Jump to Navigation

S.M.S.L. SD-1955+ Часть первая, обзорная

Сообщение об ошибке

  • User warning: The following module is missing from the file system: variable_realm. For information about how to fix this, see the documentation page. in _drupal_trigger_error_with_delayed_logging() (line 1143 of /home/monst161/public_html/includes/bootstrap.inc).
  • User warning: The following module is missing from the file system: variable_store. For information about how to fix this, see the documentation page. in _drupal_trigger_error_with_delayed_logging() (line 1143 of /home/monst161/public_html/includes/bootstrap.inc).
  • User warning: The following module is missing from the file system: variable. For information about how to fix this, see the documentation page. in _drupal_trigger_error_with_delayed_logging() (line 1143 of /home/monst161/public_html/includes/bootstrap.inc).
  • User warning: The following module is missing from the file system: i18n. For information about how to fix this, see the documentation page. in _drupal_trigger_error_with_delayed_logging() (line 1143 of /home/monst161/public_html/includes/bootstrap.inc).
  • User warning: The following module is missing from the file system: content_access. For information about how to fix this, see the documentation page. in _drupal_trigger_error_with_delayed_logging() (line 1143 of /home/monst161/public_html/includes/bootstrap.inc).
  • User warning: The following module is missing from the file system: content_access_rules. For information about how to fix this, see the documentation page. in _drupal_trigger_error_with_delayed_logging() (line 1143 of /home/monst161/public_html/includes/bootstrap.inc).
  • User warning: The following module is missing from the file system: i18n_translation. For information about how to fix this, see the documentation page. in _drupal_trigger_error_with_delayed_logging() (line 1143 of /home/monst161/public_html/includes/bootstrap.inc).
  • User warning: The following module is missing from the file system: libraries. For information about how to fix this, see the documentation page. in _drupal_trigger_error_with_delayed_logging() (line 1143 of /home/monst161/public_html/includes/bootstrap.inc).
  • User warning: The following module is missing from the file system: transliteration. For information about how to fix this, see the documentation page. in _drupal_trigger_error_with_delayed_logging() (line 1143 of /home/monst161/public_html/includes/bootstrap.inc).
  • User warning: The following module is missing from the file system: variable_admin. For information about how to fix this, see the documentation page. in _drupal_trigger_error_with_delayed_logging() (line 1143 of /home/monst161/public_html/includes/bootstrap.inc).
  • User warning: The following module is missing from the file system: variable_views. For information about how to fix this, see the documentation page. in _drupal_trigger_error_with_delayed_logging() (line 1143 of /home/monst161/public_html/includes/bootstrap.inc).
  • User warning: The following module is missing from the file system: i18n_menu. For information about how to fix this, see the documentation page. in _drupal_trigger_error_with_delayed_logging() (line 1143 of /home/monst161/public_html/includes/bootstrap.inc).
  • User warning: The following module is missing from the file system: i18n_path. For information about how to fix this, see the documentation page. in _drupal_trigger_error_with_delayed_logging() (line 1143 of /home/monst161/public_html/includes/bootstrap.inc).
  • User warning: The following module is missing from the file system: i18n_string. For information about how to fix this, see the documentation page. in _drupal_trigger_error_with_delayed_logging() (line 1143 of /home/monst161/public_html/includes/bootstrap.inc).
  • User warning: The following module is missing from the file system: i18n_sync. For information about how to fix this, see the documentation page. in _drupal_trigger_error_with_delayed_logging() (line 1143 of /home/monst161/public_html/includes/bootstrap.inc).
Автор: 
Gans_spb
Источник http://www.gans-spb.com
Введение

В какой-то момент индустрия перестала поддерживать PCI разъём и моя E-MU1212 отправилась на заслуженный отдых. Я озаботился приличным выводом звука с компьютера по USB. Горы, тонны, мегакубокилометры отложенных по разнообразным форумам аудиокирпичей убило всю возможность откопать истину. Пришлось откапывать дедушкин паяльник и самому вгрызаться в гранит современного хаенда, насколько позволяют скромные знания.

Как отправная точка, был приобретён хороший паяльник, плохой осциллографический пробник и красивый тестер, дешёвая но качественная звуковуха для измерений. А также S.M.S.L. SD-1955+, это китайский внешний USB DAC на AD1955. Выбрал его потому что эта микросхема считается практически лучшим ЦАПом, а также там много мест, куда можно воткнуть осциллограф, т.к. токовый выход. Расшифрую: PCM1794 многократно была обругана за пластмассовость, AD1853 уже история и очень схожа с AD1955, AK у меня была на EM-U-1212, сейчас есть на E-MU 0204, sabre дорогая, смотрится как маректинговая фишка и сложно доставаема, оставлю на потом; мультибитники я отслушал ещё на Gravis Ultrasound.

Важное замечание. Я не электронщик ни разу и никак не связан с электроникой лет пятнадцать. Я просто ходил в советский радиокружок в нашей деревне. Поэтому тут много ляпов и самонадеянных глупых выводов. Есть много гуру в аудио, но они ни разу не делали таких собранных в одно место отчётов с объяснениями, предпочитая рассыпать свои блестящие знания алмазами среди грязи разливанной тупых форумов, погружаясь в них. Ну что ж, давайте я соберу тут все свои куцые знания, накопленные за пол года копания форумов и за пару недель ковыряния платы китайского ЦАПа.
Внешность

Девайс поставляется в пуленепробиваемой и почтой россии не сминаемой коробке. Это важно, вот как приехало всё в одной посылке почтой рассеи, стальной «дремель» выжил просто чудом. Комплектация девайса включает плотно слепленный внешний блок питания с американской розеткой на съёмном шнуре и метровый USB шнур. Шнуры порадовали здоровенными ферритовыми «бусинами», а USB отличился приличной толщиной. Размер устройства с ладонь, для масштаба сверху поставлена обычная винная пробка.

SMSL1955p_Packg.JPG

Корпус прибора сделан из профилированной алюминиевой трубы прямоугольного сечения. Корпус чернёный и шлифованный, отпечатки пальцев собирает, но неохотно. Сборка на обычных винтах, без защёлок или сложных отливок. Это многократно дешевле, чем заказывать пресс-форму для пластика. Тем не менее, для радио устройства это хороший вариант: давит помехи и тепло рассеивает, да и выглядит хорошо.

Отдельная фотка задней планки. Видно, что плотность разъёмов максимальная, это значит что запихнуть внутрь ещё что-то будет очень сложно, места внутри мало, а вывести что либо на дополнительный разъём вообще не удастся. Радует точность и качество изготовления планки, зазоры по краям разъёмов минимальные и ровные. Аналогично точно сделана передняя панель 5мм толщиной с множественой глухой высверловкой отверстий. Скорее всего имело место 3D моделирование.

SMSL1955p_back.JPG
Плата

Отмечу, что SMSL - это базовая схема, и у разных производителей этого одного ЦАПа платы и комплектация может несильно различаться. Вот вариант платы с dc/dc не на мезонине а сразу на плате и без дросселя, с танталом у MCU, LowESR электролитами на выхлопе, выводными электролитами у LM-ок, защитным обычным (не шоттки) диодом ближе к LM-кам, на нём кстати падает 0.85V и портит карму. Некоторые фоты ниже кликабельны.

SMSL1955p_PCB1s.JPG SMSL1955p_PCB2.JPG SMSL1955p_PCB3s.JPG SMSL1955p_PCB4s.JPG

Внутри всё устройство выполнено на одной плате, без отдельных навесных или электроустановочных компонентов и шлейфов. Плата на текстолите подобном FR4, толщиной 1.5мм, двусторонняя, третьего класса (точнее 0.3/0.3), разведена большей частью автотрассировщиком. Плотная синяя маска затрудняет считывание топологии. Почти все компоненты SMD, большинство 0603, есть 0805, шаг основных чипов 0.65. В фильтрах «безногие» цилиндрические прецизионные резисторы в MELF корпусе и выводная «плёнка». Для аудифилов воткнули один плёночный конденсатор Vishau и один Epcos, оба на вход SPDIF, чтобы в рекламке отписать про аудиофильскую комплектуху. Разъёмы внушают доверие, аудиофильского цвета «под золото», разъёмы вставлены ровно и пропаяны полностью. Пайка и сборка устройства ручная. При этом качество пайки высокое, «соплей» и непропаек нет, все корпуса чипов впаяны прекрасно. На спирте для протирки традиционно сэкономили. Блок питания не разбирал т.к. он на защёлках, которые сломаются при вскрытии.

Многим ламповым аудиофилам такая компоновка кажется плотной и страшной для ручной пайки. Это не так. SMSL дешёвый, значит пайка ручная, значит размер SMD 0603. На фото ниже в одном масштабе фрагмент платы SMSL слева и фрагмент известной E-MU 0204 USB справа (для контроля на плате лежит DIP корпус с шагом 2.54). В современных устройствах, которые собираются роботами, давно размер SMD 0204 и BGA корпуса.

smsl-emu-comp.JPG

Считаю, что если бы произвольно взятая группа инженеров проектировала подобную плату, то в 95% из ста они сделали точно также: мноноплата – двухсторонка с ручным монтажом. Выводные элементы – дань аудиофилам, явно не улучшающая параметры. Для понимания масштаба ниже фото платы на одной ладони с айфончиком пятым.

SMSL1955p_PCBcomp.JPG
Компоновка платы и описание блоков
SMSL1955p_Layout.JPG

У USB разъёма в корпусе 48pin LQFP расположился USB ресивер на базе Tenor TE7022L, стоящий в паре по I2C с 8kbit Flash памятью 24С08W в корпусе SOIC8. Всё с обвязкой SMD, в основном конденсаторы фильтры питания. Кварц на 12 МГц в корпусе SMD49 красноречиво говорит нам, что точного восстановления частоты дискретизации сигнала нам не видать что, впрочем, нормально для большинства устройств. Выше USB транспорта неопознанный контроллер в корпусе SOIC-20 Wide и тщательно стравленным кислотой названием. Эдакий намёк на секретное ноу-хау. Но делает чип простые вещи: переключает входы и реле и запоминает выбранный вход. В середине платы колонка с логикой, на ней собран SPDIF ресивер-усилитель и переключатель входов на три позиции: USB-оптика-коаксиал. Выбранный сигнал приходит на DIR9001, который преобразует SPDIF в I2S, который скармливается ЦАП. ЦАП AD1955 по схеме справа, с виду включён по даташитной схеме. «Выхлоп» имеет две панельки для ОУ U/I преобразователя и одна для ОУ фильтра-вычитателя. Всё это сдобрено выводными конденсаторами и безвыводными цилиндрическими MELF резисторами. Перед подачей на выход сигнал идёт через реле Takamisawa, защищающее выход от щелчков переходных процессов.

Рассматривать питание интереснее, потому что только тут есть возможность что-то сделать по своему. Импульсный сетевой блок питания даёт на плату 9V 1.3A. Питание проходит через шоттки, защищающий от переполюсовки и приходит на здоровенный синий конденсатор 3300uF 20V. За ним идёт реле включения питания, четыре линейных стабилизатора LM317 в приятном корпусе SOT223 с SMD электролитами по 470uF, и некая мелко-платка с SOIC8 со стёртым названием и танталом на 22u, вероятно для производства отрицательной полярности. Там же замечен здоровый двухвыводной дроссель в SMD исполнении, что намекает на импульсный конвертер DC/DC.

Блок схема
SMSL1955p_Blocks.JPG

Сигнал USB идёт через Tenor и потом на усилитель-формирователь. Остальные сигналы идут напрямую на усилитель-формирователь а затем на селектор входов. Селектор входов управляется микроконтроллером, заодно управляющим светодиодами и реле. С выхода селектора SPDIF идёт на ресивер DIR, который выдаёт I2S, причём вместе с мастерклоком MCLK. ЦАП, сконфигурированный по умолчанию, преобразует цифру в дифференциальный ток на выходе. Ток каждого канала преобразуется в напряжение сдвоенным ОУ, затем по каждому каналу токи вычитаются и суммируются в выходном сдвоенном ОУ. Через реле готовый сигнал идёт на выход. Питание формируется четырьмя линейными стабилизаторами, один из которых дежурный. Питание ОУ положительной полярности берётся сразу с общей шины питания, отрицательное получается через конвертор.

Мы видим типичную схема ЦАПа с поддержкой SPDIF. Сложно сделать подругому, разве что упростить селектор входов и поставить простой тумблер. В угоду ортодоксам оставлен SPDIF вход – дань аудиофилам, из за неё «тенор» идёт через SPDIF. Было бы лучше выкинуть SPDIF вообще и завести от Tenor-а I2S напрямую, заодно выкинув три корпуса логики и сократив плату в два раза. Замечу, что отрицательное питание на DC/DC не лучшее решение, надо смотреть приборами, но однозначно дешёвое.

Схема

Перейдём к составлению схемы. Разобъём на блоки: ЦАП, входы (транспорт) и коммутация, питание. Для интересующихся привожу снятую каким-то японцем схему старого SMSL 1955 без плюса: раз, два, три.

Схема ЦАП части
SMSL1955p_schADC.JPG

Как и ожидалось, магии не произошло, и перед нами т.н. «даташитное» включение микросхемы ЦАП AD1955. Выход микросхемы идёт на преобразователи ток-напряжение в исполнении сдвоенных ОУ OP275 от AD, под одному корпусу на канал, полученное напряжение идёт на фильтр-вычитатель, выполненный для обоих каналов на одном сдвоенном ОУ 5532 от JRC. Далее сигнал идёт рядом с реле, которое при включении устройства замыкает сигнал на землю для предотвращения шелчков. Хочу заметить, что многократно ругаемые «китайские крестьяне» всё таки смогли свернуть с пути и применили чуть иную, чем в даташите, топологию выходного фильтра. В остальном изменений нет.

Схема транспорта и контроллера
SMSL1955p_schSPDIF-MCU.JPG

Сигнал приходит на USB разъём. Питание от USB не используется, соединение земли через дроссель, крышка разъёма гальванически не соединена с платой. USB часть снята условно, т.к. все цифровые чипы примерно одинаковы и представляют собой квадратную многоножку обвешанную конденсаторами фильтрации питания. Для интересующихся привожу типовые схемы включения теноровского оригинала – TAS1020B, и схему включения TE7022L. Видно, что разницы не видно.

Мне было удивительно увидеть вдруг готовое решение по USB аудио от неких тайванцев Galaxy Far East Corporation, тем паче что в 70х они занимались промышленным клонированием Altera и прочих. Копание сети навело на мысль, что узкоглазые тупо своровали. Скорее всего так и есть, их поделка нога-в-ногу совпадает с техасским USB ауди стриммером TAS1020B. Можете посмотреть.

Микросхема 74HC040 используется для усиления сигналов и формирования крутых фронтов. Сигнал с коаксиала напрямую идёт на один канал, с оптического приёмника на второй канал, с USB ресивера на третий. Микросхема 74HC153 коммутирует входы по сигналам от контроллера. DIR9001 преобразует SPDIF сигнал в I2S, который подаётся на микросхему ЦАП.

Отметим отличия от типовой схемы. Вместо того, что бы взять готовый I2S сигнал и подать сразу на ЦАП, в мелочную угоду ортодоксальным любителям аудио с тенор-а снимается SPDIF, прогоняется через две микросхемы логики, ещё раз прогоняется через PLL SPDIF ресивера и только потом попадает в ЦАП. Это плохо! Причём SPDIF сделан явно с неудовольствием, без гальваноразвязки коаксиала. В остальном всё обычное, типовое.

За коммутацию отвечает неопознанная микросхема контроллера. Работает она просто и примитивно. На этой микросхеме всегда есть питание standby, горит зелёный светодиод. При нажатии на кнопку MCU включает реле питания, которое подаёт 9V на все линейные стабилизаторы, при этом светодиод питания становится красным. Реле защиты выхода задерживается на пол секунды относительно реле питания и защищает выход от щелчков при включении. По умолчанию активируется USB вход, для этого на управляющие входы 74HC153 через усиливающие транзисторы подаётся нужная комбинация. Нажима кнопку можно переключать входы. Длительное нажатие кнопки обесточивает реле питания и реле защиты одновременно. У контроллера есть схема формирования reset и вывод трёх контрольных точек для отладки: общий, питание и 20я нога MCU. На моей плате паяльная маска на этих контрольных точках была смазана, точки открыты.

Схема питания
SMSL1955p_schPower.JPG

Самое вкусное. Только здесь, да и то только в питании ОУ, можно найти что-то неординарное в унылом мире аудио. Питание идёт от ИБП через защитный от переполюсовки диод шоттки на большой конденсатор 3300uF 20V и на один линейный стабилизатор LM317adj 5.0V, который питает только MCU. При включении устройства замыкаются контакты реле, и питание идёт на второй конденсатор 680uF 25V и оставшиеся три линейных стабилизатора. Второй конденсатор Rubicon, всё для аудиофилов. Все линейные стабилизаторы выполнены одинаково, на ADJ варианте LM317. Слева направо по плате: +5V для питания логики и ЦАП через дроссели, +3.3V для питания DIR, +3.3V для питания Tenor, дежурное +5V для питания MCU. Выход каждого стабилизатора имеет SMD электролит 470u 6V, ёмкостный шунт делителя опорного напряжение выполнен на керамике, а значит врядли более 1u, это немного.

Самое интересное, как сделать биполярное питание ОУ и при этом не разориться. Плюс питания незамысловато взят прямо от общей шины +9V через перемычку 000 и конденсатор 330u 16V. Это не интересно и банально. Вот минус это да! Хитрый китаёза применил charge pump dc/dc конвертор. Это класс преобразователей на переключаемых конденсаторах, импульсный конечно. Немного о charge pump. Он подобен старому тёплому ламповому умножителю анодного напряжения на конденсаторах и диодах, но тут он в микросхемном исполнении и со встроенным генератором на несколько килогерц. Такой же конвертор стоит в каждом преобразователе уровня MAX232 для формирования уровней RS232 +-12V из пяти вольт. Я его сразу сжёг замыканием щупа осциллографа, поэтому имел радость изучить тему. Преимущество у него одно – экстремально малый размер и только один внешний конденсатор, практически любой. По идее цена должна быть копеешная, но я бы так не сказал: просят за него в розницу почти 100 рублей за оригинал, это очень дорого в электронике. Ограничения у диодно-конденсаторного умножителя помнят все ламповые старожилы: малый ток, десятки миллиампер, умножает только в кратное число раз +-1, +-2… и.т.п. Для микросхемной реализации добавляются низкие напряжения, до 10 вольт, и падение на самом чипе примерно 0.5V. Но главное, что они на выход дают шум в виде меандра, с частотой 6-10 Кгц и амплитудой под 100mV. Наверное это плохо! Конденсатор 330uF 16V пытается сглаживать это безобразие. Для улучшения кармы китаёза поставил здоровый дроссель по питанию к земле, ценой небось в саму микросхему конвертера, да и тантал стоит денег. В общем мало понятно, что не устраивало разработчика в старом варианте SMSL AD1955 без плюса, там была виртуальная земля на ОУ. У нас +-9V, а было +-7, так что чуть получше, потому что у ОУ искажения сильно растут при снижении питания. Считаю, что решение спорное, сделанное под влиянием того, что было на складе, по уму надо смотреть приборами. Будем надеяться на ОУ, на их сильное подавление пульсаций питания PSRR.

Топология шин питания на плате.
SMSL1955p_Pwrlines.JPG

Питание с разъёма через диод закидывается на сторону платы с конденсатором дорожками по ~3мм шириной. Там компактно, полигонами выполнено соединение с реле и банками конденсаторов. Далее по дорожкам в 0.8 мм питание расходится по линейным стабилизаторам, которые греют своими SOT223 корпусами плату, аккурат нагревая снизу бок синего конденсатора. Т.к. питание занижено до 9V (в старом варианте было 15V), то удалось резко снизить градиент нагрева, греется объективно мало, так что считаю нормальным такую плотную компоновку. Линейные стабилизаторы выполнены в одной топологии, компактно расположены все элементы включая выходной электролит, корпус SOT223 прижат к полигону порядка 1см.кв. каждый. От каждого стабилизатора питание уходит в свой блок. Земляной контур каждого блока по возможности дотянут до своего стабилизатора, но на двухслойной плате уж как получилось. Земляной контур USB соединяется с земляным контуром логики через большую выводную ферритовую бусину. Надо сказать, что работа с землёй в устройстве выполнена хорошо и продуманна во всех тонких местах, как то разъёмы входов/выходов или развязка цифровых и аналоговых земель. Сама микросхема ЦАП запитывается раздельно по аналоговой и цифровой части: плюс через катушку, минус прямо от электролита. Земляные полигоны также выполнены раздельно. Для двухслойной платы это предел возможностей.

SMSL1955p_DACpwrLine.JPG

DC/DC занимает свой угол, у меня на мезонинной платке и есть варианты с распаем на основной плате. В самом углу стоит SDM катушка, развязывающая конвертер от земли. Источник для биполярного питания, в т.ч. на dc/dc берётся с большого плюсового полигона, защищёного 000 резистором. Получаемое биполярное питание проходит до электролитов в выхлопе и раздаётся по панелькам ОУ. Трассировка платы у меня нареканий не вызвала. Два слоя – достаточный, разумный компромисс между ценой и требуемыми параметрами. «Колхозным» дизайн платы никак не назвать. Принципиально лучше на двух слоях не сделать. На четырёх слоях легче развести, но прирост качества не будет заметным в данной схемотехнике.

Чуть чуть промеров
Здесь должна быть методология измерения и описание измерительной лаборатории. Ничего этого у меня нет, у меня есть оциллографический пробник DSO-094, звуковая карта E-MU 0204 и TrueRMS тестер UNI-T. Поэтому назову главу скромно – промеры. Когда перепаяю E-MU 0204 что бы уметь измерять большие напряжения, тогда дам график точнее.
05e4dfe0881f.jpg

Выше - спектр ЦАПа на двухтональном сигнале, с замененными ОУ (ссылка на IXBT, user Юрий1963). Теоретически из AD1955 можно выжать побольше, но люто высокой ценой, например свежий вегалабовский вариант. Считаю важным отметить, что в выходном сигнале нет следов от питания, ни от сетевого ИБП ни от dc/dc на плате. Почему так происходит - для интересующихся и аудифилов рекомендую почитать про PSRR (OpAmp power supply rejection ratio).

Цифровые сигналы

Тут хочется просто проверить, что у нас есть и 16 и 24 бита, а также что производится переключение частот сигнала. Потому что есть нехорошие устройства, которые всё делают драйверами софтверно и сводят к одному сигналу типа 16 бит 44 кГц, «апсемплят». Промерив сигналы на I2S шине после DIR скажу, что действительно, устройство на выходе tenor-а имеет изменяющийся от битности и частоты поток: даёт 16 или 24 бита, 32-44.1-48-96kHz (Win7-64). DTS, DD, WMA естественно аппаратно не поддерживает. Конечно можно обмануть и восстанавливать (апсемплить) сигнал tenor-ом, что бы это узнать, надо иметь USB 1.0 анализатор, это уже лень. Вообще интересно понять, как это хитрые экономные китайцы обошлись без конфигурирования AD по SPI, ведь это значит, что она работает в default режиме I2S 24bit 48k PCM.

В DIR9001 гвоздями забит режим I2S с 64 битным окном по 32 бита на канал. Частота честно скачет в зависимости от исходного сигнала. Причём она восстанавливается с помощью PLL и на основе собственного банального RC генератора, при этом по даташиту фазовый шум в среднем 50ns. Далее этот сигнал тупо подаётся в AD. Таким образом, по идее, каждый раз, как мы используем 16 бит, мы наверное недоиспользуем верхние 8 бит шкалы. Что касается частоты, то синхронизация 256Fs вполне комфортна для диапазона форматов от 32 до 96 кГц, но походу AD работает в режиме 48kHz.

Питание

Любимое место твика аудиофилами. Я посмотрел несколько импульсных БП, и скажу, что многократно обхаянный ИБП от нашего ЦАПа лучше первого взятого ИБП от ноутбука, но хуже БП ещё более обхаянного айфона. mr.Radio на IXBT любезно помог с внешним БП: плата БП сверху и плата БП снизу."... инфа по доработке (увеличению напряжения питания): U3 - аналог TL431, напряжение задаётся резисторами R10, R11, Uвых=(1+R11/R10)*2.5. Штатно R11=5.11 КОм, R10=2 КОм. Я напаял поверх R10 резистор 10 КОм, получаем на выходе 10В.

Теперь посмотрим как питание идёт по плате.

SMSL1955p_PwrRpl.JPG

После включения ИБП в устройство здоровенный синий конденсатор отсеивает все шумы на уровень менее 10mV, даже под нагрузкой, дальше мне мерять нечем. Частота ИБП порядка 40 КГц. Так что грязные инсинуации относительно бездуховных импульсных БП рождаются исключительно в гуманитарных головах аудиофилов. Как нибудь я покажу, какие здоровые и сложно фильтруемые пульсации в звуковом диапазоне дают аудиофильские линейные БП. Все линейные стабилизаторы выдают нормальное чистое напряжение, но у нас есть рекордсмены «гадить» в канал питания. Первые – это пара микросхем логики. Из-за возложенной на них задачи формирования SPDIF-а ток потребления по питанию скачет в диапазоне до 20 МГц сложнокореллированным со звуком сигналом! В моём экземпляре пульсации доходят до 80mV. Ещё раз убеждаемся, что хотелки аудиофилов странного всегда приводят к объективному ухудшению характеристик. Только грамотное включение достаточно большой SMD 1210 проводной катушки-подавителя (не бусины) позволило не распространить этот шум по всей схеме. Второй шумогенератор – цифровая часть AD1955, до 200 mVpp, удивляет сильно. Развязан аналогичной катушкой. Аналоговая часть питания AD берётся с конденсатора 470u и вполне прозрачное. Питание MCU, тенор-а и DIR чистое, как слеза, при этом слеза – это ограничение разрешения моего прибора 10mV.

Напомню, что я сжёг dc/dc. Когда устанавливал новый, то загнал его в режим boost перемычкой между 1 и 4 ногами, вот вот спека на 7660 для интересующихся. Это специальный режим умножения частоты, что бы загнать переключения выше звуковой частоты. Я самонадеянно думал, что тупой китаец не читал даташит, а я читал, и сейчас получу лучше характеристики. Ну что, частота действительно ушла с 8 кГц в 20 кГц, но форма изменилась в неприятный игольчатый вид. Как бы то ни было, ни на слух ни на спектр выхода это не повлияло. Перемычку я оставил.

Считаю, что мы наблюдаем нормальные характеристики ЦАП-тракта. Девайс поддерживает обещанные форматы, выдерживает озвученные характеристики. Применённые схемотехнические решения, в частности dc/dc и ИБП, оправданы и не влияют на звук. Более точные измерения требуют лабораторных спектроанализаторов, гигагерцовых осциллографов для глазковой диаграммы джиттера, нановольтметров для измерения шумов, сиего у меня нет.

Наушники для SMSL 1955+

Что бы послушать устройство на наушники, я собрал простейший повторитель на ОУ по схеме из учебника. Слева - питание снимается с ОУ выходного фильтра, справа - с отдельного DC/DC. Схема тупейшая, но я коряво нарисую.

SMSL1955p_schHeadAmp.JPG

Сдвоенный ОУ, первый попавшийся, это был NE5532 от TI, по половинке на канал. 30mA выхода хватает раскачать 55 Ом наушники, примерно 2V на выходе. 56 Ом защищает выход от перегрузок, неполярные конденсаторы 220u 25V защищают наушники. Такая схема стоит в 95% усилителей ушей, включая профессиональное музыкальное оборудование и дорогие внешние звуковые карты. Схема даёт примерно 0.2-0.5% искажений.

Питание сначала я подавал прямо с платы, при этом отрицательное напряжение просаживалось до -7V и нагружался DC/DC. Случайно проездом был куплен настоящий неаудиофильский изолированный dc/dc TRACO 1W 5V->+-15V всего за 250 руб и установлен на выход дежурной LМ-ки 5V, прилично её нагревая. Большой разницы в вариантах нет, так что стремиться к dc/dc не стоит. Если уж ставить dc/dc, то что нибудь из DIP 24 3W 0915D и LDO на выход, но это дороже, жирновато для обычного повторителя, однако будет рассмотрено в следующий раз. Пока покажу как выглядит вариант "на соплях".

SMSL1955p_headamp.JPG
Звучание

Дядька, проектировавший Valab ES9018 тут бы написал «оценку звучания оставим эстетствующим аудиофилам». Я тоже не специалист по сибилянтам, скажу, как могу.

Я много лет сидел на тракте MP3-256 – E-MU1212 – Laconic HA 06 – AKG-240, звучание которого я бы охарактеризовал более глухое и округлое (вот вам!), чем нынешний девайс. SMSL1955+звучит на моё ощущение более просто открыто и разборчивее, что я связываю с отсутствием тёплых ламп и переходом на FLAC. Примерно также мне казался переход на CD с бобин: отняли тёплость и ламповость и стали ездить по ушам ВЧ компонентами. Разрыва шаблона не произошло, но и отторжения нет.

Аудиофилия

Лично для себя я развеял несколько аудиофильских мифов, на том уровне, что измеряют мои приборы и слышат уши. Во первых, как и ожидалось, китайцы могут собрать устройство на нужном технологическом уровне и без ляпов, существенно влияющих на технические характеристики. Существенных – видимых измерительными приборами ценой дешевле «мерседеса». Как я и предполагал, импульсные источники питания не вносят своего шума в выходной сигнал. Ожидаемо, что потакание аудиофилам в виде SPDIF бесполезно усложняет и изменяет схему, увеличивает размер, тепловыделение и шумы в питании. Трюки с аудиофильскими Elna, Epcos, Rubicon выглядят смешно, потому что они стоят где угодно, только не в сигнальной цепи. Самое главное, что благодаря китайцам и интернету, качественный звук стал доступен в самой глухой деревне, а не только эстетствующим мажорам на частной вилле у женевского озера.

Дальше и позже будет две части: измерения и доработки. Напомню ещё раз, что я не электронщик, и к моему тексту и картинкам надо относиться скептически-критически. Если найдёте замечания и ошибки - сигнализируйте в форум на IXBT плиз.


Gans_spb - 2013
Форум для обсуждения тут


Dr. Radut Consulting