audiohobby.ru audiohobby.ru

Простой ЦАП AH-D1 на ak4399

Хочу представить Вашему вниманию простой ЦАП AH-D1 на ak4399, сборка которого должна быть под силу даже начинающим радиолюбителям. При своей простоте ЦАП позволяет получить весьма приличный по качеству уровень звука.

Простой ЦАП AH-D1 на AK4399

По сути это возвращение к жизни проекта на ak4399 семи летней давности, но уже на промышленных платах. Переслушивая старые архивные конструкции лежащие в коробке на разбор, был приятно удивлен ветераном ak4399, что побудило вернуть его в строй. 

При разработке новой платы ставилась задача сделать устройство максимально лаконичным и интерфейсно совместимым с AH-D6.  AK4399 решено было использовать в пиновом режиме управления. Так что никаких микроконтроллеров в устройстве нет, что должно снизить порог вхождения для новичков. Если учесть, что DSD поддерживается эти чипом реализована с внутренним преобразованием в PCM, то смысла городить микроконтроллерноеуправления на мой взгляд действительно нет. В самой схеме были учтены некоторые моменты и внесены улучшения, которыми не располагает даже D6.

1) В аналоговом фильтре было добавлено звено первичной пассивной фильтрации, что облегчило жизнь входным каскадам используемых ОУ.

2) В фильтре теперь используются резисторы типоразмера 1206 (впрочем запаять 0805 в имеющиеся посадочные места никто не запрещает), так в топовых сборках можно рассмотреть применении melf-резисторов 0204 метрики, которые как раз соответствуют типоразмеру 1206. Кроме этого, замечу, даже обычные толстопленочные резисторы типоразмера 1206 шумят меньше, чем их мелкие 0805 собратья.

3) Добавлены дополнительные цепи коррекции ОУ в стабилизаторах ИОН-ФШ-ОУ, что позволило с большинством применяемых ОУ избежать паразитной генерации и звона при отказе от отвязывающих резистор между выходом стабилизатора и большой емкостью.

Схема AH-D1

Схема AH-D1 получилась значительно проще, чем D6. Тем не менее при проектировании ставилась задача распорядиться всеми линиями питания максимально эффективно. Питание VREFHL® ak4399 выполнено от отдельной линии стабилизатора, а питание VDDL® от другой. Хоть линии питания объединены по каналам, но это на слух это получилось меньшее зло, чем объединение линий VREFHL / VDDL и VREFHR / VDDR, но при  поканальном разделении.

Схема питания цифровой части ЦАП

Для питания тактовых генераторов используется низкошумящий стабилизатор LP5907-3.3. 

Для питания цифровой части AK4399 предлагается рассмотреть 2 варианта:

1) По умолчанию предлагается использовать 5-вольтовый стабилизатор LM1117-5, предусмотренный на плате. В этому случае при использовании модуля питания AH-PW5 (или PW6-mini) потребуется заменить интегральный стабилизатор LM7805, стоящий по этой линии на LM7809.

2) Если же хочется обеспечить полную совместимость c AH-D6 по питающим напряжениям, то в этом случае вместо LM1117-5 предлагается установить бусину-перемычку. При этом никаких изменений в модуле питания AH-PW5 производить не следует.

Схема аналогового фильтра

Схема аналогового фильтра не получила никаких упрощений, даже напротив,было добавлено звено первичной пассивной фильтрации, что облегает жизнь входным каскадам используемых ОУ. Кроме этого в фильтре теперь используются резисторы типоразмера 1206.

При расчетах ставилась задача рассчитать фильтр, приближенный к бесселевскому типу, с максимально стандартными и доступными номиналами. 

Схема аналогового фильтра ЦАП AH-D1

Также предлагается еще и вторая вариация фильтра с номиналами:

ФНЧ 6,8k->4,7k / 2k->1k, емкости 1n->1,5n / 330p->470p, в звене разностной обработки можно также применить комбинацию 2k и 470p.

Разъём I2S

Интерфейсно ЦАП полностью совместим с AH-D6

Разъём i2s имеет распиновку Lynx Audio. Контакты 2, 4, 6, 8 — земля ЦАП-а. Контакт 9 — питание гальванической развязки Bolero / Charleston +3,3 со стороны ЦАП-а.

Контакты 1, 3, 5, 7 — сигналы шины i2s:

ФорматPin 1Pin 3Pin 5Pin 7
PCMBCK INSDATA INLRCK INMCLK IN/OUT
DSDDSD BCK INDSD LEFT INDSD RIGHT INMCLK IN/OUT

Контакт 10 — сигнал mute. Низкий логический уровень — нормальная работа, высокий логический уровень — mute, заглушение ЦАП. 

Разъем CONTROL

Как можно наблюдать на плате разъем CONTROL получился значительно меньше. Так как поддержки DSD у данного ЦАП-а нет,  многие пины оказались попросту не нужны. При этом разъем расположен так, чтобы оставшиеся контакты полностью соответствовали используемым интерфейсным модулям.

По умолчанию все сигнальные пины разъема CONTROL подтянуты к уровню «1».

Контакт 1 — сигнал включения нужного генератора мастерклока (на частоту х44.1кГц либо х48.0кГц). 

Контакт 3 — сигнал Connect. ЦАП активен, если уровень «0». При подаче «1» ЦАП переходит в режим Mute.

 

Если планируется использовать AH-D1 в ведомом режиме (с внешним тактовым сигналом), то предлагается просто не распаивать тактовые генераторы на плате ЦАП. 

Замеры искажений

Замеры искажений производились на новый АЦП. Полная шкала 0dBV сигнала соответствует стандартному уровню напряжения 2Vrms.

Замеры искажений ЦАП AH-D1

Спектр сигнала 1кГц, 0Дб

 

Замеры искажений ЦАП AH-D1

Спектр сигнала 1кГц, -10Дб

 

Замеры искажений ЦАП AH-D1 по уровню -15Дб

Спектр сигнала 1кГц, -15Дб

Примечание

Так как данный ЦАП не поддерживает DSD, то рекомендую настроить в используемом софтовом плеере конвертацию DSD->PCM, так как иначе ничего кроме треска Вы на выходе не услышите при воспроизведении соответствующего DSD контента.

 

Часть 1. Компактный модуль питания AH-PW6-mini (без линии питания транспорта)

Часть 2. Полный модуль питания AH-PW5 (есть доп. линия для питания транспорта)

Часть 3. Интерфейсный модуль — плата адаптера для USB модуля Amanero (если планируется подключение по USB)

Часть 4. Простой интерфейсный модуль Spdif to I2S на AK4113 (если планируется подключение по SPDIF, клоки на плате цап не распаиваем)

Ссылка для заказа печатных плат в Китае

Вложение:
ah-d1-scheme.png 54 Кбскачан 33 раза
Вложение:
ah-d1-output-stage.png 65 Кбскачан 36 раз
Вложение:
ah-d1-dg-power.png 14 Кбскачан 17 раз
+6
0
zaycev zaycev 1 месяц назад #

Красиво меряется -10Дб и -15Дб, с какого уровня искажения начинают падать? По уровню 0Дб что-то слишком длинный спектр получился. Не пробовали питание VDD делать чуть больше опорного?

+1
admin admin 1 месяц назад #

1) Уже с -1Дб спектр становится чище, просто хотел показать спектр по уровню 0Дб, как он есть, здесь искажения именно самого ЦАП в спектре, делитель на выходе картинку почти не меняет, АЦП тут ничего не ограничивает.  Уже при -5Дб в спектре остаются только 2 и 3 гармоники, со значительным  преобладанием 3-й.

Картинка по мне нормальная, шумовая полка -150Дб для начала.

«Не пробовали питание VDD делать чуть больше опорного?»

2) — На старых платах пробовал, на этой не заморачивался, снижением VREFH можно добиться чуть более раннего перехода на 1-2Дб к п1.

0
admin admin 1 месяц назад #

«Не пробовали питание VDD делать чуть больше опорного»

Уменьшил, питание референса, R20 запаял 440ом у себя, спектр более короткий, но 2 и  особенно 3 выперли вверх, цифры на замерах стали маленько хуже, звук наоборот чутка интереснее. А так сколько не крутил, особого откровения не заметил, чип еще собака не самый удачный, попадались и лучше 4399.

+1
bgv731 bgv731 1 месяц назад #

Замечательно!

А гербер платки будет?

+1
admin admin 1 месяц назад #

Скоро будут, до конца дотестирую и выложу ссылки для заказа плат.

0
rucrim rucrim 1 месяц назад #

Скромный бюджет и с хорошим звуком на выходе.

0
e_niknik e_niknik 1 месяц назад #

«Скромность» бюджета ИМХО относительна, учитывая доступность и текущую стоимость AK4399 в сравнении с AK4490 у официальных поставщиков.

0
rucrim rucrim 1 месяц назад #

 AK4490 цап ИМХО пропустил я сборку его. А у людей должны еще запасы AK4399 остаться, да и барыги долго не продержат свои цены до небес.

0
admin admin 1 месяц назад #

Ну этот проект больше для тех, у кого уже валяются китайские поделки, 

а вообще на его базе планируется серия других ЦАП с другими чипами ЦАП и без МК.

0
zaycev zaycev 1 месяц назад #

Что за чипы рассматриваете? 

0
admin admin 1 месяц назад #

Будет точно на вариация с ak4490/4493, по сути AH-D3 будет заменен на 2 отдельные платки: простой интерфейсный sp-dif модуль и похожий ЦАП.

Также рассматриваю имеющиеся чипы из разборки. Думаю сделать второй заход с динозаврами PCM1794/1798. Возможно, AD1853. Выслушаю другие предложения.

0
rucrim rucrim 1 месяц назад #

Хорошее дело прошлые свои чипы снова применить. Dual mono ak4495 хотелось бы собрать послушать под ваш дискретный ушник, но это уже должна быть не простая конструкция без контроллера.

0
admin admin 1 месяц назад #

хочется именно с пиновым управлением,  ak4495 у самого свободных не сталось, так что пока ничего на ней не предвидится, основным так и оcтается D5.5. 

0
lyoha lyoha 1 день назад #

1955?

0
admin admin 1 день назад #

Если рассматривать, что-то  из AD-ных чипов, то мне больше AD1853 по душе.

0
lyoha lyoha 1 день назад #

В данный промежуток жизни с огромным удовольствием слушаю ЦАП на AD1955. После LYNX D70 его подача музыки стала для меня откровением свыше с вау-эффектом в придачу.

А 1853 потребуется в параллельном включении делать. 

Неоднократно отмечалось, что ± выходы у AD1853 немного отличаются током покоя. К сожалению, разница не сводится только к этому. Разные выходы имеют еще и разный уровень четных нелинейностей, из-за чего нет особого смысла стремиться к очень высокой идентичности половинок I-V каскада и фильтра-вычитателя.

Цитата с веги от автора моего ЦАП-а.

Да и с DSD у 1955 получче.

0
admin admin 1 день назад #

Был у меня проект на AD1853 еще на ЛУТ платах, знаю эти подводные камни, да и не только, в любом случае мне ближе ее звучание, чем AD1955. 

Ну а DSD это уже МК ставить надо и прошивку писать, что в ввиду туманных планов AD по выпуску новых чипов ЦАП не хочется затевать. Если с МК, то уж перспективнее чипы от ESS глянуть.

0
admin admin 1 месяц назад #

Дополнил статью. Выложил ссылку на заказ печатных плат в Китае.