FIRDACmicro или TrueAnalog или GreenDAC

[nazar]

   
Схема устройства, ниже коротко пройдемся по узлах итд данного устройства.

Устройство имеет два входа один USB(PCM 16/24бит 44,1-192кГц, DSD64-512) и один S/PDIF(PCM 16/24бит 44,1-192кГц).
Качество USB входа определяется двумя вещами:
- Наводка по воздуху USBкабель - межблочный аналоговый кабель, USBкабель - сетевой кабель.
- Токи в петле "интерконекта".

Первое влияние уменьшается при применении экранированных кабелей и синфазных дросселей в линиях D+D- приемопередатчиков, второе влияние уменьшается по мере уменьшения емкостной связи устройства с USB хабом. В данном устройстве используется передача через гальваноразвязку Si86xx S/PDIF сигнала а не i2s шины чтоб минимизировать емкостную связь (емкость барьера гальваноразвязки пропорциональна количеству параллельно соединенных барьеров + емкость корпусировки), также при монтировании устройства в металлический корпус обязательно надо сделать охранный вырез около USB разъема в 1см.
USB вход реализован на мс CM6631A в асинхронном режиме с собственной прошивкой. Опорными генераторами для CM6631A применены малоджиттерные от Kyocera http://www.mouser.com/ds/2/40/clock_k_e-522534.pdf
Неиспользуемый в данный момент генератор одной из сеток (44,1/48) выключается.
       

Качество S/PDIF входа определяется:
-Способностью S/PDIF приемника фильтровать входящий джиттер.
-Входными синфазными помехами.
В данном устройстве применен S/PDIF приемник с FIFO и низкой частотой среза петли ФАПЧ WM8804, низкоджиттерный генератор опорной частоты - правильно спроектированный Пирс на базе инвертора 8804 и элементов R31, R26, C14, C22 и кварце с load capacitance 32пФ (максимум что можно купить в свободной продаже). Джиттер мастерклока равен 30пс. Во входных цепях используются Ethernet трансформаторы с нормированным КОСС до 100МГц, резистор терминации 75ом распаралелен на два резистора, один номиналом 100ом непосредственно на входе/первычке трансформатора и номиналом 300ом во вторичке трансформатора что позволяет эффективно демпфировать резонансы трансформатора и обеспечивает лучшее согласование линии чем наличие одного резистора номиналом 75ом во вторичке трансформатора.   

ЦАПом для данной конструкции выбрана 1-битная СДМ по причинах озвученных ранее, а именно наличию искажений мало зависимых от типа сигнала чтоб получить максимально неокрашенное звучание в отличии от многобитных СДМ где каждая связка СДМ-ДЕМ-ЦАП имеет свой неповторный окрас из за сильной зависимости искажений от сигнала.

Собственно мс ЦАП применена UDA1334BTS имеющая на борту полуполосный ЦФ с подавлением первой ступени 65дб и неравномерностью +-0,005дб, 64x С/Д Модулятор 5го порядка с DC(цифровое смещение) и AC(4x) дизером и Semidigital FIR на 75tap. Сделана на техпроцессе ~0,35мкм(инфа от Сергея Агеева) что позволило сделать столь длинный FIRDAC и быстрый ОУ I/U при столь малом потреблении.

Осциллограммы непосредственно с выхода UDA1334BTS синуса 20кГц и меандра 1кГц генерированных в цифровом виде (соответствующего теореме Котельникова) при ЧД 44,1кГц в полосе 400Мгц показана ниже
       

Примененный ЦАП имеет не дифференциальную структуру поэтому в отличие от дифференциальных структур тут нет частичной компенсации токов нагрузки в питании поэтому требования к питанию еще выше и чтоб их обеспечить применены лучшие придуманные на сегодняшний день стабилизаторы для питания мс ЦАП и аналоговых каскадов.

Отличные фильтрационные способности Semidigital FIR позволили свести практически к нулю влияние джиттера (спуры остались важны лишь при отстройках всего до +-50кГц) и сделать минималистскую аналоговую часть устройства с ФНЧ всего 1-порядка с частотой среза в 100кГц выполненные на ОУ в инвертирующем включении с Ку=-2. ОУ применены AD8056, одни из нескольких ОУ пригодных для высококачественного звуковоспроизведения. Выход в устройства балансный(псевдо-) и не балансный, не балансный выход допустимо использовать исключительно временно когда недоступно балансное соединение из за существенного ухудшения звука системы при не балансном подключении компонентов.

ПП двухслойная размером всего 5*11см, трассировка выполнена максимально аккуратно с минимизацией излучающих дорожек и минимизацией контуров питания итд. Малые габариты устройства позволяют эффективно встраивать его в УМЗЧ и усилители для наушников тем самым минимизируя проблемы интерконнекта.
 
Спектр сигнала 1кГц -10дб на выходе устройства в полосе от 0 до 40МГц ниже, как можно видеть никаких наводок и помех от цифровой части устройства обнаружить не удалось, любые внеполосные составляющие лежат на уровне ниже -90дб (-97,5дб на 500кГц).
   
в полосе до 2Мгц и в полосе до 100кГц ниже
       
Semidigital FIR начинает работать от 50кГц и полностью подавляет внеполоску (вместе с аналоговым ФНЧ) от 80кГц и выше до уровня -90...-100дб. От 25кГц до 80кГц видно небольшие недофильтрированные остатки шума СДМ 5го порядка.

Допусимое постоянное напряжение на выходе устройства +-10мВ, в ином случае потребуется корректировка R40, R41.
Резисторы R43-R56 обязательно тонкопленка, конденсаторы C28-C32 обязательно NP0. 

Питание устройства постоянным током двухполярное +-10...14В, ток потребления всего 0,11А. Для питания устройства нужны обязательно секционированные Ш(Л) трансформаторы мощность 2,5-6Вт например TEZ2.5/D/12-12V, FS24-100.

Устройство имеет задержку включения выходного реле 8с и отключение реле при падении напряжения питания ниже +-8В. Возможно непосредственное управление реле с помощью сигнала REL open drain выходом, а также логическим сигналом в 3,3-5В уровнях если не запаивать резисторы R12, R14. Также присутствует светодиодная индикация ЧД (32-48кГц, 88,2/96кГц, 176,4/192кГц).

Выходное напряжение - 2,2Врмс
Выходное сопротивление - 100ом
Минимальное сопротивление нагрузки - 100ом

Драйвера для WinXP/Vista/7/8/8.1/10

Cписок деталей для данного ЦАПа

Схема БП

Звук данного цапа придет по душе любителям "ровного" звука без "Вау! эффектов" что требует определенной культуры у слушающего, а также систему довольно высокого уровня (несмотря на дешевизну данной конструкции ) которая для ~97% ДИЙеров просто недоступна, на зато цап будет "на вырост".

Данное устройство не несет коммерческой выгоды а спроектировано для получения качественного звука ДИЙерами при маленьких габаритах и маленькой цене. Для коммерческого успеха надо делать устройства из тех деталей что сейчас в моде и используя стереотипы данного времени.

Отзывы о устройстве:  1, 2,  3, 4, 5, 6, 7, 8, 9


Фото собранной ПП устройства ниже
           

Новая версия устройства - FIRDACmicro v2