Что использовать в качестве цап. Зачем нужен отдельный ЦАП? Не хочешь думать головой - работай руками

Что такое ЦАП, зачем он нужен и с чем его едят, попытаемся рассмотреть в этой статье.

Данная статья скорее будет интересна любителям хорошего звука. Такого, который на порядок лучше\качественней того что вы слушаете в обыденном ритме. Но если вы вдруг начинаете чувствовать, что в прослушиваемой музыке чего-то не хватает, кажется что звуковая сцена не та, и вообще что-то с верхами или низами, хочется чего-то большего от любимой музыки, то поздравляем, вы .

Яркий пример аудиофила

Путь аудиофила начнём с такого прибора как ЦАП.

ЦАП (DAC) — цифро-аналоговый преобразователь. Устройство помогает преобразовать цифровой аудио сигнал в слышимый нами аналоговый.

Как это работает

Мы уже привыкли к тому, что нас окружают цифровые устройства. И внутри них протекают процессы не видимые человеческому глазу. Так и с цифровой музыкой. Какой бы она ни была, но в цифровом виде она представлена в виде последовательности битов, т.е. (1,0) единиц и нулей. Естественно такую информацию у нас не получится не услышать, не почувствовать. И на помощь на приходят ЦАПы. Они то установлены на всех цифровых устройствах которые способны воспроизводить звук.

Главная задача внешнего ЦАП — это улучшить качество звучания. Как уже было сказано, во всех цифровых устройствах ЦАП уже встроен, но он отличается своей простотой и не отвечает аудиофильским стандартам.

В первую очередь стоит задача по улучшению звука от . Ведь по сути ЦАП подключается как внешняя звуковая карта, но заметно более качественная.

Но это не единственный способ подключения. К ЦАП можно подключать игровые приставки, медиа- CD- DVD- плееры.

Подключение ЦАП

Естественно что все типы подключения к ЦАП будет цифровые, и как правило они снабжены такими входами:

— Оптический вход

— Разъем USB

— Вход AES

С выходами все проще, обычно это один стерео выход (RCA) и гнездо под наушники.

Разрядность и частота дискретизации

При записывании музыки в цифровом виде ей придаются определенные характеристики указывающие на ее качество. Такими и являются частота дискритизации — обозначает количество сэмплов в секунду и разрядность -количество бит или разрешение этих симплов. Естественно чем цифры по этим данным выше, тем качественнее звук.

Надо понимать, что лучшими по звуку будут форматы CD, FLAC, APE, WAV.

Тем самым при выборе ЦАП надо учитывать его характеристики, потянет ли он вашу музыку.

Как звучит ЦАП

На вкус и цвет товарищей нет. Так и с ЦАПом, важный критерий это звук. Т.е. сравнивать будем только по качеству звучания и по тому что вам нравится.

Различия могут быть в индивидуальном звуковом почерке, а его выбирать только вам.

P.S. ЦАП призван улучшать качество звука, но нужно понимать, что качественный звук будет только при наличии прочего качественного оборудования, таких как усилитель и акустическая система. Если прослушивать свой любимый трек в формате mp3 и на дешевых компьютерных колонках, но с использованием ЦАп, то увы, качественно новое звучание вам врятли откроется.

Сравнительный тест ЦАПов

Цена от 50 до 110 тыс. руб. Будет ли по-настоящему вознаграждено вложение пятизначной суммы в технологию ЦАПов?

Цифроаналоговый преобразователь сейчас прочно укоренился в качестве привычного компонента Hi-Fi-систем. Представители племени ЦАПов охватывают огромный диапазон цен - начиная от моделей менее чем за 5 тысяч рублей и заканчивая экземплярами за несколько сотен тысяч. Большинство из них, наверное, могут удивить количеством внутренних частей и деталей; сейчас вы можете встретить ЦАП с хитроумными подходами к фильтрованию и апсемплингу, с ламповыми выходами, функциями предусилителя и др.

Ни один из этих аппаратов не может похвастать какой-то особенной экстравагантностью, хотя, к примеру, USB-технология у M2Tech позволяет принимать 32-битные данные с частотой дискретизации в 384 кГц.

USB - это простой и удобный способ подключить настоящий Hi-Fi к компьютерному источнику данных, приобретающий все большую актуальность, так как мир уходит от CD и всего, что с ним связано, и движется навстречу жестким дискам и облачным сервисам. Неудивительно, что пять из шести представленных здесь ЦАПов имеют на борту вход USB. Интерфейс USB никогда не был предназначен для аудио, он далек от идеала, но подобные проблемы поправимы.

Тем не менее нужно быть осторожным с аудио высокого разрешения и USB. Три ЦАПа в этой группе поддерживают частоту дискретизации через USB до 96 кГц или выше. Но если софтовый плеер компьютера будет ограничен 48 кГц, то при воспроизведении разрешение HD-файлов будет уменьшено до 48 кГц без какого-либо предупреждения. Будьте внимательны! Однако же при правильной организации любой из представленных здесь аппаратов сумеет существенно улучшить звук. Они также способны поднять качество воспроизведения старых CD-плеееров и других цифровых источников. Фактически некоторые из них могут эффективно функционировать в роли цифровых предусилителей.

ФАКТОР DACMAGIC!

Проблема, с которой сталкиваются ЦАПы средней ценовой категории, - ЦАП DacMagic компании Cambridge Audio. Он и еще парочка-другая супербюджетных ЦАПов довольно дерзко заявляют о себе при стоимости в 15 тысяч рублей и меньше. На ум приходят Arcam (rDAC), различные модели Веresford, и это далеко не полный список.

Положа руку на сердце, мы не можем отрицать, что закон убывающей доходности работает и здесь, однако считаем, что конкурсанты в этой группе предлагают больше тонкости и проницательности, а также зачастую слегка более динамичное воспроизведение звука, чем дешевки, «хорошие, но последние».

(109 000 руб.)

Будучи частью большой и визуально выполненной в едином дизайнерском стиле линейки, этот ЦАП остается одним из наиболее оснащенных с точки зрения количества входов, хотя интерфейс USB здесь и отсутствует. Аппарат высоко оценен за возможность модернизации, имеет опцию подключения внешнего блока питания PSX-R, что превращает его в предусилитель DAC ХР+ с цифровым входом.

(76 000 руб.)

Новое добавление в линейке. ЦАП, заслуживающий внимания, в частности, за вход RF-Link, который позволяет передавать данные с компьютера беспроводным способом (с опциональным фирменным передатчиком), не используя при этом технологии Ethernet и Bluetooth. В комплекте имеется дистанционный пульт, что демонстрирует свойственное компании внимание к важным мелочам.

(60 000 руб.)

Вторжение Lavry в мир бытового Hi-R - это в значительной степени результат следования культу Интернета. Компания выпустила свой ЦАП DA-10, а затем и DA-11, который продолжает традицию бренда создавать солидные, основанные на серьезных инженерных разработках профессиональные аудиопродукты. Помимо довольно аскетичного пользовательского интерфейса, здесь нет ничего такого, что не пригодилось бы аудиофилу!

(53 000 руб.)

Модель выглядит немного странно, но ключевой вопрос тут технологический, связанный с возможностью получать через USB такой битрейт, о котором до сих пор мы даже не мечтали. Так или иначе, мяч сверхвысокой частоты дискретизации был, наконец, запущен, и мы рассчитываем на поддержку программного обеспечения в источниках. Между тем характеристики аппарата также выглядят достаточно привлекательными с точки зрения обычных цифровых входов и выходов.

(73 000 руб.)

Типичный набор входов, поддержка стандартных частот дискретизации и несколько интересных функций внутри, если присмотреться к аппарату поближе. К ним относится минималистская аналоговая часть, состоящая из крупных по размерам компонентов, которые уважают многие аудиофилы и которые смонтированы по технологии навесного монтажа. Плюс внимательное отношение к блоку питания.

(70 720 руб.)

Хорошо оснащенный входами и выходами DAC9 обладает также особенно хорошо продуманным усилителем для наушников. В электронной начинке есть несколько аналоговых деталей с высокими характеристиками, которые имеют поддержку в лице весьма крупного трансформатора питания. К внешнему виду модели нужно будет постепенно привыкнуть, и, возможно, поэтому вам не захочется терять дистанционку.

БЕСПРИСТРАСТНЫЙ ВЕРДИКТ

Определить различия между отдельными ЦАПами в группе, не обращая внимания по крайней мере на их внешнюю эстетику, оказалось делом довольно сложным. Имеющие отношение в первую очередь к воспроизведению преобразованного в аналоговый сигнал нашего 16-битного аудио с частотой дискретизации в 44,1 кГц, эти модели впитали в себя знания, полученные в течение нескольких десятилетий. Проще говоря, они в состоянии надлежащим образом воспроизвести этот широко известный стандарт. В данное время нашими ожиданиями, связанными с этими устройствами, а именно фактором, делающим их актуальными в качестве специального дополнительного конвертера в системе, является их способность конвертировать аудио высокого разрешения.

На материале CD-качества (16 бит / 44,1 кГц) мы достаточно хорошо увидели, как вся группа показывает границы этого формата. Частотный диапазон не превышает предел Нейквиста, равный половине частоты дискретизации - приблизительно 22 кГц; коэффициент гармонических искажений и шум имеют значение 0,02% при сигнале полной шкалы в 0 дБ, 2% при -60 дБ и динамический диапазон в 96 дБ.

Наши измерения аудиоджиттера помогли проникнуть в суть различных рабочих характеристик участников группы. Мы считаем, что величину в 200 пс вполне уместно ожидать от современных цифровых аудиоисточников. Эта группа показала значения в пределах от 150 до 300 пс. 150 пс - почти такой же хороший результат, который мы наблюдали в разных типах цифровых медиатранспортов. Но 300 пс больше соответствуют устройствам бытового уровня и ресиверам.

При использовании источников с более высокой частотой дискретизации и разрядностью измерения действительно начинают разделять наших участников. С материалом в 24 бит /96 кГц мы увидели разные показания динамического диапазона. Некоторые модели были в состоянии максимизировать потенциал сигнала высокой четкости, в то время как остальные практически не улучшили его выше уровня сигнала в формате 16/44,1.

МНЕНИЕ "СЛЕПЫХ" СЛУШАТЕЛЕЙ

Не в первый раз в групповых тестах, в тестах цифровых источников мы замечаем, что сходства в основном перевешивают различия между исследуемыми устройствами. Мы не говорим, что нет вообще никаких отличий: наши опытные слушатели услышали их вполне хорошо, и то же самое сделали мы во время наших «зрячих» прослушиваний. Но даже при условии, что это человеческая природа, которая в любой ситуации ищет несовпадение, мы все почувствовали необходимость подчеркнуть, что некоторые из этих различий были малы.

Поэтому, с одной стороны, это значит, что вы, возможно, будете удовлетворены любым из шести ЦАПов. С другой, вы можете позволить себе быть действительно взыскательным и удостовериться, что не просто удовлетворены, но искренне восхищены своим приобретением.

Наименьшее общее количество баллов получил Moon 300D. Итог немного несправедливый, так как он имеет пять «звезд» по звуку, но мы не смогли дать ему больше, чем три, за функциональность, что и сместило его вниз. Он хорош в динамике, согласованности и детальности. Но если иногда он и несколько жизнерадостен на высоких частотах и если это было воспринято некоторыми слушателями как яркость, то другим он понравится своим свежим и открытым звуком в ВЧ-диапазоне.

Следующим идет Cyrus DAC Х+. Нам бы очень хотелось получить от него немного больше детальности, но его звучание может быть достаточно честным и захватывающим, плюс, как обычно бывает с техникой этой фирмы, он обладает привлекательными возможностями апгрейда.

ЦАПы Lavry, M2Tech и NuForce набрали одинаковое количество баллов, хотя решающая оценка за качество звука была ниже у Lavry DA11. На фоне того успеха, которым пользовался его предшественник DA10, это стало чем-то вроде сюрприза, но наши слушатели отметили еще раз, что деталей могло быть и больше. Похвально, что высокие частоты исключительно прозрачные и чистые.

M2Tech Young вполне гармоничен, за исключением, возможно, глубокого баса, а прекрасная согласованность - большое достоинство; также нам понравилась его детальность. Чуть выше поднялся NuForce DAC9, который сводит воедино много превосходных аспектов, только вот немного подчеркивает верхнюю середину. Он, кроме того, имеет выход для наушников, что увеличивает его универсальность.

ПОБЕДИТЕЛЬ!

Очень часто случается так, что победитель в Hi-Fi - отнюдь не тот, кто привлекает больше всего внимания. Этот тезис верен и по отношению к Electrocompaniet PD-1, который, безусловно, хорошо звучите первого прослушивания, но явно не выделяется как звезда. Хотя, все дольше слушая такой звук, все сильнее хочется оставаться с ним рядом. Обычно чем больше времени проводишь с любым Hi-Fi-приобретением, которое уже звучит как хорошая вещь, тем больше начинаешь принимать во внимание, что хорошие вещи здесь включают в себя чудесно вылепленные музыкальные образы, точно выгравированные детали и протяженные, но безупречно контролируемые частоты на краях слышимого диапазона.

Объедините все это с замечательными ритмическими свойствами, ивы будете иметь эскиз удовлетворяющих во всем характеристик. Правильно, этот ЦАП занимает на полке несколько больше места, чем другие аппараты из тестовой группы, но на самом деле кого это волнует? Дополнительное беспроводное соединение является самым привлекательным. Этот ЦАП легок в обращении и достаточно универсален в плане функций. PD-1 во всех отношениях достойный победитель группового теста.

ПОПРОБУЙТЕ С ЭТИМ!

ЦАПы высокой ценовой категории имеет смысл использовать только в качестве составной части хорошо подобранной системы. Упомянем несколько подходящих для этого партнеров.

СЕТЕВОЙ ПЛЕЕР
Marantz NA7004
(45 000 руб.)

В настоящее время это один из наиболее всесторонне оснащенных сетевых стримеров. NA7004 обеспечивает доступ к аудиоданным любой формы, хранящимся на компьютере, может работать как по беспроводному принципу, так и с помощью проводов.

Рекомендовать такое устройство здесь, возможно, не совсем правильно, учитывая, что большинство современных ЦАПов подключается к компьютеру через USB. Но важный момент состоит в том, что NA7004 обладает преимуществом перед компьютером, поскольку лишен таких помех, как шумные вентиляторы или работа жесткого диска, не имеет многозадачных процессоров, которые могут прерывать аудиовоспроизведение, запуская антивирусное программное обеспечение, и т. п. Его аналоговый выход тоже неплох, но в сравнении с ним любой из обозреваемых здесь шести ЦАПов даст значительное улучшение звука.

УСИЛИТЕЛЬ
Primare I32
(115 000 руб.)

Технология применения импульсных блоков питания в усилителях мощности недавно достигла совершеннолетия, и этот интегральный усилитель является тому живым доказательством. Он выкачивает 120 Вт чистой мощности на канал и делает это с таким сочетанием мощи и тонкого мастерства, что завоевал наши сердца за очень короткое время.

Аппарат безупречен в плане тональности, и локализация им образов в пространстве превосходна: точна, стабильна и хорошо развернута. Бас протяженный и основательный, четко настроенный, когда это нужно, и весьма ритмичный. Но больше всего впечатляет настоящее ощущение простора сцены, на которое способен этот усилитель. Он одинаково умело справляется как с масштабными величественными записями, так и с музыкой небольших ансамблей.

АКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
Audiovector К13
(100 000 руб.)

Эта стройная напольная модель имеет несколько необычную акустическую конструкцию внутри - в форме четвертьволновой нагрузки для баса. Мы не собираемся давать ей награду за самый низкий бас на планете, но то, что она предлагает, - это исключительно плотные НЧ с очень хорошей четкостью. Средний диапазон иногда может выступать чуть вперед, особенно верхняя середина, но это вовсе не так уж много, чтобы скомпрометировать общее чувство низкочастотного окрашивания и превосходную детальность. Локализация образов в пространстве крайне сильна, с настоящим ощущением того, что музыканты расположены вне колонок и за ними, вто время как скромные размеры помогают К13 исчезать визуально так же хорошо, как и акустически.

Игорь ГУСЕВ, Андрей МАРКИТАНОВ

Гаврила был аудиофилом,
Гаврила ЦАПы создавал…

Действительно, почему бы нам не сделать ЦАП своими руками? Нужно ли это вообще? Конечно! Внешний конвертор пригодится, в первую очередь, владельцам CD-проигрывателей, выпущенных 5 - 10 лет назад. Техника цифровой обработки звука развивается бурными темпами, и идея оживить саунд старенького, но любимого аппарата с помощью внешнего ЦАПа представляется весьма заманчивой. Во-вторых, такое устройство может принести большую пользу тем, у кого есть недорогая модель, оснащенная цифровым выходом, - это шанс поднять его звучание на новый уровень.

Не секрет, что, создавая недорогой CD-проигрыватель, разработчик находится в жестких финансовых рамках: ему нужно и транспорт поприличнее выбрать, и оснастить новинку всяким сервисом по максимуму, вывести на переднюю панель побольше кнопок с многофункциональным индикатором и т.д., иначе по жестким законам рынка аппарат не будет продаваться. Через год, как правило, появится новый, который подчас ничем не лучше старого по звучанию (а зачастую и хуже), и так до бесконечности. А большинство крупных фирм обычно меняют весь модельный ряд каждую весну…

На качественный ЦАП и аналоговую часть схемы выделенных средств обычно не хватает, и многие производители на этом откровенно экономят. Из этого правила есть, правда, исключения, когда подобные решения принимаются намеренно, являясь элементом технической политики фирмы.

Например, хорошо известная нашим аудиофилам японская С.Е.С. ставит в свои модели CD2100 и CD3100 дорогой транспорт с большим количеством ручных регулировок, применяя при этом простенький ЦАП, явно по классу не соответствующий механике. Эти аппараты позиционируются фирмой как транспорт с контрольным аудиотрактом и изначально предназначены для работы с внешним конвертором. Несколько иная ситуация с проигрывателями ТЕАС VRDS 10 - 25. Устанавливая высококлассный привод и дорогие микросхемы ЦАП TDA1547 (DAC 7), инженеры почему-то решили сэкономить на выходных каскадах. Одна российская фирма, зная об этой особенности моделей, делает апгрейд, заменяя аналоговую часть схемы.

Об авторах

Андрей Маркитанов, инженер КБ звукотехники «Три В» из Таганрога. Разрабатывает и внедряет в производство ЦАПы под маркой «Markan», постоянный участник выставок «Российский Hi-End». Любит нестандартные решения, следит за аудиомодой, всегда в курсе последних достижений в области цифровой схемотехники. На память знает распиновку многих чипов Crystal, Burr-Brown и Philips.

Немного теории

Итак, решено - делаем ЦАП. Прежде чем мы начнем рассматривать схему, нелишне будет расшифровать некоторые общепринятые сокращения:

S/PDIF (Sony/Philips Digital Interface Format) - стандарт на цифровую передачу звуковых данных между устройствами (асинхронный интерфейс с самосинхронизацией). Также существует оптический вариант TosLink (от слов Toshiba и Link). Таким интерфейсом оснащаются практически все модели недорогих CD-плейеров, но сейчас он считается устаревшим. Существуют более совершенные интерфейсы, применяемые в дорогих аппаратах, но мы пока о них говорить не будем.

DAC (ЦАП) - цифро-аналоговый преобразователь.

IIS (Inter IC Signal bus) - стандарт на синхронный интерфейс между элементами схемы в пределах одного устройства.

PLL (Phase Locked Loop, ФАПЧ) - система фазовой автоподстройки частоты.

Emphasis - предыскажения.

В настоящее время для формата CD Audio существует два совершенно различных способа цифро-аналогового преобразования: однобитовый и мультибитовый. Не вдаваясь в подробности каждого из них, отметим, что в подавляющем большинстве дорогих моделей DAC используется мультибитовое преобразование. Почему в дорогих? Для достойной реализации такого варианта требуется качественный многоканальный источник питания, сложная процедура настройки выходных фильтров, в некоторых моделях она выполняется вручную, а в развитых странах работа квалифицированного специалиста дешево стоить не может.

Однако однобитовые преобразователи также имеют немало поклонников, т.к. у них своеобразный характер подачи звука, некоторые особенности которого трудно достижимы с помощью существующей мультибитовой технологии. К ним можно отнести более высокую линейность однобитовых ЦАПов на малых уровнях сигнала, а следовательно - лучшую микродинамику, отчетливое детальное звучание. В свою очередь, аргументом сторонников мультибитовых ЦАПов является более сильное эмоциональное воздействие на слушателя, масштабность и открытость звука, отлично воспроизводятся т.н. «драйв» и «чес», что особо ценится любителями рока.

По идее, для безупречной работы однобитовых ЦАПов требуется очень высокая тактовая частота. В нашем случае, т.е. 16 бит и 44,1 кГц, она должна составлять около 2,9 ГГц, что является абсолютно неприемлемым значением с технической точки зрения. С помощью математических трюков и всевозможных пересчетов ее удается уменьшить до приемлемых значений в пределах нескольких десятков мегагерц. Видимо, этим и объясняются некоторые особенности звучания однобитовых ЦАПов. Так какой же лучше? Мы опишем оба варианта, а уж какой выбрать - решайте сами.

Главное, чем мы руководствовались при разработке схемы, - ее предельная простота, позволяющая понять идею и реализовать ее в конкретной конструкции даже не искушенному в цифровой технике аудиофилу. Тем не менее, описываемый ЦАП способен заметно облагородить звучание бюджетного аппарата, оснащенного коаксиальным цифровым выходом. Если ваш проигрыватель такового не имеет, то несложно будет организовать его самостоятельно. Для этого в большинстве случаев достаточно установить на задней стенке разъем RCA и подпаять его сигнальный лепесток к соответствующему месту на плате. Как правило, базовый вариант motherboard делается на несколько моделей сразу, только «набивается» по-разному, и на ней должно быть место для впайки гнезда цифрового выхода. Если это не так, придется искать схему аппарата - в авторизованных сервис-центрах, на радиорынках или в Интернете. В дальнейшем этот макет может послужить объектом приложения усилий для его дальнейшего улучшения и позволит, наконец, добиться «нежной дымки над чистым образом».

Практически все аппараты подобного назначения строятся на схожей элементной базе, выбор элементов для разработчика не так уж и широк. Из доступных в России назовем микросхемы Burr-Brown, Crystal Semiconductors, Analog Devices, Philips. Из приемников S/PDIF сигнала сейчас по приемлемым ценам более-менее доступны CS8412, CS8414, CS8420 от Crystal Semiconductors, DIR1700 от Burr-Brown, AD1892 от Analog Devices. Выбор самих ЦАПов несколько шире, но в нашем случае оптимальным представляется использование CS4328, CS4329, CS4390 с преобразованием дельта-сигма, они наиболее полно отвечают критерию качество/цена. Широко распространенные в High End мультибитовые чипы Burr-Brown РСМ63 стоимостью 96 долларов или более современные PCM1702 требуют еще и определенных типов цифровых фильтров, которые тоже недешевы.

Итак, выбираем продукцию Crystal Semiconductors, а документацию на микросхемы с подробным их описанием, распиновкой и таблицами состояний можно скачать с сайта www.crystal.com.

Детали преобразователя
Сопротивления
R1	220	1/4 w
R2	75	1/4 w
R3	2k	1/4 w
R4 - R7	1k	1/4 w
R8, R9	470k	1/4 w углерод
Конденсаторы
С1	1,0 мкФ	керамика
С2, С4, С8, С9	1000 мкФ х 6,3 В	оксидные
С3, С5, С7, С120	1 мкФ	керамика
С6	0,047 мкФ	керамика
С10, С11	1,0 мкФ	К40-У9 (бумага)
Полупроводники
VD1	АЛ309	красный светодиод
VT1	КТ3102А	n-p-n транзистор
U1	CS8412	приемник цифрового сигнала
U2	74HC86	TTL-буфер
U3	CS4390	ЦАП

Переходим к схеме

Итак, остается вопрос: какую же схему выбрать? Как уже говорилось, она должна быть несложной, доступной для повторения и обладать достаточным потенциалом качества звучания. Также представляется обязательным наличие переключателя абсолютной фазы, что позволит лучше согласовать ЦАП с остальными элементами звукового тракта. Вот оптимальный, на наш взгляд, вариант: цифровой приемник CS8412 и однобитовый ЦАП CS4390 стоимостью около $7 за корпус (лучше постараться найти вариант DIP, это заметно облегчит монтаж). Этот ЦАП применяется в известной модели проигрывателя Meridian 508.24 и до сих пор у Crystal считается лучшим. В мультибитовом варианте используется чип Philips TDA1543. Схема однобитового преобразователя выглядит следующим образом:

Резисторы R1-R7 малогабаритные, любого типа, а вот R8 и R9 лучше взять серии ВС или импортные углеродистые. Электролитические конденсаторы С2, С4, С8, С9 должны быть номиналом не менее 1000 мкФ с рабочим напряжением 6,3 - 10 В. Конденсаторы С1, С3, С5, С6, С7 - керамические. С10, С11 желательно применить К40-У9 или МБГЧ (бумага в масле), но подойдут и пленочные К77, К71, К73 (перечислены в порядке уменьшения приоритета). Трансформатор Т1 - для цифрового аудио, достать его не проблема. Можно попробовать применить трансформатор от неисправной компьютерной сетевой платы. На схеме не показано подключение питания микросхемы U2, минус подается на 7-ю ножку, а плюс - на 14-ю.

Для максимального использования звукового потенциала схемы желательно придерживаться следующих правил монтажа. Все соединения к общему проводу (помечен значком GND) лучше произвести в одной точке, например, на выводе 7 микросхемы U2. Наибольшее внимание следует уделить входному узлу цифрового сигнала, который включает в себя входное гнездо, элементы С1, Т1, R2 и выводы 9,10 микросхемы U1.

Необходимо использовать максимально короткие соединения и выводы компонентов. То же самое относится к узлу, состоящему из элементов R5, C6 и выводов 20, 21 микросхемы U1. Электролитические конденсаторы с соответствующими керамическими шунтами должны быть установлены в непосредственной близости от выводов питания микросхем и соединены с ними проводниками минимальной длины. На схеме не показаны еще один электролит и керамический конденсатор, которые подключаются непосредственно на выводы питания 7 и 14 микросхемы U2. Необходимо также соединить между собой выводы 1, 2, 4, 5, 7, 9, 10 микросхемы U2.

После приобретения некоторого опыта вы сможете на слух подбирать величину и тип электролитических и керамических конденсаторов, стоящих в цепях питания на каждом конкретном участке.

Теперь несколько слов о работе самой схемы. Светодиод D1 служит для индикации захвата цифровым приемником U1 сигнала с транспорта и наличия ошибок считывания. В процессе нормального воспроизведения он светиться не должен. Контакты S1 переключают абсолютную фазу сигнала на выходе, это аналогично изменению полярности акустических кабелей. Меняя фазировку, вы сможете заметить, как она влияет на звучание всего тракта. В ЦАПе имеется также схема коррекции де-эмфазиса (вывод 2/U3), и хотя дисков с пре-эмфазисом выпущено не много, такая функция может пригодиться.

Теперь о выходных цепях. Непосредственное подключение микросхемы ЦАП к выходу только через разделительные конденсаторы возможно, поскольку в микросхеме CS4390 уже есть встроенный аналоговый фильтр и даже выходной буфер. По аналогичному принципу построены чипы CS4329 и CS4327, хорошую аналоговую часть также имел ЦАП CS4328. Если вы знаете, как сделать качественные ФНЧ и согласующие каскады, стоит попробовать свои силы на великолепной микросхеме CS4303, которая на выходе имеет цифровой сигнал и дает возможность построения отлично звучащего аппарата, если, например, к ней подключить ламповый буфер с кенотронным питанием.

Но вернемся к нашей CS4390. Принцип построения однобитовых ЦАПов предполагает наличие во внутренних цепях питания значительных по амплитуде импульсных помех. Для уменьшения их влияния на выходной сигнал выход таких ЦАПов практически всегда делают по дифференциальной схеме. Нас же в данном случае не интересуют рекордные показатели по значению сигнал/шум, поэтому мы используем только один выход для каждого канала, что позволяет избежать применения дополнительных аналоговых каскадов, которые могут отрицательно повлиять на звук. Амплитуда сигнала на выходных гнездах вполне достаточна для нормальной работы, а встроенный буфер неплохо справляется с такой нагрузкой, как межблочный кабель и входное сопротивление усилителя.

Теперь поговорим о питании нашего устройства. Звук - это просто модулированный источник питания и ничего больше. Каково питание, таков и звук. Этому вопросу постараемся уделить особое внимание. Начальный вариант стабилизатора питания для нашего устройства показан на рис.2

Достоинства этой схемы - в простоте и понятности. При общем выпрямителе используются разные стабилизаторы для цифровой и аналоговой частей схемы - это обязательно. Между собой они развязаны по входу фильтром, состоящим из С1, L1, С2, С3. Вместо пятивольтовых стабилизаторов 7805 лучше поставить регулируемые LM317 с соответствующими резистивными делителями в цепи управляющего вывода. Расчет номиналов сопротивлений можно найти в любом справочнике по линейным микросхемам. LM317 по сравнению с 7805 имеют более широкий частотный диапазон (не забывайте, что по цепям питания у нас идет не только постоянный ток, но и широкополосный цифровой сигнал), меньшие внутренние шумы и более спокойную реакцию на импульсную нагрузку. Дело в том, что при появлении импульсной помехи (а их по питанию видимо-невидимо!) схема стабилизации, охваченная глубокой отрицательной обратной связью (она необходима для получения высокого коэффициента стабилизации и малого выходного сопротивления), пытается ее скомпенсировать. Как положено для схем с ООС, возникает затухающий колебательный процесс, на который накладываются вновь пришедшие помехи, и в результате выходное напряжение постоянно прыгает вверх-вниз. Отсюда следует, что для питания цифровых схем желательно использовать стабилизаторы на дискретных элементах, не содержащие ОС. Конечно, в таком случае выходное сопротивление источника будет значительно выше, поэтому вся ответственность за борьбу с импульсными помехами перекладывается на шунтирующие конденсаторы, которые с этой задачей справляются неплохо, и это благотворно сказывается на звучании. Кроме того, явно вырисовывается необходимость применения для каждого вывода питания цифровых микросхем отдельного стабилизатора вместе с элементами развязки по питанию (аналогично L1, С2, С3 на рис.2).

В ЦАПах Markan так и сделано, причем фильтр с дополнительным подавлением цифровых помех и выпрямитель работают от отдельной обмотки сетевого трансформатора, а для дополнительной развязки цифровой и аналоговой частей схемы даже используются разные трансформаторы. Так же делается и для дальнейшего усовершенствования нашего ЦАПа, хотя для начала можно использовать схему на рис.2, она обеспечит начальный уровень качества звучания. В выпрямителе лучше применять быстрые диоды Шоттки.

Мультибитовый вариант схемы

Обычно мультибитовые ЦАПы требуют для своей работы нескольких источников напряжения разной полярности и немалого количества дополнительных дискретных элементов. Среди большого разнообразия микросхем остановим свой выбор на Philips TDA1543. Этот ЦАП является «бюджетной» версией великолепной микросхемы TDA 1541, стоит копейки и доступен в розничной продаже у нас в стране.

Микросхема TDA 1541 применялась в CD-проигрывателе Arcam Alpha 5, в свое время собравшем множество призов, хотя его же сильно и ругали - допотопный ЦАП, сильные помехи, но ведь как звучит! Эта микросхема также до сих пор применяется в проигрывателях Naim. TDA1543 великолепно подходит для наших целей, т.к. для него необходим только один источник питания +5 В и он не требует дополнительных деталей. Отпаиваем CS4390 от цифрового приемника и на ее место подключаем TDA 1543 в соответствии со схемой на рис. 3.

Здесь необходимо дать несколько дополнительных разъяснений. Все мультибитовые ЦАПы имеют токовый выход, и для преобразования сигнала в напряжение существуют несколько схемотехнических решений. Наиболее распространенное - операционный усилитель, подключенный инвертирующим входом к выходу ЦАПа. Преобразование ток-напряжение осуществляется за счет ОС, его охватывающей. По теории он работает замечательно, и такой подход считается классическим - его можно встретить в рекомендованных вариантах включения любого мультибитового ЦАПа. Но если говорить о звучании, то тут все не так просто. Для реализации этого метода на практике требуются очень качественные ОУ с хорошими скоростными характеристиками, например AD811 или AD817, которые стоят более $5 за штуку. Поэтому в бюджетных конструкциях чаще поступают по-другому: просто подключают к выходу ЦАПа обычный резистор, и ток, проходя по нему, будет создавать падение напряжения, т.е. полноценный сигнал. Величина этого напряжения будет прямо пропорциональна величине резистора и току, через него протекающему. Несмотря на кажущуюся простоту и изящество этого метода, он пока не получил широкого применения у производителей дорогой аппаратуры, т.к. также имеет множество подводных камней. Главная проблема в том, что токовый выход ЦАПов не предусматривает наличия напряжения на нем и обычно защищен диодами, включенными встречно-параллельно и вносящими значительные искажения в получаемый на резисторе сигнал. Среди известных производителей, которые все-таки решились на такой метод, следует выделить фирму Kondo, которая в своем M-100DAC ставит резистор, намотанный серебряной проволокой. Очевидно, что он имеет очень маленькое сопротивление и амплитуда выходного сигнала также очень мала. Для получения стандартной амплитуды используется несколько ламповых каскадов усиления. Еще одной известной фирмой с нетрадиционным подходом к вопросу преобразования ток-напряжение, является Audio Note. В своих ЦАПах она применяет для этих целей трансформатор, в котором ток, проходящий через первичную обмотку, вызывает магнитный поток, приводящий к появлению на вторичной обмотке напряжения сигнала. Такой же принцип реализован в некоторых ЦАПах серии «Markan».

Но вернемся к TDA 1543. Похоже, что разработчики этой микросхемы по каким-то причинам не установили защитные диоды на выходе. Это открывает перспективу для использования резисторного преобразователя ток-напряжение. Сопротивления R2 и R4 на рис. 3 - как раз для этого. При указанных номиналах амплитуда выходного сигнала составляет около 1 В, чего вполне достаточно для непосредственного подключения ЦАПа к усилителю мощности. Следует отметить, что нагрузочная способность нашей схемы не очень велика и при неблагоприятных условиях (большая емкость межблочного кабеля, малое входное сопротивление усилителя мощности и др.) звучание может быть слегка зажатым по динамике и «размазанным». В этом случае поможет выходной буфер, схему и конструкцию которого вы можете выбрать из множества существующих вариантов. Может случиться, что в некоторых выпускаемых вариантах микросхемы TDA 1543 защитные диоды все-таки установлены (хотя в спецификациях таких сведений нет, и конкретные экземпляры нам также не попадались). В этом случае удастся снять с нее сигнал амплитудой не более 0,2 В, и придется использовать выходной усилитель. Для этого необходимо в 5 раз уменьшить номинал резисторов R2 и R4. Конденсаторы С2 и С4 на рис. 3 образуют фильтр первого порядка, устраняющий ВЧ-помехи из аналогового сигнала и формирующий нужную АЧХ в верхней части диапазона.

Во многих конструкциях ЦАПов используются цифровые фильтры, что значительно облегчает задачу разработчику при проектировании аналоговой части, но при этом на ЦФ ложится большая часть ответственности за конечное звучание аппарата. В последнее время от них стали отказываться, поскольку грамотный аналоговый фильтр эффективно подавляет ВЧ-шумы и не так пагубно влияет на музыкальность. Именно так сделано в ЦАПах «Markan», в которых используется обычный фильтр третьего порядка с линейной фазовой характеристикой, выполненный на LC-элементах. В нашей схеме на рис. 3 для простоты применен аналоговый фильтр первого порядка, которого в большинстве случаев вполне достаточно, особенно если вы используете ламповый усилитель мощности, да еще и без обратных связей. Если же у вас аппаратура транзисторная, то вполне возможно, что придется увеличить порядок фильтра (однако не переусердствуйте, слишком крутая схема обязательно ухудшит звучание). Соответствующие схемы и формулы для расчета вы найдете в любом приличном радиолюбительском справочнике.

Обратите внимание, что резисторы R2, R4 и конденсаторы C2, C4 находятся именно в том месте, где зарождается аналоговый звук. High End начинается именно отсюда и, что называется, «далее везде». От качества этих элементов (особенно от резисторов) в огромной степени будет зависеть звучание всего аппарата. Резисторы необходимо ставить углеродистые ВС, УЛИ или бороуглеродистые БЛП (предварительно подобрав их по одинаковости сопротивлений с помощью омметра), применение импортной экзотики также приветствуется. Конденсаторы допустимы любого типа из указанных выше. Все соединения должны быть минимальной длины. Разумеется, качественные выходные разъемы также необходимы.

Что же у нас получилось?

Я раньше скверно пел куплеты,
хрипел, орал и врал мотив…

(Дж. К. Джером, «Трое в лодке,
не считая собаки»)

Не поленюсь напомнить, что перед первым включением устройства необходимо тщательно проверить весь монтаж. Регулятор громкости усилителя при этом нужно устанавливать в минимальное положение и плавно увеличивать громкость, если помехи, свист и фон на выходе отсутствуют. Будьте внимательны и аккуратны!

В целом для однобитовых ЦАПов характерно очень мягкое, приятное звучание, с обилием тонких деталей. Кажется, что весь свой звуковой потенциал они бросают на помощь солисту, оттесняя других участников музыкального произведения куда-то на задний план. Большие оркестры несколько «уменьшаются» по составу музыкантов, страдают мощь и масштабность их звучания. Мультибитовые ЦАПы уделяют одинаковое внимание всем участникам музыкального действия, не отдаляя и не выделяя никого из них. Динамический диапазон шире, звучание более ровное, но в то же время несколько более отстраненное.

Например, при воспроизведении через мультибитовый ЦАП хорошо известной песни «I Put A Spell on You» в исполнении Creedence Clearwater Revival великолепно передается ее энергетика, мощный поток эмоций просто завораживает, становится понятным замысел ее создателей, мы остро чувствуем, что они хотели нам сказать. Мелкие детали несколько смазаны, но на фоне описанных выше доминирующих характеристик такой подачи звука это не кажется серьезным недостатком. При воспроизведении этой же песни через однобитовый ЦАП картина несколько иная: звучание не столь масштабно, сцена несколько отодвинута назад, зато отлично слышны подробности звукоизвлечения, мелкие штрихи. Хорошо передается момент, когда музыкант приближает гитару к комбику, добиваясь легкого самовозбуждения усилителя. Зато при прослушивании Элвиса Пресли великолепно раскрывается все богатство его голоса. Хорошо заметно, как он менялся с возрастом, эмоциональное воздействие на слушателя также сильно, а несколько отодвинутый на задний план аккомпанемент органично вписывается в общую картину.

Так что выбор типа ЦАПа остается за вами, у обоих вариантов есть как сильные, так и слабые стороны, истина, разумеется, лежит где-то посередине. Несмотря на простоту, звуковой потенциал описанных схем достаточно высок, и при творческом выполнении приведенных рекомендаций конечные результаты вас разочаровать не должны. Желаем успеха!

На вопросы разработчик схемы

Главное в нашем деле - взять верный старт! Я не обязан заботиться о выстраивании линейки продуктов от дешёвого ширпотреба до самого что ни на есть high-end"а. Поэтому могу позволить себе сразу выбрать понравившийся чип цифро-аналогового преобразователя и строить дизайн вокруг него. Итак, за основу был взят "мистический ЦАП" как его называют в Сети. Я не буду делать из маленькой микросхемы большого секрета, но давайте всё же для начала сохраним интригу.

Построить хороший ЦАП для себя любимого я собирался ещё с прошлого столетия, но как-то всё руки не доходили и более приоритетные задачи брали верх. И вот тут-то мне на радость появился заказчик, с одной стороны способный оценить хороший звук, с другой же стороны - согласный мириться с некоторым уровнем "самодельщины" в законченном устройстве. Естественно я приложу все усилия, чтобы мои клиенты остались довольны своим выбором. Что теряют мои "pre-production" изделия по сравнению с серийными аппаратами раскрученных брендов - так это:

1. часть монтажа выполнена паутинкой на "слепышах", а не на печати, что положительно отражается на качестве звука, но, увы, не будет доступно в серийных образцах;
2. я не экономлю на мелочах типа сетевого фильтра или шунтирующих ёмкостей, в чём, кстати, не раз доводилось уличать всеми признанные авторитеты;
3. "брэнд" мой ещё не слишком широко известен в узких кругах 🙂

На старт, внимание...

С чего начать? Правильно, лучше всего с готового устройства, пусть даже и простенького, но содержащего ключевые компоненты. В Китае за US$ 50 был приобретён неплохой в общем-то набор для самостоятельной сборки ЦАП. Как я уже , китайский экономический гений не отличается особыми техническими талантами, так что всё в том наборе было по-минимуму, в точности по datasheet"ам. Разве что питание создатели набора выстроили, как им казалось, прямо-таки очень качественное: навтыкали "КРЕНок" гирляндами. Зато к наборам прилагались весьма сообразные R-core трансформаторы.

На данном этапе не стояла задача как-то особо управлять цифровым приёмником или ЦАП"ом, поэтому жёстко зашитая минималистская цепочка S/PDIF->I2S->DAC меня вполне устроила.

Сознательно не стремился найти ЦАП с USB входом. Причина простая: компьютер фонит очень сильно и пускать весь этот мусор в аудио-аппарат нету никакого желания. Конечно, есть методы, но мне до сих пор так и не попалось ни одного ЦАП с грамотной развязкой USB входа (аппараты за 1К зелёных и выше, а так же изделия российских аудио-"левшей" не в счёт).

Считаю необходимым отметить, что несмотря на все мои придирки к схемотехнике и т.п., качество исполнения печатной платы просто отличное!

Берём контроль над ситуацией в свои руки

В документации на ЦАП в одном месте написано, что ножку аналогового питания надо зашунтировать электролитом в 10мкФ и керамикой 0.1мкФ. На схеме нога 18 именно так и зашунтирована.

Чуть дальше в том же документе сказано, что вход на ножке 17 желательно зашунтировать электролитом в 10мкФ и керамикой 0.1мкФ. Разработчик поступил в полном соответствии, исполнительный товарищ, просто молодец!

Ещё в одном месте документации сказано, что 17 ногу можно завести прямиком на аналоговое питание. Что и видим на схеме 🙂

Что самое забавное, не только в схеме, но и на печатной плате всё так и разведено: с двумя электролитами и двумя конденсаторами по 0.1мкФ, с коротышом прямо между 17 и 18 ногами чипа (дорожка к конденсаторам от 17 ноги уходит под корпус микросхемы):

Всё пришло именно таким вот грязненьким с завода. Как я это отмывал - отдельная история 🙂

Для особо любопытных: шаг ножек корпуса микросхемы - 0.65мм.

У друга моего Вадича-Борисыча попалась мне как-то ВКонтакте шикарная картинка: "сопротивление бесполезно ". Вот, навеяло, оно тут так же бесполезно, как дублированные шунтирующие конденсаторы на схемке выше, перерисовал "схему" специально для Вас:

Мне же необходимо было управлять тем, что происходит на 17-й ножке. Пришлось резать по живому. Хорошо ещё не под чипом завели перемычку - перспектива отпаивать одну ножку SSOP корпуса как-то не радует.

Посредственность - за борт

Какой цифро-аналоговый преобразователь обходится без операционных усилителей?

Правильно, только качественный ЦАП . Так что скромный фильтр на NE5532 я просто не стал напаивать. Может и стоило, чтобы было что послушать для сравнения и удостовериться, насколько неубедительно играют глубокие петлевые ООС... Но у меня уже есть CD-проигрыватель от маститого производителя, который очень старательно отыгрывает весьма посредственный звук ОУ, хоть и спрятанных за звучным названием HDAM и упаяных в экранчики. Да и других подобных "образцов" достаточно.

Учиться, учиться, и... думать!

Пожалуй на всех без исключения ЦАП от производителей из "поднебесной" наблюдаю одни и те же паровозы из "КРЕНок" (фото справа не моё, выловлено в Сети). Включая веером последовательные стабилизаторы напряжения разработчики, очевидно, пытаются добиться лучшей развязки по питанию и уменьшения проникновения помех из цифровой части в аналоговую. К сожалению, в массах отсутствует то, что я называю "токовым мышлением" в схемотехнике. На самом-то деле всё просто и... немножко грустно.

Посмотрите на какую-нибудь LM317 со стороны выхода. Наверняка найдёте 10мкФ электролит и ещё немного мелких емкостей. Теперь давайте прикинем постоянную времени в этой цепи: достаточно заглянуть в datasheet и убедиться, что выходное сопротивление "кренки" весьма невелико, чего и добивались разработчики интегрального стабилизатора. Точно считать, честно признаюсь, сейчас лень, но помехи с частотами скажем от 100КГц и ниже кренка "видит" прямо на своём выходе, сиречь управляющем электроде и, как её и спроектировали - передаёт эти пульсации "наверх по команде", старательно пытаясь удержать напряжение на своём выходе.

Колебания тока попадают на выход более высоковольтного стабилизатора. Следуя той же логике всё ещё достаточно высокочастотные изменения тока практически беспрепятственно гуляют по всей цепочке стабилизаторов. И свистят и шумят на всё окружение.

Единственное рациональное зерно в применении двух линейных стабилизаторов подряд я вижу лишь в том, что маленькие точные стабилизаторы обычно не переносят высоких входных напряжений, а наборы для само-сборки ЦАП"ов часто попадают в руки паяльщиков-такелажников, которые нередко даже не утруждаются заглянуть в доки на применённые компоненты. И наборы те по-прежнему должны работать...

Распространение достаточно высокочастотных помех легко предотвратить добавив в схему... обыкновенных резисторов. Простые RC фильтры по входу линейных стабилизаторов обеспечат прекрасную развязку ВЧ пульсаций в обе стороны, резко сократив "расстояние" по схеме, докуда доберутся броски тока (включая и "земляной" провод!)

Так что питание претерпело серьёзные изменения на плате. Увы, не обошлось без пары перерезанных дорожек и навесного монтажа.

Иногда маленький резистор много эффективней, нежели большой конденсатор:

Относимся с уважением к наследию предков

Вместо тупого моста ставим супер-быстрые диоды в выпрямитель, что ощутимо снижает "удары" тока в моменты запирания диодов. Этот приём достаточно популярен и вполне осмыслен, так что воспользуемся им и мы:

Кстати, именно непонимание того, как развязать линейные стабилизаторы по ВЧ и приводит дотошных разработчиков к тому, что на каждый блок схемы начинают ставить отдельный трансформатор. Другое весьма популярное, но тоже затратное решение проблемы последовательных стабилизаторов: использование связок источник тока - параллельный стабилизатор. В данном случае с развязкой всё в порядке, только вот мощности рассеивать приходится с немалым запасом.

Не будем требовать слишком много от "кита"

Для описания серии экспериментов с различными стабилизаторами нужна отдельная статья. Здесь лишь отмечу, что к чести разработчиков из Поднебесной, выбранный ими LDO стабилизатор lm1117, возможно, наилучший вариант из серийно выпускаемых и относительно доступных интегральных стабилизаторов. Всякие 78ХУ, LM317 и иже с ними просто отдыхают из-за несообразно большого выходного импеданса (мерял на 100КГц). Увы, в ту же корзину пошли и прецизионные LP2951. Чуть лучше ведёт себя TL431 в схеме шунтирующего стабилизатора, но там своя история: TL431 бывают очень разные, в зависимости от того, кто их делал. 1117 выигрывает с большим опережением. Увы, он же оказывается и самым шумным стабилизатором. Урчит, пищит и с нагрузкой и без.

Пришлось собирать стабилизатор самому, на дискретных компонентах. Всего из двух скромных транзисторов, следуя идеологии HotFET, удалось "выжать" всё то, что в интегральном исполнении требует десятков транзисторов и всё одно не дотягивает. Конечно, для обеспечения работы "сладкой парочки" потребовалось ещё несколько активных компонентов... но это опять уже совсем другая история.

Интересный результат макросъёмки: невооружённым глазом не заметил, что плата не до конца отмылась от флюса .

Полимеры правят балом

Последней доработкой, направленной на достижение наиболее верной передачи звука, стало "выглаживание" питания.

В критических местах были заменены обычные (пусть и неплохие ChemiCon) алюминиевые электролиты из набора - на твердотельные алюминиевые Sanyo OS-CON. Поскольку собирал два одинаковых набора в параллель, была возможность устроить "А/Б" тестирование. Разница на грани слышимости, но она есть! Без сигнала с обычными электролитами, на (очень) большом усилении, в наушниках присутствовало некое "шумовое пространство". Полимерные электролиты переносят нас в абсолют.

Sanyo OS-CON - фиолетовые бочонки без надпила на крышке.

Не хочешь думать головой - работай руками

Практически на всех платах и наборах ЦАП с применением цифрового приёмника CS8416 китайцы ставят тумблер, чтобы пользователь мог выбрать между оптическим и медным входом S/PDIF (фото справа - типичный пример, выловленный в Сети). Так вот: не нужен там переключатель, микросхема приёмника вполне может слушать два входа безо всякой помощи извне, будь то грубый тумблер или мудрый микроконтроллер.

Делюсь с Вами трюком, подсмотренным на демо-плате от самих Cristal Semiconductor. Достаточно подключить к примеру медный S/PDIF к RXN, а выход оптического TOSLINK приёмника - к RXP0.

Надеюсь, не надо объяснять, как такое работает? 😉

Даже в референтном дизайне фирмачи напахали, забыли-таки шунтирующий конденсатор в питании TORX 🙁

Экономия или безграмотность?

Очень полезно бывает почитать документацию производителей, особенно тех, что делают те самые микросхемки, на которые потом молются аудиофилы. Раскрываю самый секретный секрет: reference design board, evaluation board и тому подобные "пробнички" от производителей обычно содержат в себе примеры грамотного применения тех самых микросхем. Причём покупать все эти платы совсем не обязательно, да и ценники на такие "образцы" бывают самые разные: и 50, и 400, и за тысячу зелёных могут перевалить. Но, дорогие мои разработчики, документация на все эти платы выложена в открытом доступе! Ладно, хорош поучать.

Итак, чего недочитали китайцы, или на чём они сэкономили: скромные шунтирующие керамические конденсаторчики в 1000пФ в параллель к 10мкФ и 0.1мкФ. Казалось бы - зачем, ведь такими емкостями мы шунтируем частоты от десятков мегагерц и выше. Аудио-диапазон принято считать до 20кГц, ну до сотни кГц. Но цифровую-то часть в цифро-аналоговом преобразователе никто не отменял. Так вот именно помехи на десятках мегагерц беспрепятственно гуляют по недорогим самостройным ЦАП"ам, заставляя дрожать в страхе все PLL и создавая тем самым идеальные условия для возникновения наводящего ужас ДЖИТТЕРА.

Ещё один популярный способ сэкономить на спичках

Подавляющее большинство производителей как источников цифрового аудио-сигнала, так и цифро-аналоговых преобразователей экономят 30...50 центов на каждом устройстве. Расплачиваемся за это мы, пользователи. Подробности читать .

Какой high-end без ламп?

Веселят меня полчища tube-DAC и tube-headphone-amplifier"s в ценовом диапазоне от полутора сотен до сотен долларов, наводнившие рынок в последнее время. Видать нравится народу, как шипит и искажает лампочка при 15...24 вольт анодного. Впрочем, разбор всех болячек подобных ЦАП"ов и псевдо-ламповых усилителей для наушников - тема для отдельной статьи, да не одной.

(фото справа для примера, у меня такого лампоцапа нет)

Богатая тема. Я тут лишь по верхам пробежался, аналоговую часть вообще не затронул. А уж как интересно бывает развести правильно "землю" или организовать простое и при том удобное управление аппаратом. И чего стоят одни аттенюаторы - их ведь можно выбирать разного сопротивления, строить по разным топологиям, включать в разных частях тракта. Согласование источников с нагрузкой - очень, очень интересный, знаете ли, вопрос!... Но на сегодня пора мне уже закругляться.

BOM, или Bill of Materials

Конечно, пятьюдесятью долларами дело не ограничивается. Керамические конденсаторы из набора были заменены плёнкой. Диоды Шоттки, качественные электролиты, да много ещё чего пришлось добавить, не говоря уже о корпусе. Ну и, конечно, мой усилитель HotFET: всего 2 (два) каскада усиления от выхода ЦАП до наушников или выхода на усилитель. Ни много ни мало, а только в самом усилителе 32 транзистора насчитал в стерео варианте. Да транзисторы все - JFET"ы да depletion MOSFET"ы. Никак в полтинник зелёных не укладываюсь даже по комплектующим 🙂 Причём заметьте, это безо всякой аудиофильской эзотерики. Ну да на этот счёт у меня тоже есть своё мнение. Ведь есть же люди, считающие, что поставив "правильные" компоненты - любую схему можно заставить звучать. Если Вы, дорогой читатель, из их рядов - научите, я прислушаюсь, поспорю, отслушаю и расскажу всем о своих опытах прямо на этом сайте.

Так где же обещанная халява???

Друзья, эта статья - просто размышления, заметки на полях, была написана по горячим следам переделки китайскоЦАПа. Сам я больше в такую авантюру ни за что не ввяжусь: хоть и получилось неплохо, но обошлось слишком дорого по времени и по затраченным усилиям. И никому не советую. Когда разбирался с тем набором - яд просто сочился, что и отразилось в статье 🙂 Прошу прощения за слегка надменный стиль изложения, и ежели не оправдал ваши ожидания и не предложил раздачу почти бесплатных хайендных цапов населению 😉

Если же Вам было интересно - дайте знать, пожалуйста. Материала в закромах ещё много, а вот силы, мотивацию публиковать да оформлять всё это дают в основном отзывы, комментарии моих читателей.

Раньше основным источником цифрового звука были стационарные CD проигрыватели. Сегодня источников существенно больше и среди них основным является компьютер. Если не считать узкоспециализированных студийных звуковых карт, то обычные карты являются сильным компромиссом с точки зрения качества звука, т.к. им приходится работать внутри системного блока компьютера с большим количеством внутренних наводок и нестабильным питанием. Внешние ЦАП являются отдельным устройством и изначально лишены проблем с питанием .

Antelope Zodiac Gold 384 kHz DAC GOLD

ЦАП-ы различаются как звучанием, так и совместимостью с внешними устройствами. Некоторые ЦАП имеют только один тип цифрового входа, оптический (Toslink) или электрический (чаще всего выполнен в виде коаксиального RCA - SPDIF).

Оптическое соединение предпочтительно для минимизации земляных петель между устройствами. Минусом оптической связи является невысокая гибкость оптического кабеля (сложно использовать для связи портативной или компактной близкорасположенной техники) и небольшая допустимая длина кабеля, обычно до 5 метров.

Электрический тип связи удобен для использовании практически любой длины кабеля. Минимальная длина ничем не ограничена, а максимальная длина будет зависеть от таких факторов, как наводки на кабель. При использовании слишком длинного кабеля, может существенно вырасти джиттер и ЦАП не сможет распознать входной сигнал. Недостатком является вероятность образования земляных петель между устройствами. Так же такие кабели можно коммутировать только при выключенных устройствах, во избежание искры при подключении.

В студиях используется усовершенствованный вариант электрического соединения AES/EBU, который использует балансные кабели. В отличии от обычного SPDIF, такой тип кабеля не подвергается наводкам и его можно использовать практически любой длины.

Все эти цифровые входы и выходы могут быть у CD или DVD проигрывателя, у портативного плеера или звуковой карты. У каждого ЦАП есть свой перечень поддерживаемых частот дискретизации и разрядности.

Последнее время получает распространение соединение ЦАП по USB . В отличии от обычных цифровых входов, выход для USB есть только у компьютеров. Перечень поддерживаемых частот дискретизации и разрядности зависит только от принимающего контроллера, встроенного во внешний ЦАП. Некоторые ЦАП могут работать по такому соединению только после установки собственного драйвера в компьютер.

Какой из цифровых входов лучше? Все зависит от устройства, где-то лучшим является USB, где-то SPDIF/Toslink. При выборе ЦАП обязательно проверьте, какие типы цифровых выходов есть в вашей системе, что бы все можно было скоммутировать наиболее удобным образом.