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valter_64
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Un Dac 24 bit 96khz....

il Sab 28 Nov 2009 - 22:59
PREMESSA


Ciao a tutti mi chiamo Valter come da presentazione , sono Abruzzese, lavoro in una nota ditta spaziale del posto e nel tempo libero mi piace progettare apparecchiature HI-FI . Da tempo avevo deciso di fare un DAC piu' impegnativo degno di nota e di ascolto e dopo i svariati tda1543 ,tda1541 ecc ho pensato di navigare un po' nel mercato americano e prendere qualcosa di piu' innovativo, il progetto nasce nel 2007 ma tra prototipi ( che poi vi faro' vedere ) e varie versioni e' nato il pezzo che seguira' anche se poi ebbe una evoluzione... .Mi scuso in anteprima per la qualita' delle immagini poiche' tutto il progetto e' realizzato mediante Autocad 2004 sia per quanto riguarda i disegni dei circuiti elettrici sia per quanto riguarda i pcb e purtroppo non riesco a salvarli meglio di cosi .Naturalmente per chi interessato mi presto a spedirgli tutto il necessario in formato DWG per la realizzazione del progetto ma non nell'immediato poiche' devo recuperare i dati dal vecchio PC che e' rimasto sotto le macerie del mio vecchio ufficio.

Il tutto nacque usando dei convertitori della burr-brown ,filtro digitale burr-brown ricevitore SPDIF della cristall ed infine convertitore i/v burr-brown e stadio finale single- ended in pura classe A.

Per chi gia' conosce questo tipo di apparecchiature sa che stiamo parlando di un top level a livello di componentistica commerciale basti pensare che ditte note del settore vendono un oggetto del genere sui 20000 euro, parlo di componentisca commerciale perche' naturalmente alcune case note usano degli asic custom ..

Descrizione

Descrivere il progetto adesso lo faccio in grandi linee in quanto non e' cosi semplice visto la particolarita' dei segnali variabili al tipo di sorgente che andremo a mettere al suo ingresso ( nel senso che se mettiamo come sorgente un cd , il master clock avra' un valore e cosi l'Fsink ,se mettiamo un dat i segnali saranno completamente diversi) pero' posso rendere l'idea con una descrizione breve..

Allora tutto scaturisce quando una incisione su un cd a 16bit 44.1khz deve essere alla fine trasformata sotto forma di informazione analogica, qui combattono purtroppo le svariate ditte a produrre un'infinita' di convertitori inseriti all'interno dei lettori CD..Naturalmente il mercato fa si che queste ditte si combattano economicamente e cosi' pure il prodotto finale finisce per essere abbastanza economico..

con questo voglio dire che ci sono diversi tipi di convertitori con i relativi costi, ci sono convertitori delta/sigma dove la loro uscita e' gia' sotto forma di informazione in tensione e sono abbastanza economici , ci sono convertitori denominati R2R con uscita in corrente che sono i piu' costosi edi migliori per quanto riguarda la fedelta'..

Naturalmente mi assumo tutte le critiche che ci saranno , se ci saranno in quanto per l'hi-fi la liberta' di pensiero e la concezione dell'alta fedelta' e molto personale. ( meglio i mosfet i transistor o le valvole??)

Si decide quindi per ovviare a cose abbastanza economiche di mettere un convertitore esterno con tipologia R2R che va da 16 a 24 bit da 22.1 a 96khz ( questo in automatico).

la prima cosa da fare e' spacchettare i dati che sono incisi sul cd quindi da un pacchetto di protocollo SPDIF ricavare dati clock e le varie frequenze che servono al sistema per poter funzionare, per questo esistono componenti digitali gia' fatti quindi non e' che mi invento cose strane..

Come ricezione ho pensato di mettere un trasformatore , un po' piu' professinale come interfaccia ,invece del solito accoppiamento a condensatori , ogni accensione l'integrato cs8414 si riprogramma usando il segnale di reset con qualche porta logica ..( tutte le info in riguardo sono nel data sheet).. siccome che ho pensato di fare un sovraccampionamento ho utilizzato un integrato che si chiama df1704 ed e' un 8x oversamplig ,anche questo ha la possibilita' di essere programmato ed io ho sfruttato la possibilita' di inserire o disinserire il filtro di emphasis e creato le visualizzazioni per lo stesso.

in uscita abbiamo 4 convertitori ( pcm 1704)parallelati a coppia con uscita in corrente opportunamente convertita da un OPA 627 della stessa burr-brown opportunamente tunato per piccole tensioni di off-set ....

Infine la mia chicca e cioe' un misero amplificatore single ended in pura classe A fatto con un 2n2222 oppure come il prototipo con un bc109 e relativo filtro di banda...

Lo stadio finale e' stato progettato per avere una banda passante limitata a 15-75khz ..

Le accortezze fatte al progetto sono : un rele' che ritarda il segnale in uscita al preamplificatore in quanto, l'ultimo condensatore si carica in continua all'accensione del dac , tutte le alimentazioni sono separate e filtrate mediante condensatori elettrolitici baypassati con ceramici e filtro induttivo..spero di aver reso almeno l'idea di che cosa si tratta per chi non e' appassionato di hi-fi e spero di essere stato utile per coloro che ci stanno in mezzo...L'apparecchio e' fantastico , la riproduzione delle voci e' assolutamente trasparente ed i miei nastri suonano come non hanno mai suonato... i bassi sono potenti e frenati allo stesso momento , la microdinamica e' eccellente...il DAC ha preso posto in mezzo ad un lettore della marantz cd6000 , un preamp a valvole in Srpp di mia produzione, un crossover attivo della APOGEE DAX1 due amplificatori della Adcom gf5500 ed infine bellissime APOGEE DUETTA signature isodinamiche..

Certo la realizzazione non e' cosi' facile in quanto i CS portano molti componenti smd ma neanche cosi' difficile ......

Appena posso inserisco le foto dei primi prototipi , perdonatemi pero' se non rispondo in modo immediato a qualche domanda che ancora non sono a posto con le apparecchiature e l'ufficio e perdonatemi ancora per le immagini che purtroppo sono recuperate da vecchi post , volevo far contento il mio amico Aristide ..

Ciao e a presto Valter











Smile Smile

la realizzazione finale e' a cura del mio fedelissimo amico Patrizio

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kingbowser
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Re: Un Dac 24 bit 96khz....

il Sab 28 Nov 2009 - 23:40
Ciao, innanzitutto benvenuto e complimenti per il progetto. Avresti una versione più leggibile dello schema?

Se ti serve tensione pari a 3,3V o 5,0V potresti fare come me ed usare batterie ricaricabili. Il rumore intrinseco è molto basso, possono essere usati LDO a basso rumore con risultati eccelsi. Volendo si può ricorrere ad un semplice circuito di caricabatterie per non doverci pensare troppo.

Non capisco bene quanto sia il guadagno dell'OPA627 (il foglio è illeggibile). Se è intorno a 5 prova a dare un'occhiata al cugino OPA637. Con un guadagno più alto si avrebbe invece bisogno di meno chip dac.

Se vuoi un consiglio per il disegno di circuiti stampati prova diptrace, molto comodo ed intuitivo (anche nella versione free).

Ciauz Oki
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valter_64
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Re: Un Dac 24 bit 96khz....

il Lun 30 Nov 2009 - 9:45
@kingbowser ha scritto:Ciao, innanzitutto benvenuto e complimenti per il progetto. Avresti una versione più leggibile dello schema?

Se ti serve tensione pari a 3,3V o 5,0V potresti fare come me ed usare batterie ricaricabili. Il rumore intrinseco è molto basso, possono essere usati LDO a basso rumore con risultati eccelsi. Volendo si può ricorrere ad un semplice circuito di caricabatterie per non doverci pensare troppo.

Non capisco bene quanto sia il guadagno dell'OPA627 (il foglio è illeggibile). Se è intorno a 5 prova a dare un'occhiata al cugino OPA637. Con un guadagno più alto si avrebbe invece bisogno di meno chip dac.

Se vuoi un consiglio per il disegno di circuiti stampati prova diptrace, molto comodo ed intuitivo (anche nella versione free).

Ciauz Oki

Ciao kingbowser grazie innanzitutto, ti rispondo alle tue domande:

a) per quanto riguarda le alimentazioni essendo filtrate il modo induttivo e capacitivo il rumore e' talmente basso che quasi non si misura!!! Le batterie le ho abbandonate molti anni fa quando incominciai ad uscire da certi schemi non veritieri fantomatici dell'hi-fi.. un buon alimentatore se ben progettato a DOC per quello schema fa tutto cio' che deve fare senza problemi... vedi apparecchiature da svariati mila euro che sono fatte con filtri LC senza problemi..

b) l'Opa 627 i questa configurazione non e' messo come amplificatore di tensione ma come convertitore I/V ed e' messo con un guadagno molto molto basso ( appena recupero i dati dal vecchio pc se vui ti dico con precisione) , invece per l'OPA637 dovrebbe essere identico i tutto tranne che per lo slew rate che e' leggermente migliore il 637 in ogni caso la scelta di questi OP e' derivata esclusivamente per la loro costruzione laser per questo portano la dicitura DIFET... per quanto riguarda invece i dac paralellati bhe oltre a fornire piu' corrente che ci interessa particolarmente serve ad ottomizzare il rapporto s/n ed ad appiattire senpre di piu' la banda passante , quindi riassumendo il fatto di avere N DAC in parallelo contribuisce a ridurre distorsione e rumore di conversione di un fattore pari a 3 * log(N) dB.

c) per quanto riguarda disegnare i pcb ho a disposizione molti programmi ma mi sono sempre trovato bene con autocad con il qualle ci disegno anche tutte la mie meccaniche grazie in ogni caso per l'interessamento Smile ..

ciaooo......
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