Звучання було різним, але про це в іншому розділі.

У «закінченому проекті» (думаю все тільки починається, якщо мені не буде ліньки) використовую дві NE5532AP, з чіп і дипу, вони по 21р).

Вийшов ось такий «творіння», призначений для обкатки та тестів:

Тут багато довгих дротів, але це лише менш значущих частинах схеми, вхід зроблено максимально коротким (крім електроліту) й у екрані.

Один із каналів:

Тут імпульсне харчування, від Powerbank-а, одна з перших реалізацій. Докладніше про харчування нижче.

Схемотехніка підсилювача.
Так наявний мініджек (культурно зроблений) загубився десь удома, було прийнято рішення підпаятися до відповідних ніг чіпа для отримання вхідного сигналу на підсилювач.
Згідно з документацією, ноги 14-15 відповідають за виведення сигналу з ЦАП. Підпаювався до цих ніг за допомогою відносно тонкого 50Ом антенного кабелю: . При цьому, до самої ноги паяв тонкий, мідний лакований провід, товщиною приблизно 0.2мм (мікрометра нема у мене, тому не можу точно сказати, та й не так важливо це) і вже їм підпаювався до жили кабелю. Екран кабелю паяв на GND плати, який виявився між двома керамічними конденсаторами, ідентичними для кожного каналу.

Сам підсилювач заснований на наступній, нехитрому схемі включення здвоєного ОУ як підсилювач для навушників, розглянутого компанією BB (TI):


Схема взята від сюди:

На вхід даної схеми було додано послідовний ланцюжок з резистора 4.7К і електролітичного конденсатора 10мкФ. Конденсатор підключається до вхідного сигналу плюсом.
Також був доданий резистор між не інвертуючим входом першого ОУ і землею.

Ось підсумкова схема:

Як паяв і як налаштовував.

Кілька років тому я паяв підсилювач для динамічного мікрофона, і витяг з цього якийсь досвід:
По-перше, якщо робиться тестовий макет, у тому числі з навісним монтажем, провідні з'єднання повинні бути якомога коротшими і по можливості мінімізовані. Відстань між компонентами так само має бути мінімальною.
Слаботкові вхідні ланцюги повинні бути екрановані та не повинні перетинатися з живленням.
Все це допоможе зменшити вхідний, власний шум підсилювача.

Спочатку, напаяв змінних резисторів для тестування вхідного фільтра і для підстроювання коефіцієнта посилення, незважаючи на те, що зазвичай його задають заздалегідь, а потужність вже регулюють змінним резистором, що знаходяться на вході, перед фільтром.
У кінцевому варіанті макета, залишив лише по зміннику 4.7К з'єднаному послідовно з резистором 3.3К, для кожного каналу, в ланцюзі коефіцієнт посилення, що задає.
Крім цього, довелося повозитися з вхідним фільтром, у пошуках оптимальних параметрів. Тут я підглянув у схему цього агрегату:
Знайшов у своїх запасах близько десятка різних конденсаторів. Це були паперові, електроліти, плівкові та інші:

Конденсатори

У результаті сподобалося звучання електроліту 63V 10мкФ, перед яким був поставлений резистор 4.7К.

Про харчування

У цій схемі ОУ необхідно запитувати від двох полярних джерел живлення.
Необхідний був перетворювач з однієї полярної напруги у двох полярних.
З Ebay, зараз десь йде спеціалізована мікросхема для цих цілей, але взята вона була просто порівняти різницю з відносно нормальним двополярним харчуванням (яке я планував зібрати сам), так як на даному сайті її успішно відтестував Kirich і виявив що вона «шумновата», що не є гуд для аудіо. Як приїде перевірю та відпишуся.

У результаті, за основу було взято цю схему:

Цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП) – це пристрій для перетворення цифрового кодуаналоговий сигнал за величиною, пропорційною значенню коду.

ЦАП застосовуються для зв'язку цифрових систем керування з пристроями, які управляються рівнем аналогового сигналу. Також, ЦАП є складовою у багатьох структурах аналого-цифрових пристроїв та перетворювачів.

ЦАП характеризується функцією перетворення. Вона пов'язує зміну цифрового коду зі зміною напруги чи струму. Функція перетворення ЦАП виражається так

U вих- значення вихідної напруги, що відповідає цифровому коду N вх, що подається на входи ЦАП.

U мах- максимальна вихідна напруга, що відповідає подачі на входи максимального коду N мах

Величину До цап, що визначається ставленням , називають коефіцієнтом цифроаналогового перетворення. Незважаючи на ступінчастий вид характеристики, пов'язаний із дискретною зміною вхідної величини (цифрового коду), вважається, що ЦАП є лінійними перетворювачами.

Якщо величину N вхуявити через значення ваг його розрядів, функцію перетворення можна виразити так

, де

i- Номер розряду вхідного коду N вх; A і- значення i-го розряду (нуль чи одиниця); U i - вага i-го розряду; n – кількість розрядів вхідного коду (кількість розрядів ЦАП).

Вага розряду визначається для конкретної розрядності, і обчислюється за такою формулою

U ОП -опорна напруга ЦАП

Принцип роботи більшості ЦАП - це підсумовування часток аналогових сигналів (ваги розряду), залежно від вхідного коду.

ЦАП можна реалізувати за допомогою підсумовування струмів, підсумовування напруги і розподілу напруги. У першому та другому випадку відповідно до значень розрядів вхідного коду, підсумовуються сигнали генераторів струмів та джерел Е.Д.С. Останній спосіб є керованим кодом дільник напруги. Два останніх способуне знайшли поширення у зв'язку з практичними труднощами їх реалізації.

Способи реалізації ЦАП із зваженим підсумовуванням струмів

Розглянемо побудову найпростішого ЦАП із виваженим підсумовуванням струмів.

Цей ЦАП складається з набору резисторів та набору ключів. Число ключів і число резисторів дорівнює кількості розрядів nвхідний код. Номінали резисторів вибираються відповідно до двійкового закону. Якщо R=3 Ом, то 2R= 6 Ом, 4R=12 Ом, тощо, тобто. кожен наступний резистор більший за попередній у 2 рази. При приєднанні джерела напруги та замиканні ключів через кожен резистор потече струм. Значення струмів по резисторах завдяки відповідному вибору їх номіналів теж будуть розподілені за двійковим законом. При поданні вхідного коду N вхвключення ключів здійснюється відповідно до значення відповідних їм розрядів вхідного коду. Ключ замикається, якщо відповідний розряд дорівнює одиниці. При цьому у вузлі сумуються струми, пропорційні вагам цих розрядів і величина струму, що випливає з вузла, в цілому буде пропорційна значенню вхідного коду N вх.

Опір резисторів матриці вибирають досить великий (десятки ком). Тому більшість практичних випадків навантаження ЦАП грає роль джерела струму. Якщо на виході перетворювача необхідно отримати напругу, то на виході такого ЦАП встановлюється перетворювач "струм-напруга", наприклад, на операційному підсилювачі

Однак при зміні коду на входах ЦАП змінюється величина струму, що відбирається від джерела опорної напруги. Це є головним недоліком такого способу побудови ЦАП . Такий метод побудови можна використовувати лише у тому випадку, якщо джерело опорної напруги буде з низьким внутрішнім опором. В іншому випадку в момент зміни вхідного коду змінюється струм, що відбирається у джерела, що призводить до зміни падіння напруги на його внутрішньому опорі і, у свою чергу, до додаткового напряму не пов'язаного зі зміною коду зміни вихідного струму. Виключити цей недолік дозволяє структура ЦАП з ключами, що перемикаються.

У такій структурі є два вихідні вузли. Залежно від значення розрядів вхідного коду відповідні ключі підключаються до вузла, пов'язаного з виходом пристрою, або до іншого вузла, який найчастіше заземлюється. При цьому через кожен резистор матриці струм тече постійно, незалежно від положення ключа, а величина струму, споживаного джерела опорної напруги, постійна.

Загальним недоліком обох розглянутих структур є велике співвідношення між найменшим та найбільшим номіналом резисторів матриці. Разом з тим, не дивлячись на велику різницю номіналів резисторів необхідно забезпечувати однакову абсолютну точність припасування як найбільшого, так і найменшого за номіналом резистора. В інтегральному виконанні ЦАП при числі розрядів понад десять це забезпечити досить важко.

Від усіх зазначених вище недоліків вільні структури на основі резистивних R-2Rматриць

При такій побудові резистивної матриці струм у кожній наступній паралельній гілки менше ніж у попередній двічі. Наявність тільки двох номіналів резисторів у матриці дозволяє досить просто здійснювати припасування їх значень.

Вихідний струм кожної з представлених структур пропорційний одночасно як величині вхідного коду, а й величині опорного напруги. Часто кажуть, що він пропорційний добутку цих двох величин. Тому такі ЦАП називають множинними. Такими властивостями володітимуть усі ЦАП,у яких формування зважених значень струмів, відповідних ваг розрядів, проводиться за допомогою резистивних матриць.

Крім використання за прямим призначенням множаючі ЦАП використовуються як аналого-цифрові перемножувачі, як кодокерованих опорів і провідностей. Вони широко застосовуються як складові елементипри побудові підсилювачів, фільтрів, джерел опорних напруг, формувачів сигналів і т.д.

Основні параметри та похибки ЦАП

Основні параметри, які можна побачити у довіднику:

1. Число розрядів – кількість розрядів вхідного коду.

2. Коефіцієнт перетворення – відношення збільшення вихідного сигналу до збільшення вхідного сигналу для лінійної функції перетворення.

3. Час встановлення вихідної напруги чи струму – інтервал часу від моменту заданої зміникоду на вході ЦАП до моменту, коли вихідна напруга або струм остаточно увійдуть в зону шириною молодшого значущого розряду ( МЗР).

4. Максимальна частотаперетворення – найбільша частота зміни коду, коли він задані параметривідповідають встановленим нормам.

Існують інші параметри, що характеризують виконання ЦАП та особливості його функціонування. Серед них: вхідна напруга низького та високого рівня, струм споживання, діапазон вихідної напруги чи струму.

Найважливішими параметрами для ЦАП є, які визначають його точнісні характеристики.

Точнісні характеристики кожного ЦАП , передусім визначаються нормованими за величиною похибками.

Похибки поділяються на динамічні та статичні. Статичними похибками називають похибки, що залишаються після завершення всіх перехідних процесів, пов'язаних зі зміною вхідного коду. Динамічні похибки визначаються перехідними процесами на виході ЦАП, що виникли внаслідок зміни вхідного коду.

Основні типи статичних похибок ЦАП:

Абсолютна похибка перетворення в кінцевій точці шкали - відхилення значення вихідної напруги (струму) від номінального значення, що відповідає кінцевій точці шкали функції перетворення. Вимірюється одиницях молодшого розряду перетворення.

Напруга зміщення нуля на виході – напруга постійного струмуна виході ЦАП при вхідному коді, що відповідає нульового значеннявихідної напруги. Вимірюється у одиницях молодшого розряду. Похибка коефіцієнта перетворення (масштабна) - пов'язана з відхиленням нахилу функції перетворення від необхідного.

Нелінійність ЦАП – відхилення дійсної функціїперетворення від обумовленої прямої лінії. Є найгіршою похибкою з якою важко боротися.

Похибки нелінійності у випадку поділяють на два типу – інтегральні і диференціальні.

Похибка інтегральної нелінійності – максимальне відхилення реальної характеристики ідеальної. Практично у своїй розглядається усереднена функція перетворення. Визначають цю похибку у відсотках кінцевого діапазону вихідний величини.

Диференціальна нелінійність пов'язані з неточністю завдання ваг розрядів, тобто. з похибками елементів дільника, розкидом залишкових параметрів ключових елементів, генераторів струмів тощо.

Способи ідентифікації та корекції похибок ЦАП

Бажано, щоб корекція похибок проводилося при виготовленні перетворювачів (технологічне припасування). Однак часто вона бажана і при використанні конкретного зразка. БІСу тому чи іншому пристрої. У цьому випадку корекція проводиться введенням у структуру пристрою. БІС ЦАПдодаткові елементи. Такі методи одержали назву структурних.

Найскладнішим процесом є забезпечення лінійності, оскільки вони визначаються пов'язаними параметрами багатьох елементів та вузлів. Найчастіше здійснюють припасування тільки зміщення нуля, коефіцієнта

Точнісні параметри, що забезпечуються технологічними прийомами, погіршуються при впливі на перетворювач різних факторів, що дестабілізують, в першу чергу – температури. Потрібно пам'ятати і про фактор старіння елементів.

Похибка усунення нуля та масштабна похибка легко коригуються на виході ЦАП. Для цього вихідний сигнал вводять постійне зміщення, що компенсує зсув характеристики перетворювача. Необхідний масштаб перетворення встановлюють, або коригуючи коефіцієнт посилення, що встановлюється на виході підсилювача перетворювача, або підлаштовуючи величину опорної напруги, якщо ЦАП є множинним.

Методи корекції з тестовим контролемполягають в ідентифікації похибок ЦАП на всій множині допустимих вхідних впливів та додаванням, розрахованих на основі цього поправок, до вхідної або вихідної величини для компенсації цих похибок.

За будь-якого методу корекції з контролем за тестовим сигналом передбачаються такі дії:

1. Вимірювання характеристики ЦАП на достатній для ідентифікації похибок безлічі тестових впливів.

2. Ідентифікація похибок обчисленням їх відхилень за результатами вимірів.

3. Обчислення коригувальних поправок для перетворюваних величин або необхідних коригувальних впливів на блоки, що коригуються.

4. Проведення корекції.

Контроль може проводитися один раз перед встановленням перетворювача пристрою за допомогою спеціального лабораторного вимірювального обладнання. Може проводитися і за допомогою спеціалізованого обладнання, вбудованого в пристрій. При цьому контроль, як правило, проводиться періодично, весь той час, поки перетворювач не бере участі безпосередньо в роботі пристрою. Така організація контролю та корекції перетворювачів може здійснюватися під час його роботи у складі мікропроцесорної вимірювальної системи.

Основний недолік будь-якого методу наскрізного контролю - великий часконтролю поряд з різнорідністю та великим обсягом використовуваної апаратури.

Визначені тим чи іншим способом величини поправок зберігаються зазвичай у цифровій формі. Корекція похибок з урахуванням цих поправок може проводитися як в аналоговій, так і цифровій формі.

При цифровій корекції поправки додаються з урахуванням їхнього знака до коду ЦАП. В результаті на вхід ЦАП надходить код, при якому на його виході формується потрібне значення напруги або струму. Найбільш проста реалізація такого способу корекції складається з коригованого ЦАП,на вході якого встановлено цифровий пристрій ( ЗУ). Вхідний код відіграє роль адресного. У ЗУза відповідними адресами занесені, заздалегідь розраховані з урахуванням поправок, значення кодів, що подаються на ЦАП, що коригується.

При аналоговій корекції, крім основного ЦАП, використовується ще один додатковий ЦАП. Діапазон його вихідного сигналу відповідає максимальній величині похибки ЦАП, що коригується. Вхідний код одночасно надходить на входи ЦАП, що коригується, і на адресні входи ЗУпоправок. З ЗУпоправок вибирається відповідна даного значення вхідного коду поправка. Код поправки перетворюється на пропорційний йому сигнал, який підсумовується з вихідним сигналом коригованого ЦАП. Через небагато необхідного діапазону вихідного сигналу додаткового ЦАП порівняно з діапазоном вихідного сигналу коригованого ЦАП власними похибками першого нехтують.

Нерідко виникає необхідність проведення корекції динаміки роботи ЦАП.

Перехідна характеристика ЦАП при зміні різних кодових комбінацій буде різною, тобто – різним буде час встановлення вихідного сигналу. Тому при використанні ЦАП необхідно враховувати максимальний часвстановлення. Однак у ряді випадків вдається коригувати поведінку передавальної характеристики.

Особливості застосування БІС ЦАП

Для успішного застосування сучасних БІСЦАП недостатньо знати перелік основних характеристик і основні схеми їх включення.

Істотний вплив на результати застосування БІСЦАП виконує експлуатаційні вимоги, обумовлені особливостями конкретної мікросхеми. До таких вимог відносяться не тільки використання допустимих вхідних сигналів, напруги джерел живлення, ємності та опору навантаження, а й виконання черговості включення різних джерелживлення, поділ ланцюгів підключення різних джерел живлення та загальної шини, Застосування фільтрів і т.д.

Для прецизійних ЦАП особливого значення набуває вихідна напруга шуму. Особливість проблеми шуму в ЦАП полягає у наявності на його виході сплесків напруги, викликаних перемиканням ключів усередині перетворювача. За амплітудою ці сплески можуть досягати кількох десятків значень ваг МЗРі створювати труднощі в роботі наступних ЦАП пристроїв обробки аналогових сигналів. Вирішенням проблеми придушення таких сплесків є використання на виході ЦАП пристроїв вибірки-зберігання ( УВХ). УВХуправляється від цифрової частини системи, яка формує нові кодові комбінації на вході ЦАП. Перед подачею нової кодової комбінації УВХпереводиться в режим зберігання, розмикаючи ланцюг передачі аналогового сигналу на вихід. Завдяки цьому сплеск вихідної напруги ЦАП не потрапляє на висновок УВХ, яке потім переводиться в режим стеження, повторюючи вихідний сигнал ЦАП.

Спеціальна увага при побудові ЦАП на базі БІСнеобхідно приділяти вибору операційного підсилювача, службовця перетворення вихідного струму ЦАП в напругу. При поданні вхідного коду ЦАП на виході ОУбуде діяти помилка DU, обумовлена ​​його напругою зміщення та рівна

,

де U см- Напруга зміщення ОУ; R ос- Величина опору в ланцюзі зворотнього зв'язку ОУ; R м- Опір резистивної матриці ЦАП ( вихідний опірЦАП), що залежить від величини поданого на його вхід коду.

Оскільки відношення змінюється від 1 до 0, помилка зумовлена U см, змінюється в межах (1...2)U см. впливом U смнехтують при використанні ОУ,у якого .

Внаслідок великої площі транзисторних ключів у КМОП БІСістотна вихідна ємність БІС ЦАП (40...120 пФ залежно від величини вхідного коду). Ця ємність істотно впливає на час встановлення вихідної напруги ОУдо необхідної точності. Для зменшення цього впливу R осшунтують конденсатором З ос.

У ряді випадків на виході ЦАП необхідно отримувати двополярну вихідну напругу. Цього можна досягти введенням на виході зміщення діапазону вихідної напруги, а для множать ЦАП перемиканням полярності джерела опорної напруги.

Слід звернути увагу на те, що якщо ви використовуєте інтегральний ЦАП , що має число розрядів більше, ніж вам потрібно, то входи невикористовуваних розрядів підключають до земляної шини, однозначно визначаючи на них рівень логічного нуля. Причому для того, щоб працювати по можливості з більшим діапазоном вихідного сигналу ВІС ЦАП за такі розряди приймають розряди, починаючи з найменшого.

Один з практичних прикладівзастосування ЦАП- це формувачі сигналів різної форми. Зробив невелику модель у протеусі. За допомогою ЦАП керованого МК (Atmega8, хоча можна зробити і Tiny), формуються сигнали різної форми. Програма написана на Сі у CVAVR. Після натискання кнопки сигнал, що формується, змінюється.

БІС ЦАП DAC0808 National Semiconductor,8 –розрядний, високошвидкісний, включена згідно з типовою схемою. Так як вихід у нього струмовий, за допомогою підсилювача, що інвертує, на ОУ перетворюється в напругу.

У принципі можна навіть такі цікаві постаті, щось нагадує правда? Якщо вибрати розрядність більше, то вийде більш плавні

Список літератури:
1. Бахтіяров Г.Д., Малінін В.В., Школін В.П. Аналого-цифрові перетворювачі / Под ред. Г.Д.Бахтіярова - М.: Рад. радіо. - 1980. - 278 с.: іл.
2. Проектування аналого-цифрових контрольно-керуючих мікропроцесорних систем.
3. О.В. Шишів. - Саранськ: Вид-во Мордов. ун-ту 1995. - с.

Нижче ви можете завантажити проект у

Я добре пам'ятаю своє босоноге радіоаматорське дитинство. Тоді не було цих ваших інтернетів, проте були журнали «Юний технік», «Моделіст-конструктор», «Радіо».
Компоненти діставали на звалищах, біля бариг, іноді й у магазинах. Модельний ряд аудіотехніки був дуже широкий. Мої товариші, кому пощастило мати вдома апаратуру промислового виробництва, мірялися сторінками паспортів своїх магнітофонів, підсилювачів та програвачів, де були вказані характеристики.
Чарівні слова «Рівень шумів», «КНІ», «Вихідна потужність» розбурхували наші уми і не давали спокійно спати.

А апарат із Японії – це було потужне враження. Просто їм володіти. Це було стильніше за останню модель ойфону* зараз для сучасної молоді – однозначно.

* під цим терміном я маю на увазі будь-який електронний пристрій, що подовжує, збільшує, а так само дозволяє відчути себе крутіше оточуючих, або бути не гірше. Соррі, відволікся.

Хоча зустрічав я дітлахів – своїх ровесників – досі ойфонами міряються. А хто не мав можливості купити – робили самі. І часом навіть краще, ніж заводське. Природно виміряти параметри було неможливо, але порівнювали на слух і раділи, як діти. Хоча що згадувати? Дітьми ми тоді були!

Минув час, можливостей побільшало. Хтось, втіливши мрію дитинства, нарешті купив собі BMW, від імені АС від Martin Logan. А хтось, як я, продовжує робити техніку своїми руками. І справа не в тому, що я не можу дозволити собі Logan, а в тому, що зробити своїми руками – це цікавіше. Тут важливий результат, а процес. А так купиш, поставиш, і витиратимеш пил раз на тиждень. Часу вже не так багато, як у дитинстві. Тут іноді до ліжка доповзти. Про що я? Ах да. Знов відволікся!

Ну добре. Зробив. Запустив. На слух усе гаразд. Але ж треба й поміряти! А то хтось одразу показує все тх своєї вироби, а тут і показати то нічого... А як поміряти?

Потужність підсилювача – легко. Посилення також. А ось горезвісний рівень шуму та коефіцієнт нелінійних спотворень? Купувати для цього вимірник нелінійних спотворень? Для одного виміру? Сенс? Тягти залізницю в лабораторію? Тож лабораторію ще знайти треба. І що міряти? Як?
Чи є нелінійні, чи є гармонійні спотворення? Зрозуміло, що ці поняття різні, а в оцінці характеристик аудіотракту вони, за малих значень, будуть приблизно однакові. Але потрібний не аналіз, а кількісне значення. Іноземці переважно оперують терміном THD (Total Harmonic Distortion). Та й засоби вимірювання у вигляді комп'ютера та програм під нього вимірюють саме цей параметр. У даташитах вказується він. На форумах та оглядах пристроїв знову він. Тож є сенс оцінювати саме цей параметр.

За моїми спостереженнями, вже стало стандартом "de facto" використовувати для домашніх вимірювань програму RMAA.
Я давно почав підозрювати, що "у консерваторії щось не так". Це було ще кілька років тому. Creative Live мене вже розчарував і з АЦП залишилася тільки вбудована звуковуха. І ось я вирішив провести виміри. Завантажив RMAA, зробив шнури, приготувався. І... Облом.

Результат виміру власних параметрів вбудованого звуку був настільки шедевральним, що я, ридаючи і стукаючи головою об стіл, тільки зусиллям волі не викинув системник з вікна.
Пошкодував колекцію музики на дисках. -70Дб шуму і THD в 0.25% по кільцю це навіть не hi-fi. Той самий результат дала коробочка на РСМ2906. Як із цим жити щось?

Тому я закинув ідею вимірів. Купити зовнішню дорогу картку, за наявності кількох ЦАП, щоб подивитись на циферки я ніяк не міг себе змусити. Поїти? Добре! Подобається? Прекрасно!
Але нарешті і на моїй вулиці перекинулася фура з пивом і чіпсами! В мого товариша з'явилася зовнішня картка. Ну я і вирішив струсити зі шнурів пил, і, заради інтересу, все ж таки поміряти те, що я накреативив за Останнім часом.

Ось цей аксесуар. Creative X-Fi THX. Судячи з відгуків та описів – для вимірювання має підійти.

Ну а тепер я спробую поміряти те, що в мене залишилося живим. Справа в тому, що деяку частину пристроїв, описаних у попередніх частинах моїх статей, я або роздав охочим, або розібрав, або якось доопрацював. Насамперед поховав все РСМ2704-2707. Одна залишилася як тестове джерело SPDIF/I2S.
Те саме спіткало і TDA1541, крім однієї, що в парі з SM5813 збирає пил на полиці. Швидше за все, я не вмію їх готувати, але звук їх мені не дуже подобається.

Тест №1

У тесті брали участь цап, зібрані мною у різний час, та частково ті, що ще не зібрані.
1.TDA1541 + SM5813+ вихлоп даташит на AD822 AD827 (тиснув що було, так і залишилося)

2. PCM1702+DF1706+ Даташитний (РСМ1702) вихлоп на 4х (!) ОУ ОРА2604.
описаний подібний, але на РСМ63. Відрізняється розведенням плати під іншою ЦАП.

3. AD1865+DF1706+ вихлоп на радянських вимірювальних трансформаторах, химерно пофарбованих мною в чорний колір. Транси ці є ось ще не фарбовані.

4. Один із останніх. Диференціальний ЦАП на 2х РСМ1700 + SM5842 + SRC4192+вихлоп даташит. На момент вимірів він лежав у мене, розмазаний по столу без корпусу.

Усі ЦАП працювали від джерела SPDIF EDEL USB Audio interface по SPDIF. Режим виміру 16 біт 48 кгц. (Вище не тягне ТДА1541)

Так доречі! Серед вас немає когось, хто знайомий з розробниками цієї звуковухи Creative? Якщо, будь ласка, забіть їм цвях у голову від мого імені, я цвях відшкодую. Чи руки по лікоть тупою ножівкою? А?
Це ж яким треба бути геніальним, щоб з аудіопристрою остаточно випиляти частоту, кратну 44кгц??? То як ходити без однієї ноги? Сюрприз такий трохи несподіваний був для мене. Я розумію, що у маркетолога смартфон і він через нього слухає, але не так вже й зовсім...

Гаразд, мірятимемо тим, що є. Як працює програма, і, як вважає, я не знаю. Але щось помірялося. Я, з вашого дозволу, по ходу справи коментуватиму те, що наколгоспив.

Результат

Очевидно, він цілком очікуваний. Для мене. Я думав буде дуже гірше. Графіки цікавіші.
АЧХ:

Тут видно незрозумілий спад у ТДА1541 і підйом у АД1865. Ну з АД1865 зрозуміло, там на виході трансформатор, і схоже десь є резонансний ланцюг. Або на вході чи на виході. По звуку все чудово.

Шум:

Тут яскраво видно горб на 50Гц. Ніяк і нічим не забирається. ЦАП і комп'ютер на загальній землі, в одній розетці, нуль окремо, SPDIF розв'язаний скрізь через трансформатор. Фільтри за правилами. Положення вилки в розетці на картину не впливає. Вухом не чути. Дивно...

Ну і THD+noise:

Тут видно, що шлейф гармонік лізе у ТДА1541 і трохи нижче у АД1865. Інші непогано. Що не так у 1541 – не можу сказати, вихлоп зроблений за датасітом. Міняти ОУ не став, було бажання просто виміряти. Як я вже казав, я не вмію їх готувати. А ось у АД1865 схоже дається взнаки трансформатор. Тож його вибір та узгодження з ЦАП та з ОУ – завдання не просте навіть на перший погляд.

Гаразд. Так як звуковуху я брав на якийсь час, треба спробувати інші варіанти.
Потрібно перевірити вплив джерела та способу подачі цифри на результат вимірювань.

Тест №2

Тепер тестую два пристрої:
1.ЦАП на РСМ58з вихлопом "рогів - дискрет", описаним :

2. Останній виріб на РСМ1700у диференціальному включенні.

Обидва апарати зібрані за однаковою топологією, SRC4192 працює в режимі "output port master 256fs", тактова частота 24.576.000мгц для сітки, кратної 48кгц. SM5824 із половинною частотою (на повній працює зі збоями).

Використані два джерела цифрового сигналу: EDEL USB Audio interface та Phantom USB Interface на TAS1020 Режим 16*48 та 24*64.
Тут відразу виліз одвірок виміру від Creative:
Дані для 16*48.

І для 24*96.

Вражаюча різниця в рівні шумів. Обидва ЦАП випередили Creative за шумами.
Ось графіки шумів:
16*48:

та 24*96:

я не думаю, що це пов'язано з роботою цап, там же SRC все усереднює, а ось АЦП у Creative на 24*96 явно працює в кращому для нього режимі, тому менше відсеб'ятини.

Проте THD незмінно, що й зрозуміло.
16*48:

та 24*96:

Причину такої поведінки РСМ58 тут пояснити не складно. Вихлоп "Рогов" на зібраний був на тому, що є, без підбору по h21, тому і звучання у нього "гармонійніше".
До речі, його звучання мені подобається більше, ніж РСМ1700 з даташитним вихлопом. Хоча за виміром остання явно краща.

Зате в цьому випадку зрозуміло одне - джерело цифрового сигналу на вплив не впливає. Я навіть через ASIO прогнав. Не думаю, що роздільної здатності цієї вимірювальної системи, так само як і самих моїх ЦАП вистачить, щоб вловити різницю в джерелах, якщо вона є.
На слух я її не чую.

Тест №3

Мені цікаво було потикати різні ОУ. І порівняти. Я розумію, що з технічного погляду це не правильно, що потрібно підбирати
номінали деталей, корегувати схему та плату під конкретний ОУ, але тут був суто спортивний інтерес.
Як на зло, під рукою не було великого вибору одиночних ОУ, тому тест виявився не таким розширеним, як хотілося.

ЦАП той самий – РСМ1700.

У секції I/U були випробувані AD811 та LT1363 (їх було більше 4х), у секції фільтра – OPA627, LME49990, LT1122.
THD:

Тут картину зіпсувала лише LME49990, яка чомусь показала сильно завищений рівень і гармонік, і інтермодуляційних спотворень.
Я не стверджую, що їй не місце у фільтрі, але схоже під неї треба вже ретельно підбирати номінали та обв'язування. На дозвіллі займуся, якщо вимірку не відберуть.

Ну і в ув'язненні літр бальзаму для любителів та професіоналів.
Зустрічайте! Дельта та сигма! Лід та полум'я! Жерсть і пластик!
Це мої.
SPDIF. Там нічого іншого немає.
24 біти, 96 кгц.

1.АК4113 + 2*РСМ1794Ау моно режимі.
2. АК4113 + АК4396.
Вихлоп скрізь – датає. Посилений буфером на BUF634 зі струмом спокою 30мА.

Тут, крім невеликих дефектів монтажу та розведення, навіть коментувати нічого.
АЧХ:

Шум:

THD:

Підвищений IMD у АК4396 я думаю обумовлений роботою підсумовуючого ОУ, режим і обв'язку якого потрібно підбирати ретельніше. Тип ОУ не пам'ятаю, корпус було розкривати лінощі.
І тому що вони у мене не в роботі, а на полиці – то не знаю, чи займусь коли, чи швидше перезберу в іншій якості.

Які висновки я зробив для цих результатів?

Я давно для себе виробив термін "комфортне звучання". Якщо я вважав колись те, що чим нижче THD, тим воно комфортніше – ні. Прямо протилежно. Може, в інших і не так. Цим же, напевно, можна пояснити любов людей до ламп у підсилювачах. Лампи додають у сигнал свої гармоніки, причому низьких порядків, як чутніші, цим гармонізують звук.
Сам я пересів на камені в усилках, зайва "гармонізація" порівняно з камінням у моїх очах програла.
Істина все одно десь поряд.

Разом:

1. До монстрів цапобудування мені ще дуже далеко крокувати.

2. На якість звуку ЦАП найсильніше впливає аналогова частина. Так як струм на виході Дельта-Сигми більший, ніж у Мультбітному ЦАП, то режим роботи ОУ в каскаді перетворювача струм/напруга буде іншим, шумів і наведень менше. Тип ОУ теж важливий, але з цим треба розбиратися.

3. Живлення та розведення. Від цього залежить шум та інше. Хоча на слух все чудово. За особистим спостереженням, якщо не маєш удома безехової камери, то цей параметр не такий важливий. Влітку, через прочинене вікно, я чую шум і крики дітей з вулиці, хоча сиджу в навушниках.
Про який шум -90Дб можна говорити?
Якщо засунути вухо в пищалку в паузі та викрутити гучність на максимум – чути легкий шум. Фона 50/100Гц немає. Енергозбереження, комп'ютери, дешеві DVD, WI-FI, GPRS, GPS та інше S ніхто вже не скасує, або в полі, де до найближчої ЛЕП 5-10км. Але це для запеклих...

4. Низький THD у дельт – некомфортне звучання. Ну не можу я змусити її слухати, якщо паралельно з нею працює РСМ58, і переключити два ЦАП - це одне клацання селектора на преді. Не перемикаю.

5. Якщо потрібно THD як у даташите - краще купити готове у гуру або у відомого виробника. Приготувати самому цифру з кількома нулями досить складно, а іноді в домашніх умовах і неможливо, якщо у вас немає в підвалі лінії виробництва багатошарових ПП, або сусід цим не займається випадково. Якщо не потрібно, робіть самі – це цікаво!

Для тих, кому цікаво, що там за ЦАП на РСМ1700

Схема аналогічна ЦАП на РСМ58. Додано можливість роботи від чотирьох входів. SPDIF coax, SPDIF optical, I2S, I2S master/slave для роботи з EDEL. Мультиплексування входів на SN74LVC1G125. Повна перевірена підтримка 24*192.
Повна гальванічна розв'язка I2S входів через ADuM1400 та IL715. SPDIF ресивер АК4113. Так як АК4113 не може регенерувати клок вище 128fs в режимі 192кгц, його клок не використовується, а дані проходять відпрацювання в SRC4192 із зовнішнім клацанням від TCXO на 40.000мГц.
Реклок на три частоти – синхронний на 24.576000мГц, 22.579400мГц та асинхронний на 40.000000мГц.Хоббі-радіоелектроніка.
Захопився залізом ще з раннього дитинства, чим завдавав чимало клопоту батькам.
Не брали в радіокухоль у 4 класі,т.к. у школі ще не викладали фізику (ось такі були правила).
Зараз займаюся ремонтом та налаштуванням комп'ютерів, вільний часщось паяю чи збираю-розбираю:)

Сподобалось? Палець вгору!

• всього лайків: 94

Головне в нашій справі – взяти вірний старт! Я не зобов'язаний піклуватися про вибудовування лінійки продуктів від дешевого ширвжитку до самого high-end"а. Тому можу дозволити собі відразу вибрати чіп, що сподобався, цифро-аналогового перетворювача і будувати дизайн навколо нього. Отже, за основу був взятий "містичний ЦАП" "Як його називають в Мережі. Я не робитиму з маленької мікросхеми великого секрету, але давайте все ж для початку збережемо інтригу."

Побудувати гарний ЦАПдля себе коханого я збирався ще з минулого століття, але якось всі руки не доходили і пріоритетніші завдання брали гору. І ось тут мені на радість з'явився замовник, з одного боку здатний оцінити гарний звук, з іншого боку - приголосний миритися з певним рівнем " самомодельщины " у закінченому устрої. Звичайно, я докладу всіх зусиль, щоб мої клієнти залишилися задоволені своїм вибором. Що втрачають мої "pre-production" вироби порівняно із серійними апаратами розкручених брендів – так це:

1. частина монтажу виконана павутинкою на "сліпих", а не на друку, що позитивно відбивається на якості звуку, але, на жаль, не буде доступно в серійних зразках;
2. я не заощаджую на дрібницях типу мережевого фільтраабо шунтуючих ємностей, у чому, до речі, неодноразово доводилося викривати всіма визнані авторитети;
3. "бренд" мій ще не надто широко відомий у вузьких колах 🙂

На старт, увага...

З чого почати? Правильно, найкраще з готового пристрою, Нехай навіть і простенького, але містить ключові компоненти. У Китаї за US $ 50 був придбаний непоганий набір для самостійного складанняЦАП. Як я вже , китайський економічний геній не відрізняється особливими технічними талантами, так що все в тому наборі було по-мінімуму, в точності по datasheets. Зате до наборів додавались дуже відповідні R-core трансформатори.

на даному етапіне стояло завдання якось особливо управляти цифровим приймачем або ЦАП", тому жорстко зашитий мінімалістський ланцюжок S/PDIF->I2S->DAC мене цілком влаштував.

Свідомо не прагнув знайти ЦАП із USB входом. Причина проста: комп'ютер фонить дуже сильно і пускати все це сміття в аудіо-апарат немає жодного бажання. Звичайно, є методи, але мені досі так і не потрапило жодного ЦАП із грамотною розв'язкою USB входу(Апарати за 1К зелених і вище, а так само вироби російських аудіо-"шульги" не в рахунок).

Вважаю за необхідне відзначити, що незважаючи на всі мої причіпки до схемотехніки тощо, якість виконання друкованої плати просто відмінна!

Беремо контроль над ситуацією до своїх рук

У документації на ЦАП одному місці написано, що ніжку аналогового живлення треба зашунтувати електролітом в 10мкФ і керамікою 0.1мкФ. На схемі нога 18 так і зашунтована.

Трохи далі в тому ж документі сказано, що вхід на ніжці 17 бажано зашунтувати електролітом 10мкФ і керамікою 0.1мкФ. Розробник надійшов у повній відповідності, виконавчий товаришу, просто молодець!

Ще в одному місці документації сказано, що 17 ногу можна, можливозавести прямо на аналогове харчування. Що й бачимо на схемі 🙂

Що найкумедніше, не тільки у схемі, а й на друкованій платівсе так і розведено: з двома електролітами та двома конденсаторами по 0.1мкФ, з коротуном прямо між 17 і 18 ногами чіпа (доріжка до конденсаторів від 17 ноги йде під корпус мікросхеми):

Все прийшло саме таким ось брудненьким із заводу. Як я це відмивав – окрема історія 🙂

Для особливо цікавих: крок ніжок корпусу мікросхеми – 0.65мм.

В друга мого Вадича-Борисича попалася мені якось ВКонтакте шикарна картинка: " опір марнийОсь, навіяло, воно тут так само марно, як дубльовані шунтуючі конденсатори на схемці вище, перемалював "схему" спеціально для Вас:

Мені ж потрібно було керувати тим, що відбувається на 17-й ніжці. Довелося різати живим. Добре ще не під чіпом завели перемичку - перспектива відпоювати одну ніжку SSOP корпусу якось не тішить.

Посередність – за борт

Який цифроаналоговий перетворювач обходиться без операційних підсилювачів?

Правильно, тільки якісний ЦАП. Так що скромний фільтр на NE5532 я просто не став напоювати. Може й варто було, щоб було що послухати для порівняння і переконатися, наскільки непереконливо грають глибокі петльові ООС... Але я вже маю CD-програвач від маститого виробника, який дуже старанно відіграє дуже посередній звук ОУ, хоч і захованих за звучною назвою HDAM та впаяних у екранчики. Та й інших подібних "зразків" достатньо.

Вчитися, вчитися і... думати!

Мабуть на всіх без винятку ЦАП від виробників з "піднебесної" спостерігаю одні й самі паровози з "КРЕНОК" (фото справа не моє, виловлено в Мережі). Включаючи віялом послідовні стабілізатори напруги розробники, очевидно, намагаються домогтися кращої розв'язки живлення та зменшення проникнення перешкод з цифрової частини в аналогову. На жаль, у масах відсутнє те, що я називаю "струмовим мисленням" у схемотехніці. Насправді все просто і... трошки сумно.

Подивіться на якусь LM317 з боку виходу. Напевно, знайдете 10мкФ електроліт і ще трохи дрібних ємностей. Тепер давайте прикинемо постійну часу в цьому ланцюзі: досить зазирнути в dataheet і переконатися, що вихідний опір "кренки" дуже невеликий, чого і домагалися розробники інтегрального стабілізатора. Точно вважати, чесно зізнаюся, зараз ліньки, але перешкоди з частотами скажемо від 100КГц і нижче кренка "бачить" прямо на своєму виході, або керуючому електроді і, як її і спроектували - передає ці пульсації "нагору по команді", старанно намагаючись утримати напругу на своєму виході.

Коливання струму потрапляють вихід більш високовольтного стабілізатора. Дотримуючись тієї ж логіки, все ще досить високочастотні зміни струму практично безперешкодно гуляють по всьому ланцюжку стабілізаторів. І свисчать і шумлять на все оточення.

Єдине раціональне зерно в застосуванні двох лінійних стабілізаторів поспіль я бачу лише в тому, що маленькі точні стабілізатори зазвичай не переносять високих вхідних напруг, а набори для самоскладання ЦАП часто потрапляють до рук паяльників-такелажників, які нерідко навіть не турбуються зазирнути в доки на застосовані компоненти і набори ті, як і раніше, повинні працювати.

Поширення досить високочастотних перешкод легко запобігти додавши в схему звичайних резисторів. Прості RC фільтри по входулінійних стабілізаторів забезпечать чудову розв'язку ВЧ пульсацій в обидві сторони, різко скоротивши "відстань" за схемою, доки доберуться кидки струму (включаючи і "земляний" провід!)

Отже, харчування зазнало серйозних змін на платі. На жаль, не обійшлося без пари перерізаних доріжок та навісного монтажу.

Іноді маленький резистор набагато ефективніший, ніж великий конденсатор:

Ставимося з повагою до спадщини предків

Замість тупого мосту ставимо супер-швидкі діоди у випрямляч, що відчутно знижує удари струму в моменти замикання діодів. Цей прийом досить популярний і цілком осмислений, тому скористаємося ним і ми:

До речі, саме нерозуміння того, як розв'язати лінійні стабілізатори по ВЧ і приводить прискіпливих розробників до того, що на кожен блок схеми починають ставити окремий трансформатор. Інше дуже популярне, але теж витратне рішенняпроблеми послідовних стабілізаторів: використання зв'язок джерело струму – паралельний стабілізатор. У даному випадкуз розв'язкою все гаразд, тільки потужності розсіювати доводиться з чималим запасом.

Не вимагатимемо надто багато від "кита"

Для опису серії експериментів із різними стабілізаторами потрібна окрема стаття. Тут лише зазначу, що до честі розробників із Піднебесної, обраний ними LDO стабілізатор lm1117, можливо, найкращий варіантіз серійно випускаються та відносно доступних інтегральних стабілізаторів. Будь-які 78ХУ, LM317 і що з ними просто відпочивають через невідповідно великого вихідного імпедансу (міряв на 100КГц). На жаль, у той самий кошик пішли і прецизійні LP2951. Трохи краще поводиться TL431 у схемі стабілізатора, що шунтує, але там своя історія: TL431 бувають дуже різні, залежно від того, хто їх робив. 1117 виграє з великим випередженням. На жаль, він же виявляється і найгучнішим стабілізатором. Вурчить, пищить і з навантаженням і без.

Довелося збирати стабілізатор самому на дискретних компонентах. Усього з двох скромних транзисторів, слідуючи ідеології HotFET, вдалося "вичавити" все те, що в інтегральному виконанні вимагає десятків транзисторів і не дотягує. Звичайно, для забезпечення роботи "солодкої парочки" потрібно ще кілька активних компонентів... але це знову вже зовсім інша історія.

Цікавий результат макрозйомки: неозброєним окомне помітив, що плата не до кінця відмилася від флюсу.

Полімери правлять балом

Останнім доопрацюванням, спрямованої на досягнення найбільш правильної передачі звуку, стало "вигладжування" харчування.

У критичних місцях було замінено звичайні (нехай і непогані ChemiCon) алюмінієві електроліти з набору - на алюмінієві твердотільні Sanyo OS-CON. Оскільки збирав два однакових набори паралель, була можливість влаштувати "А/Б" тестування. Різниця на межі чутності, але вона є! Без сигналу із звичайними електролітами, на (дуже) великому посиленні, у навушниках був присутній якийсь "шумовий простір". Полімерні електроліти переносять нас до абсолюту.

Sanyo OS-CON - фіолетові барильця без надпилу на кришці.

Не хочеш думати головою – працюй руками

Практично на всіх платах та наборах ЦАП із застосуванням цифрового приймача CS8416 китайці ставлять тумблер, щоб користувач міг вибрати між оптичним та мідним входом S/PDIF (фото справа – типовий приклад, виловлений у Мережі). Так ось: не потрібен там перемикач, мікросхема приймача цілком може слухати два входи без будь-якої допомоги ззовні, чи то грубий тумблер чи мудрий мікроконтролер.

Поділяюся з Вами трюком, підглянутим на демо-платі від самих Cristal Semiconductor. Достатньо підключити мідний S/PDIF до RXN, а вихід оптичного TOSLINK приймача - до RXP0.

Сподіваюся, чи не треба пояснювати, як таке працює? 😉

Навіть у референтному дизайні фірмачі напахали, забули-таки шунтуючий конденсатор у харчуванні TORX 🙁

Економія чи безграмотність?

Дуже корисно почитати документацію виробників, особливо тих, що роблять ті самі мікросхемки, на які потім моляться аудіофіли. Розкриваю самий секретний секрет: reference design board, evaluation board і тому подібні "пробнички" від виробників зазвичай містять приклади грамотногозастосування тих самих мікросхем. Причому купувати всі ці плати зовсім не обов'язково, та й цінники на такі "зразки" бувають різні: і 50, і 400, і за тисячу зелених можуть перевалити. Але, дорогі мої розробники, документацію на всі ці плати викладено в відкритому доступі! Гаразд, добре повчати.

Отже, чого недочитали китайці, або на чому вони заощадили: скромні керамічні конденсаторчики, що шунтують, в 1000пФ в паралель до 10мкФ і 0.1мкФ. Здавалося б, навіщо, адже такими ємностями ми шунтуємо частоти від десятків мегагерц і вище. Аудіо-діапазон прийнято рахувати до 20кГц, ну до сотні кГц. Але цифрову частину в цифро-аналоговому перетворювачі ніхто не скасовував. Так ось саме перешкоди на десятках мегагерц безперешкодно гуляють по недорогих самобудних ЦАП", змушуючи тремтіти в страху все PLL і створюючи тим самим ідеальні умови для виникнення ДЖИТТЕРА, що наводить жах.

Ще один популярний спосіб заощадити на сірниках

Переважна більшість виробників як джерел цифрового аудіо-сигналу, так і цифро-аналогових перетворювачівекономлять 30...50 центів кожному пристрої. Розплачуємось за це ми, користувачі. Подробиці читати.

Який high-end без ламп?

Веселять мене полчища tube-DAC і tube-headphone-amplifier's у ціновому діапазоні від півтори сотні до сотень доларів, що наповнили ринок останнім часом. Мабуть подобається народу, як шипить і спотворює лампочка при 15...24 вольт анодного. Втім, Розбір всіх болячок подібних ЦАП і псевдо-лампових підсилювачів для навушників - тема для окремої статті, та не однієї.

(Фото справа для прикладу, у мене такого лампоцапа немає)

Багата тема. Я тут лише верхи пробігся, аналогову частину взагалі не торкнувся. А як цікаво буває розвести правильно "землю" або організувати просте і при тому зручне керуванняапаратом. І чого варті одні атенюатори - адже їх можна вибирати різного опору, будувати за різними топологіями, включати в різних частинахтракту. Узгодження джерел із навантаженням - дуже, дуже цікаве, знаєте, питання!... Але на сьогодні пора мені вже закруглюватися.

BOM, або Bill of Materials

Звісно, ​​п'ятдесятьма доларами справа не обмежується. Керамічні конденсатори із набору були замінені плівкою. Діоди Шоттки, якісні електроліти, та багато чого довелося додати, не кажучи вже про корпус. Ну і, звичайно, мій підсилювач HotFET: всього 2 (два) каскади посилення від виходу ЦАП до навушників або виходу підсилювач. Не багато не мало, а тільки в самому підсилювачі 32 транзистора нарахував у стерео варіанті. І транзистори все - JFET "и і depletion MOSFET". Ніяк у півтинник зелених не вкладаюсьнавіть по комплектуючих 🙂 Причому зауважте, це без будь-якої аудіофільської езотерики. Ну та щодо цього у мене теж є своя думка. Адже є люди, які вважають, що поставивши "правильні" компоненти - будь-яку схему можна змусити звучати. Якщо Ви, дорогий читачу, з їхніх рядів – навчіть, я прислухаюся, посперечаюсь, відслухаю і розповім усім про свої досліди прямо на цьому сайті.

Так де ж обіцяна халява?

Друзі, ця стаття - просто роздуми, нотатки на полях, була написана гарячими слідами переробки китайськоЦАПу. Сам я більше в таку авантюру нізащо не вплутаюся: хоч і вийшло непогано, але обійшлося занадто дорого за часом і зусиллями. І нікому не раджу. Коли розбирався з тим набором - отрута просто сочилася, що і позначилося в статті 🙂 Перепрошую за трохи гордовитий стиль викладу, і якщо не виправдав ваші очікування і не запропонував роздачу безкоштовних хайендних цапів населенню 😉

Якщо ж Вам було цікаво – дайте знати, будь ласка. Матеріалу в засіках ще багато, а ось сили, мотивацію публікувати та оформляти все це дають переважно відгуки, коментарі моїх читачів.

ЦАП– цифро-аналогові перетворювачі – пристрої, призначені для перетворення дискретного (цифрового) сигналу на безперервний (аналоговий) сигнал. Перетворення проводиться пропорційно двійковому кодусигналу.

Класифікація ЦАП

На вигляд вихідного сигналу: з струмовим виходом та виходом у вигляді напруги;

За типом цифрового інтерфейсу: з послідовним введенням та з паралельним введенням вхідного коду;

За кількістю ЦАП на кристалі: одноканальні та багатоканальні;

За швидкодією: помірної швидкодії та високої швидкодії.

Основні параметри ЦАП:

1. N – розрядність.

2. Максимальний вихідний струм.

4. Розмір опорного напруги.

5. Роздільна здатність.

6. Рівні керуючого напруги (ТТЛ чи КМОП).

7. Похибки перетворення (похибка усунення нуля на виході, абсолютна похибка перетворення, нелінійність перетворення, диференційна нелінійність). 8. Час перетворення - інтервал часу з моменту пред'явлення (подачі) коду до появи вихідного сигналу.

9. Час встановлення аналогового сигналу

Основними елементами ЦАП є:

резистивні матриці (набір дільників з певним ТКС, з певним відхиленням 2%, 5% і менше) можуть бути вбудовані в ІМС;

Ключі (на біполярних чи МОП-транзисторах);

Джерело опорної напруги.

Основні схеми побудови ЦАП.

21. Ацп. Загальні положення. Частота дискретизації. Класифікація ацп. Принцип роботи ацп паралельної дії.

По швидкодії АЦП ділять на:

1. АЦП паралельного перетворення (паралельні АЦП) – швидкодіючі АЦП, мають складне апаратне використанняодиниці ГГц.  дозвіл N = 8-12 біт, Fg = десятки МГц

2. АЦП послідовного наближення (послідовного рахунку) до 10МГц.

3. Інтегруючі АЦП сотні Гц.  дозвіл N = 16-24 біт, Fg = десятки

4. Сигма-дельта АЦП одиниці МГц.  дозвіл N = 16-24 біт, Fg = сотні Гц

22. Ацп послідовного рахунку. Принцип дії.

23. АЦП послідовних наближень. Принцип дії.

Цей код з виходу РПП подається на ЦАП, який видає відповідну напругу 3/4Uвхmах, яка порівнюється з Uвх (на СС) і результат записується в той же розряд четвертим тактовим імпульсом. Далі процес триває доти, доки не будуть проаналізовані всі розряди.

Час перетворення АЦП послідовного наближення:

tпр = 2nTG, де TG - період проходження імпульсів генератора; n - розрядність АЦП.

Такі АЦП поступаються швидкодією АЦП паралельного типу, проте вони дешевші і споживають меншу потужність. Приклад: 1113 ПВ1.

24. Принцип роботи АЦП інтегруючого типу.

В основі принципу роботи інтегруючого АЦП лежать два основні принципи:

1. Перетворення вхідної напруги на частоту або тривалість (час) імпульсів

Uвх → f (ПНЧ – перетворювач напруга-частота)

2. Перетворення частоти або тривалості (часу) на цифровий код

f → N; T→ N.

Основну похибку вносять ПНЧ.

АЦП цього типу здійснюють перетворення на два етапи.

На першому етапі вхідний аналоговий сигнал інтегрується і це проінтегроване значення перетворюється на імпульсну послідовність. Частота проходження імпульсів у цій послідовності або їх тривалість буває промодулирована проінтегрованим значенням вхідного сигналу.

З другого краю етапі ця послідовність імпульсів перетворюється на цифровий код - вимірюється її частота чи тривалість імпульсів.