Мультиформатный ЦАП AH-D5.5 на ak4495

Цап на ak4495 попросил меня сделать один хороший знакомый, которому уж больно нравится теплый окрас звучания этого чипа. Ну а так как у меня давно валялась на полке полу разобранная плата ЦАП на ak4495, сделанная мной еще ЛУТ-ом, то я решил дать ей вторую жизнь. Много выдумывать не пришлось, взял за основу конструкцию AH-D6 и за пару дней был готов проект платы под новый ЦАП. 

Сначала я думал сделать его со значительными упрощениями относительно D6, но потом решил много не придумывать и просто сделать аналогичную конструкцию схожего уровня. В части аналогового фильтра были учтены пожелания товарища, но об этом ниже.

Регулятор громкости с селектором входов и выходом дистанционного включения

Описываемое устройство позволяет плавно регулировать громкость и выбирать один из трёх аудиовходов, как вручную с помощью энкодеров, так и дистанционно с помощью инфракрасного (ИК) пульта, работающего по одному из следующих протоколов: NEC, Philips (RC5, RC6), JVC, Samsung, Sony. Предусмотрен режим обучения (программирования) устройства клавишам конкретного пульта .

Программная модернизация модуля индикации для «Аманеро» AH-I6

Предлагаю модернизированный вариант прошивки модуля индикации AH-I6 для «Аманеро», используемого совместно с ЦАП AH-D6 (AH-D5).

Внешне алгоритм работы модуля AH-I6 практически не изменился. В новой прошивке удалось реализовать обработку нескольких ИК-протоколов путём адаптации соответствующих процедур из библиотеки «Ардуино» IRremote, Version 2.0.1 (June, 2015). Теперь прошивка для микроконтроллера (МК) ATmega88 поддерживает протоколы: NEC, JVC, Samsung, Sony, а для МК ATmega168 — дополнительно протоколы Philips (RC5, RC6) и пока непроверенные: AIWA, LG, SANYO, Mitsubishi, Denon, Whynter. Кроме того, прошивка позволяет использовать в модуле AH-I6 индикаторы OLED, имеющие по сравнению с ЖКИ повышенную контрастность, поэтому отображаемую на них информацию хорошо видно за тонированным защитным стеклом. 

При подсоединении микросхемы ИК приёмника к разъёму J6 модуля индикации теперь можно дистанционно управлять с пульта ИК программным включением и выключением ЦАП и переключением режима работы цифрового фильтра. В начальной версии прошивки «Beta» эти функции выполнялись только путём нажатия кнопок Pw (Power) и Flt (Filter), подключённых к разъёму J5, или с помощью отдельной приставки — эмулятора нажатия кнопок. В качестве ИК приёмника могут применяться: TSOP1738, TSOP31238, TSOP34838, VS1838, TSOP1736 и им подобные, работающие на частоте 36-38 кГц и при напряжении питания +5В, важно лишь перед подключением проверить цоколёвку конкретного приёмника в соответствии с его даташитом (распиновки бывают разные)!

Простой усилитель для наушников AH-P2 с повторителем Тейлора-Уайта v2.х.

Решено было обновить ревизию платы и заодно внести некоторые улучшение в ранее мной предложенную конструкцию усилителя для наушников с повторителем Тейлора-Уайта.

Усилитель для наушников AH-P2v2

Сама конструкция усилителя не претерпела принципиальных изменений. Тем не менее достаточное количество улучшений набралось, чтобы вынести описание новой конструкции в отдельную статью.

  1. Решено было изменить основной рекомендуемый ОУ, применяемый в качестве УН, на OPA189.
  2. Была произведена значительная оптимизация трассировки платы. Добавлены скругления дорожек.
  3. На выходе усилителя решено было добавить цепь Цобеля-Буше для лучшей устойчивости усилителя с разными ОУ.
  4. Увеличены габаритные размеры и номиналы емкостей по питанию усилителя.
  5. Кроме этого решено было для УН и ВК применить свои отдельные емкости, отделив их от выхода стабилизатора низкоомными резисторами, что значительно снизило их взаимное влияние по цепям питания друг на друга. 
  6. И главное, на плату добавлены метки которые приведены в соответствие со схемой, что должно облегчить сборку усилителя для начинающих радиолюбителей.

Плеер «RuneAudio» на базе микрокомпьютера «Raspberry Pi 3» для ЦАП с интерфейсом USB

Плеер обеспечивает высококачественное воспроизведение цифровых аудиозаписей в форматах PCM (файлы FLAC, MP3, WAVE, AAC, ALAC) и DSD (файлы DSF, DFF), хранящихся на USB носителях — флэшках и внешних жёстких дисках (HDD) с файловыми системами FAT32, NTFS, или находящихся на сетевых накопителях (NAS) и в «расшаренных» папках, доступных по локальной сети через проводное соединение LAN (предпочтительнее) или через беспроводное соединение Wi-Fi. Имеется также возможность прослушивания потокового веб-радио через Интернет.

Хардварный способ перевода модуля Amanero в Slave режим

В настоящей статье рассмотрен метод аппаратных доработок для принудительного перевода модуля Amanero в Slave режим. Дело в том, что при экспериментах с платами Amanero, программно переведёнными в режим Slave, выяснилось, что они переходят в него не полностью. В результате на плате остаётся постоянно работающим генератор 22,5792 МГц (так как на его выводе 1 присутствует уровень логической единицы), и на шину MCLK к сигналу от ведущего генератора с платы ЦАП подмешивается сигнал указанной частоты от модуля Amanero, «загрязняя» звук. Указанное явление, вызванное, вероятно, программными недоработками, наблюдалось как с оригинальными, так и с китайскими модулями Amanero, имеющими «на борту» прошивки для ПЛИС — CPLD_1080 (а также Slave_for_1080) и для микроконтроллера — firmware_1099akm, с последующей конфигурацией в режим Slave программой oemtools. По совету автора проекта ЦАП был опробован описанный ниже способ хардварного перевода платы Amanero в режиме Slave без многочисленных (и, как оказалось для меня — безуспешных) попыток подобрать правильно работающую прошивку. Результат этих доработок, проверенных совместно c платой ЦАП AH-D6 и модулем гальванической развязки, превзошёл все ожидания: звук стал заметно детальнее и чище.

Модуль индикации для аманеро

модуль индикации для amanero

При создании проекта ЦАП-а хотелось получить законченную конструкцию. Так в дополнение к адаптеру для аманеро v1.4 решено было разработать модуль индикации. 

Модуль выводит на экран информацию о текущей частоте дискретизации, используя пины F0-F3 на аманеро. Но стоит отметить, что их функциональность была добавлена только в свежих прошивках аманеро. На китайских клона со старой прошивкой, опция «Enable F0, F1, F2, F3» (включаемая в oemtools) может оказаться нерабочей. Для работы модуля требуется включение F0-F3.

Высококачественный ЦАП AH-D6 версия 2.0


Как показал опыт эксплуатации AH-D5, большинство тактовых генераторов, в частности используемые NZ2520SD(A), не реализуют полного гашения генерации в неактивном режиме (только Z-state выхода). Поэтому в новом устройстве было решено уделить особое внимание полному гашению генерации неактивного клока и возможности полного отключения обоих генераторов при работе в ведомом режиме.

Устройство совместимо с транспортами Bolero (DSD version) или Charleston от Energy Audio без каких-либо дополнительных переходных устройств.

Качественный усилитель мощности Vasilich-AMP-5 от Василича

Усилитель Василича AMP-5 собрать своими руками
Основные технические характеристики усилителя мощности:

  • Максимальная выходная мощность (Вт) — 50(25) (при Rn = 4(8) Ом);
  • Напряжение птиания усилителя (В) — ±25;
  • Полоса пропускаемых частот (кГц)  -  0,005...100;
  • Коэффициент гармоник во всем диапазоне частот (%) - 0,001
  • Номинальное входное напряжение (В) - 2;
  • Коэффициент усиления — 10;
  • Выходное сопротивление (Ом) — не более 0,1;
  • Ток покоя выходного каскада (мА) –75…150

Плата адаптер для USB модуля Amanero для подключения к ЦАП AH-D5 / AH-D6

В качестве дешевой альтернативы транспортам от energyaudio.ru было принято решение использовать китайский клон amanero. Для удобства подключения свистка к моим ЦАП-ам AH-D5 / AH-D6 была разработана плата-адаптер, в которой я реализовал гальваническую развязку по шине i2s (ADUM1401CRW) и линиям управления ЦАПом (ILD207T). 

Модуль гальванической развязки Amanero по I2S

По умолчанию плата предусматривает использование amanero в slave режиме. При этом плата допускает использование amanero в master режиме, но для это следует использовать другой изолятор (ADUM1400CRW).

Модуль источника питания AH-PW5

Хочу представить вашему вниманию схему источника питания AH-PW5 для ЦАП-а AH-D5. Данный модуль питания весьма универсален и может быть использован для питания многих других конструкций.

Модуль питания DAC power module AH-PW5 собрать своими руками

Для питания ЦАП используются 5 гальванически не связанных линий питания. Дополнительно предусмотрена отдельная 6-я линия для питания транспорта. Аналоговая часть AH-D5 запитывается от трех нестабилизированных линий +12В и ±16В. Цифровая часть запитывается от стабилизированной линии +5В, а для питания тактовых генераторов используется стабилизированная линия +9В. 

Обзор китайского клона Amanero USB to I2S convertor.

На aliexpress по очень заманчивой цене мною был приобретен китайский клон amanero, который покупался исключительно для использования в slave режиме, совместно с моим новым цапом. Сама плата клона близко копирует оригинал, таким образом можно полагать, что в slave режиме не будет потери качества по сравнению с оригинальным модулем, даже если китайцы поставят вместо клоков откровенный хлам.

 

китайский клон amanero Combo384

 

Посылка из Китая пришла очень быстро, в комплекте тоько сама плата. Для подключения к ЦАПу пришлось озадачиться поиском интерфейсного разъема. Заодно я установил дополнительный разъем под джампер, для удобной перепрошивки модуля.

AH-D3 простой SPDIF ЦАП на ak4490 и ak4113

На замену ранее предложенному мною ЦАП-у на базе AD1853 решено было собрать новый ЦАП AH-D3 на базе значительно более совершенной — ak4490.

При построении изделия ставились следующие цели:

  1. Проект должен быть открытым;
  2. Обеспечивать оптимальное соотношение цены и качества;
  3. Легкость повторения;
  4. Небольшие габариты;
  5. Компоновка всего устройства на одной плате.

Для подключения устройства решено было ограничиться поддержкой только Spdif интерфейса с реализацией двух входов: оптического (toslink) и коаксиального (coaxial). В качестве цифро приемника была выбрана давно проверенная AK4113. 

Заказ печатных плат в Китае

Платы для себя я обычно изготавливал самостоятельно по ЛУТ-технологии.  Но в последних моих проектах столкнулся с технологическими ограничениями. Необходимость изготовления как минимум двухслойной печатной платы вынудила меня обратиться к промышленному сервису по изготовлению печатных плат.

как заказать изготовление печатных плат в Китае

Изучение этого вопроса в интернете привели меня к выводу, что выгоднее всего заказать изготовление печатных плат в Китае.

Простой ЦАП на AK4113 и AD1853

После прослушивания в дружеской компании "нового усилителя Василича" в связке с моим ЦАП на АК4399, меня попросили порекомендовать максимально простую, но прилично звучащую схему ЦАП с поддержкой hi-res для дальнейшей самостоятельной сборки. Подключение — оптика и коаксиал.

Я предложил собрать цап на связке AK4113 + AD1853 или АК4399. Вариант с АК4399 отпал по причине отсутствия в наличии свободных микросхем, а с первыми двумя я мог сразу помочь. Другие общедоступные и опробованные мной AD1955, PCM1794, PCM1798 хоть и имеют лучшие параметры, субъективно не позволили мне добиться более качественного звука чем с AD1853 и AK4399.

Ранее в процессе экспериментов с AD1853 было обнаружено несколько неприятных ее особенностей:

  1. несимметричность модуляторов;
  2. появление постоянки в 60-80 мВ на выходе выхлопа при отсутствии мастер клока,
  3. субъективное ухудшение качества звука в форматах отличных от RJ24/16

К сожалению большинство общедоступных схем на базе AD1853 страдают от этих недостатков и в добавок не могут похвастаться поддержкой частот дискретизации до 192 кГц. В новом ЦАП я решил устранить все эти недостатки.

В качестве цифроприемника была выбрана AK4113, так как обладает низким значением джиттера и поддерживает прием данных с частотой дискретизации до 216кГц. Также микросхема очень удобна и проста в управлении в режиме «parallel mode», что позволило выбрать оптимальный выходной формат (RJ24) для AD1853 и выставить 2 кратную интерполяцию при работе с частотами дискретизации более 48кГц (для 44.1 и 48кГц кратность — х8). На практике хоть AD1853 и заработала с кратностью х4 даже с частотами 176,4/192 кГц, но измерения показывают значительный рост шумовой полки и  искажений в таком режиме по сравнению с х2.

Схема ЦАП на AK4113 и AD1853

В итоге мной была предложена следующая схема:

ЦАП на AK4113 и AD1853

 В преобразователе ток-напряжения выбран OP42. В звене вычитателя использовал хорошо зарекомендовавшую себя связку AD744 c буфером Buf634.

Обзор SMSL X-USB XMOS USB to Spdif Converter

SMSL-X-USB

Конвертер SMSL X-USB предназначен для асинхронной передачи потокового аудио между компьютером, снабженным портом USB и ЦАП, с I2S или SPDIF интерфейсом. Поддерживает частоты дискретизации от 44,1 до 384 кГц (Coaxial/Optical до 192KHz, I2S до 384 KHz).

Обзор асинхронного USB интерфейса WaveIO

USB Модуль WaveIO

     Модуль WaveIO специально предназначен для асинхронной передачи потокового аудио между компьютером, снабженным портом USB и практически любым ЦАП, с I2S или SPDIF интерфейсом. Модуль поддерживает частоту дискретизации вплоть до 384 кГц. Для Windows доступны проприетарные драйвера, с поддержкой ASIO для получения максимального качества звука.

Доработка ASUS Xonar ST

ASUS Xonar ST

     Во время проведения экспериментов над ASUS Xonar One мною была приобретена звуковая карта ASUS Xonar Essence ST. На данный момент ASUS Xonar Essence ST является флагманской звуковой картой компании ASUS на базе PCM1792A.

Карточка мне больше нужна была как измерительный инструмент, а не как источник звука. Но, тем не менее, после завершения всех экспериментов с Xonar One настал черед доработок и ASUS Xonar ST.

Доработка ASUS Xonar ONE

Xonar Essence One

    Желая получить качественный звук с ноутбука, я стал подыскивать себе внешний ЦАП с USB входом. Выбор пал на Xonar Essence One. Подкупила цена устройства в совокупности с отличными характеристиками и прекрасными отзывами первых покупателей.

    Xonar Essence One — это первый внешний ЦАП  от ASUS. Устройство имеет гигантские размеры и немалый вес. Цап оснащен тремя цифровыми входами (USB, Toslink,  S/PDIF), балансным и небалансным линейными выходами, а также выходом на наушники. ЦАП способен принимать звук в формате PCM с разрядностью до 24 бит и частотой дискретизации до 192 кГц. В качестве цифро-аналоговых преобразователей используются две PCM1795, каждая из которых работает в моно режиме и обслуживает только один канал. ASUS предоставляет возможность замены операционных усилителей без пайки.

   Итак, Xonar Essence One приобретен и готов к прослушиванию. Дело остается за малым, собрать хороший тестовый стенд. Поэтому на прослушивание отравился к другу, у которого подобран весьма неплохой звуковой тракт. И так, тестовый стенд:

  • Акустика Dynaudio Focus 220;
  • Усилитель мощности разработки Дмитрия Андронникова Lynx17
  • В качестве оппонента ЦАП Hegel HD11, в качестве мальчика для битья E-mu 0404 USB (модифицированный заменой ОУ)