Эксклюзивный ЦАП на PCM58 с лампами EF11, EF13 "черепашками" Telefunken в задающем генераторе
Эксклюзивный ЦАП на PCM58 с лампами EF11, EF13 "черепашками" Telefunken в задающем генераторе
Для питаний ЦАП-а применены параллельные стабилизаторы напряжения на винтажных PNP транзисторах
Для питаний ЦАП-а применены параллельные стабилизаторы напряжения на винтажных PNP транзисторах
Сменный HDCD модуль в специально предусмотренном разъеме для подбора микросхем цифрового фильтра ЦАП -а
Сменный HDCD модуль в специально предусмотренном разъеме для подбора микросхем цифрового фильтра ЦАП -а
Сдвиговый регистр на трех корпусах логики  в экспериментальном цифро аналоговом преобразователе на PCM58
Сдвиговый регистр на трех корпусах логики в экспериментальном цифро аналоговом преобразователе на PCM58

Выбор цифрового фильтра

 

Итак, остановив свой выбор в финальном варианте цифро аналогового преобразователя на микросхеме ЦАП Burr-Brown PCM58 передо мной в полный рост встала проблема интеграции в схему цифрового фильтра. Хочу сказать, что цифро аналоговые преобразователи, использующие дельта/сигма и похожие на него алгоритмы я недолюбливаю за неестественные эффекты, возникающие на их выходе. Цифровых фильтров я испытал множество и так и не пришел к однозначному выводу, нужны ли они в составе высококлассного ЦАП-а или нет. Некоторые фрагменты музыки и целые композиции без цифрового фильтра звучат намного рельефнее, живее и богаче, чем с ним. А некоторые без ЦФ вообще слушать невозможно, вот такая двойственность – малопонятная… Здесь многое зависит от того с чем работает non-over-sampling ЦАП, но результат по любому – неоднозначный.

Еще в своих первых в цифро аналоговых преобразователях я делал тумблеры, позволяющие либо подключать цифровой фильтр на выход микросхемы ЦАП-а, либо работать напрямую. Пять лет непрерывного щелканья убедили меня в том, что аудиофилам нужно предоставлять возможность самим выбирать работу ЦАП-а: с цифровым фильтром или без. В связи с этим в схеме экспериментального цифро аналогового преобразователя топ класса на микросхемах PCM58 Burr-Brown я предусмотрел разъем с шестью модулями, которые меняются в течение нескольких секунд. В разъем можно установить либо сдвиговый регистр моей разработки (смотрите по ссылке), либо цифровой фильтр из приведенного ниже перечня:

 

 

Чего вполне достаточно для подбора характера звучания ЦАП-а практически под любой вкус. О сравнении звучания и особенностях применения разных микросхем цифровых фильтров есть отдельная статья. Предварительно могу сказать, что из представленного перечня больше всего мне нравится микросхема цифрового фильтра CXD1144, однако именно этот ЧИП очень дефицитен, достать его у поставщиков практически не реально и в серийный ЦАП на PCM58 Burr-Brown он ставиться не будет.

 

Сдвиговый регистр

 

Что касается сдвиговых регистров, я так же, как и с цифровыми фильтрами перепробовал массу разнообразных вариантов. В интернете информацию по сдвиговым регистрам распространяют какие-то неадекваты или вредители, пишущие про необходимые для их реализации «десятиэтажные» схемы. На самом же деле, для того чтобы подключить ЦАП-ы с разрешением 18, 20, 24 bit к сигнальному процессору по шине i2s и протоколом передачи данных Sony нужно всего 3 логических микросхемы. При этом в шину данных ничего врезать не нужно т.к. это приводит к сильной деградации звучания.

Я не говорю про моду – ставить сложные PLIS-конверторы форматов, которые одновременно выполняют роль сдвигового регистра. Такой PLIS-конвертор я пробовал в качестве эксперимента один раз и убедился в его полной непригодности для получения качественного звука. Регистр сдвига предназначен для того, чтобы задерживать сигнал обновления загрузки ЦАП-а на 2, 4, 8 bit клоков соответственно (для 18, 20 и 24 bit). Сам сдвиговый регистр должен быть собран на высококачественных винтажных элементах, проверенных на музыкальность и иметь хорошо организованное линейное питание. Для серийного варианта своего ЦАП-а я предусмотрел сдвиговый регистр на логических микросхемах 80-х годов Сигнетикс, питающийся от «параллельного» стабилизатора напряжения на винтажном транзисторе Telefunken.

 

S/Pdif приемник

 

Расскажу о входном S/Pdif приемнике. Выбор микросхемы Yamaha YM3623 скорее спонтанный, чем основанный на каком-либо расчете. По всем интернет публикациям эта допотопная микросхема имеет огромный джиттер, что неприемлемо с точки зрения инженерного подхода к конструированию ЦАП-а высокого класса. Однако здесь не все так просто. Именно этот синхронный S/Pdif приемник с реклоком звучит гораздо круче намного более новых и схемотехнически навороченных. Из чего возникает законный вопрос, а намного худший звук более новых девайсов не от внутренней ли навороченности зависит? Может в том и дело, что входной S/Pdif приемник Yamaha YM3623 внутри сделан так, что проще некуда: минимум логики, минимум форматов, потребляемый ток меньше 10 мА. Особенно в сравнении с чипом от Crystal cs8412 и модными сейчас DIR микросхемами.

Вся эта масса логики внутри DIR и Crystal требует качественного питания и генерирует помехи по внутренним шинам, которые естественно пролезают на выход микросхемы. Ведь по логике хорошего звука «чем проще структура микросхемы, тем экологичнее, чище и натуральнее обстановка внутри нее».

Эти измышления нашли подтверждение в сравнениях звучания макета ЦАП-а на PCM58 с возможностью горячего «перетыка» S/Pdif приемников разных производителей и годов выпуска. В результате я остановился на Yamaha YM3623, хоть ее и ругают все, кому не лень. Вспомните, самые дорогие внешние цифро аналоговые преобразователи 80-90 годов, которые были укомплектованы именно этой микросхемой! Yamaha YM3623 так же стояла в многочисленной профессиональной технике для обработки звука. Для ЦАП-а высшего класса я выбрал эту микросхему как базовую и дополнил ее внешним приемником с гистерезисом типа AM26LS32 (в керамическом корпусе) и входным S/Pdif трансформатором.

 

Ламповый задающий генератор

 

Ну и главная «фишка» моего цифро аналогового преобразователя это встроенный ламповый задающий генератор на «черепашках» Telefunken EF13 и кенотронным питанием на лампе E311. Выбор для серийного ЦАП-а на PMC58 именно этих ламп обусловлен тем, что из массы винтажа именно они легко доставаемы и снабжены металлическим корпусом выполняющем роль экрана. Звук у них более выразительный чем у пальчиковых триодов, а ресурс настолько велик, что в щадящих режимах лампового клока ЦАП-а они могут работать десятилетиями.

В своем цифро аналоговом преобразователе на PCM58 я предусмотрел джамперы – перемычки, позволяющие выбирать режимы работы тактового генератора:

 

 

И в том и в том варианте ламповый задающий генератор работает постоянно. Все питающие напряжения поступают на него из высококачественного внешнего источника питания.

 

Система питания

 

Качеству питания ЦАП-а уделено повышенное внимание. В нем нет ни одного стандартного для таких устройств параметрического (последовательного с обратной связью) стабилизатора напряжения. В этом цифро аналоговом преобразователе установлены лучшие по звуку (ИМХО) параллельные регуляторы шунтового типа. Большинство из них собрано по простейшей схеме на двух деталях высокого качества и проверенных по звуку: винтажном стабилитроне: Telefunken, Mullard, Motorola и винтажных балластных резисторах: NCF, Allen Bradley, Siemens.

Только два потребителя подключены через умощненный параллельный стабилизатор напряжения на винтажном германиевом PNP транзисторе Motorolla. Это шина питания ЦАП-а PCM58 напряжением -12 V и узел цифрового фильтра или сдвигового регистра. Некоторые микросхемы потребляют ток более 50 мА, который выдать простейший параметрический стабилизатор на балластном резисторе и стабилитроне не может.

Различия в звучании параллельных и последовательных стабилизаторов напряжения я описываю практически в каждой статье, и параллельный стабилизатор всегда оказывается лучше. Хотя он потребляет значительно больший ток, чем последовательный и соответственно требует силового трансформатора большей мощности.

На мой слух параллельный стабилизатор представляет музыку любых жанров намного естественнее последовательного, без подчеркивания свистящих и шипящих согласных и паразитных призвуков. У параллельного стабилизатора намного более четкий и упругий бас, и объем у него намного больше. Естественно, что большая часть звука сидит именно в балластном резисторе, через который проходит основная часть тока, по этой причине он должен быть максимально нейтральным и подбираться особенно тщательно. Ни в каком промышленном ЦАП-е даже «экстра-класса» за 10-15 тысяч долларов такого подбора никто не делает.

Электролитические конденсаторы в обвязке микросхем ЦАП-а тоже слышны очень сильно. У меня в ЦАП-е стоят винтажные баночки на 25 мкФ 35 В, фирмы Гидра, обыгрывающие 90% дорогих электролитов и звучащие просто превосходно. В менее ответственных местах, где требуются минимальные габариты - установлены ничиконы, выпаянные из CD проигрывателей первого поколения вертикальной конструкции. К большому сожалению найти современные электролиты подобных габаритов с таким же прозрачным звуком мне не удалось. Посему пользуюсь проверенным винтажом (естественно не высохшим от времени). В нескольких местах ЦАП-а стоят электролиты ELNA Cerafine и одинокий Black Gate серии NX (бездумное «втыкание» Black Gate везде, где только можно - вредит звуку и кошельку намного больше, чем их полное отсутствие).

В обвязке микросхем PCM58 нет керамических конденсаторов и CMD элементов. В тех местах, где нужно подавить помеху стоят пленочные емкости Siemens и Philips, их количество, тип и номиналы в каждом аппарате подбираются на слух. Нет ни одного ЦАП-а с впаянными деталями «по образу и подобию» пилотного экземпляра. Каждый цифро аналоговый преобразователь сугубо индивидуален (почти) и настраивается индивидуально, а на глаз я не работаю…

Я кстати заметил, что увеличение номинала электролитических конденсаторов сверх определенного значения звук, как правило - утяжеляет. Наверное, не напрасно в самых музыкальных и «душевных» винтажных CD проигрывателях номинал электролитов в обвязке микросхем ЦАП-а не превышает значений 20-50 мкФ.

В источнике питания цифро аналогового преобразователя стоят двухполупериодные (ДППВ) выпрямители на винтажных диодах 1N5060. Именно такие диоды стояли в CD плеерах первого поколения Philips, до сих пор являющихся эталоном цифрового звука. Попытка заменить эти диоды современными приборами Шоттки, Ультрафастами и т.д. приводит к полной деградации и убийству звучания… Так что, даже в маломощных выпрямителях - только винтаж и ни как иначе… Обмотки силовых трансформаторов выполнены винтажным проводом со средней точкой. Схема ДППВ перекочевала в ЦАП из ламповых усилителей, и все хорошо знают, что играет она лучше мостовой.

 

Обвязка микросхем PCM58

 

Сигнал на микросхемы PCM58 подается с D триггеров фирмы Fairchild Semiconductor или 74LS74 Сигнетикс, в них происходит реклок сигнала обновления ЦАП-а. На мой слух остальные данные обновлять вредно и бессмысленно.

На выходе цифро аналогового преобразователя я установил трансформаторы с к.тр. 1/10 на винтажном пермаллое Telefunken. Я когда-то мотал их для предусилителя корректора как MM/MC трансформаторы. В серийном же ЦАП-е скорее всего установлю трансформаторы с двумя катушками на основе пермаллоя от промышленных трансформаторов UTC, т.к. на слух они получаются воздушно-прозрачными, а по приборам экстремально широкополосными. Вторая пара экспериментальных послецаповых трансформаторов на плату не помещается, поэтому на фотографиях они стоят рядом с ней.

Необходимость применения балластного резистора в плюсовой шине питания ЦАП-а на микросхемах PCM58 натолкнула меня на решение, которое я применял в гибридном усилителе – использовать в качестве резистора балласта нить накала лампы. В том усилителе я нагружал мощный полевой транзистор с током покоя 3 ампера на нить накала лампы ГМ-70. Аппарат играл очень выразительно и был прост как доска, но по выделению тепла и габаритам был «монструозным» и непригодным к серии.

В экспериментальном ЦАП-е эту роль взяла на себя пальчиковая лампа, установленная в блоке питания. У нее задействован только накал, и для цифро аналогового преобразователя ее работоспособность не играет никакой роли, главное, чтобы нить накала была цела. Характер звука можно подбирать, втыкая разнообразные лампы, подходящие по напряжению накала и току.

И один существенный нюанс, удалось осуществить очень простую и эффективную подстройку линейности 4-х старших разрядов микросхемы PCM58. В этом узле установлены немецкие углеродистые подстроечные резисторы 70-х годов выпуска. Подстройка каждого канала производится индивидуально и только на слух. Подстроечные резисторы военного предназначения отличаются повышенной надежностью.

Устанавливать ЦАП в корпус пока рано, начерчу его после того, как «устаканится» комплектация, которая на сегодняшний день полностью не определена. В серийном ЦАП-е дорожки будут покрыты 24-каратным золотом, а наиболее важные с точки зрения звука места печатной платы будут освобождены от маски и покрыты натуральным лаком. Сборка партии ЦАП-ов будет производиться с применением моего эзотерического припоя, описанного в отдельных статьях (статьи про варку припоя найдете на этом сайте).

ЦАП на микросхемах PCM58 можно будет апгрейдировать переходниками со старых S/Pdif приемников Yamaha на DIR9001 и микросхему PCM58 на микросхему PCM1704. В такой конфигурации цифро аналоговый преобразователь может работать в полноценном режиме 24 bit 96 kGz, хотя на мой слух - это совершенно не нужно. Для этого на печатной плате установлены переключатели 18/20/24 bit, а по заказу я могу сделать переходники вообще под любые мультибитные микросхемы. Я же советую использовать этот ЦАП в стоковом варианте с микросхемами PCM58 так как именно они позволяют точно подстраивать 4 старших разряда.

Сейчас в деталях описывать звучание ЦАП-а на PCM58 рано, хотя эффект «завороженности» музыкой слушателей уже есть, и он очень явный.

 

Ссылки по теме

 

 

Опубликовано:
aovox
Эксклюзивный ЦАП на микросхемах pcm58 - Часть 2
Эксклюзивный ЦАП на микросхемах pcm58 - Часть 2

Создано:

Автор

Разработка сайта webtraktor