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[音箱] 涅槃重生 非专业打造一台1704 DAC解码器

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发表于 2018年03月29日 16:58 71083 2 来源:影院音频> 音箱 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |

HIFI调音大使 帖主

2018-3-29 16:58

几年下来,折腾了好几台DAC解码器,包括1702、1704、1541、1995、4995、9018等,但最终个人留下来听的就1702、1704、1541和9018,其它都送人了。
前段时间重新折腾1702后,获得满意收获。(详见:http://bbs.hifidiy.net/forum.php?mod=viewthread&tid=1035178)与一台现役的丽特DAC38(1704)比较也是不分上下,于是打算重新折腾这台1704。
手头这台1704经过了几番折腾:
PCM1704作为多比特的顶尖代表,至今无人超越,可见R2R制造水平的难度,32bit的难于上青天了。
R2R纯电阻网络,最理想的自然码D/A转换器:噪声极低、转换速度快、解析度高、声音纯净通透;久听不腻。而I/V转换实际上用纯电阻才是最为般配的。
这个板子最初就让我改为390Ω的电阻直接做I/V转换,效果非常好:声音通透,耐听。可是后来发现动态不足,经查询1704的官方PDF资料发现,其输出阻抗才1K,并不是理想的电流源输出,直接使用390Ω的电阻作转换动态必将被压缩。
00_1704_1.jpg
后来经千回百转买到“电流传输”模块:
00_1704_2.jpg
据说内部电路是这样的,挺复杂的。
00_1704_3.jpg
用上后效果不错;动态很好,但是静态噪声又增大了一点,这样听了半年拆掉。
此后寻找简单的电流镜电路,一次偶然的机会看到AD844芯片,最初并没有为其所动,认为就是一个电流型芯片可以拿来做I/V转换而已。当仔细查看PDF文件后发现就是我一直要找的。ADI公司很厚道给出了内部电路,5脚就是电流镜输出。
00_1704_4.jpg
反相端输入阻抗50欧姆,个人认为对付输出阻抗为1K的电流源,电流镜的输入阻抗要小于1/10=100欧姆以下。
00_1704_5.jpg
这种芯片级的电流镜电路内部是ADI公司激光精密修正配对的三极管和电阻,而且全部集成在一个芯片里,其温度、噪声和精密度肯定可以得到保证。
当即淘了4个陶瓷封装的AD844SQ/833,官方给出的PDF文件中就三种封装。购买时注意。
00_1704_6.jpg
00_1704_7.jpg
在DAC38板子上折腾成功,声音好极了。而且温飘、噪声都比电流传输模块低太多了,5P输出零点:一个声道0.1mV、另一个声道0.2mV(都没用调零电位器),低噪精密电流镜呀。
虽然AD844的电流镜模式实验成功,但是此板子有个问题:其I/V转换并不是为AD844而生的,两声道的噪声并不平衡,一个声道略大一点。
因此闲来无事,打算拆掉原来的板子,重新布板让1704重生。
电路见下:
00_1704_8.jpg
00_1704_9.jpg
数字滤波仍然选用绝配的DF1704,输入为I2S:见下图。
时序信号图最上面的是右对齐格式(索尼格式),中间的左对齐格式,最下面的是I2S格式(飞利浦格式)。
00_1704_10.jpg
先简单轻松的谈一下I2S:I2S信号由BCK、LRCK、DATA、MCK组成。
BCK是位时钟,就是每个周期发送一位数据信号。
LRCK是帧时钟,就是一个周期的高电平或低电平发送左声道数据或右声道数据。
DATA是数据信号,就是串行数据按从左到右,位数逐渐降低排序,最左边的是最高有效位(MSB),最右边的是最低有效位(LSB)。16bit的就16个数据脉冲,24bit的就24个数据脉冲,由于BCK、LRCK的关系左对齐格式和右格式的最高到32bit、I2S格式最高到31bit。
MCK是主时钟;就是芯片的工作时序时钟。
CD都是16bit/44.1KHz采样的,BCK、LRCK、MCK三者的关系一般是LRCK=44.1 KHz、BCK=64*44.1 KHz=2.8224MHz、MCK=256*44.1 KHz=11.2896MHz(当然还有128、384、512等倍率的),其实玩DAC认准BCK、LRCK、DATA即可,它们分为三种格式。
右对齐格式(索尼):就是DATA在BCK的第17个周期开始发送最高有效位到最低有效位在最右边对齐,最高可以发送32bit。
左对齐格式:就是DATA在BCK的第1个周期开始发送最高有效位直到最低有效位发送完毕,最高可以发送32bit。
I2S格式(飞利浦):就是DATA从BCK的第二个周期开始发送最高有效位直到最低有效位发送完毕,最高可以发送31bit。
这几个信号弄清楚了,你都可以进行数据重整玩出更高级的东东出来。
DF1704的设置表:
00_1704_11.jpg
三种格式可以通过DF1704的3、4、5脚设置,本电路固定飞利浦格式。1、2、6、28脚为I2S输入,7脚为外接晶振(和6脚)本电路不用,9脚为MCK缓冲输出(悬空不用),10脚为软硬件控制本电路接地选择硬件模式,11脚为输出时钟控制本电路按原时钟频率输出因此接地,12脚选择LRCK的高电平或低电平处理左右声道本电路接地或悬空默认低电平即可。
13脚无用,14脚上电复位端,15脚静音控制接高电平选择关闭,16脚去加重控制接地选择关闭,17、18脚去加重设置16脚选择关闭后悬空即可,19、20脚为输出字长设置,21脚没用(1706为倍率设置:可*4,*8设置,1704是固定8倍超取样),23、24、25、26脚为时钟和数据输出,27脚为滤波特性设置本电路接地选择Sharp(通带外衰减特性优良)。有兴趣的发烧友可以跳线设置27脚,感受不同数字滤波特性的音质。
00_1704_12.jpg
弄清DF1704后,过来是隔离芯片即23、24、25、26脚的信号通过4通道的ADUM3440隔离送给PCM1704,上次在1702的使用取得非常好的效果,这继续使用。
00_1704_13.jpg
特性非常好,最高到70MHz,而且3.3V和5V何以互相隔离传输。
DF1704的23脚为右声道数据、24脚为左声道数据、25脚为主时钟、26脚为位时钟(就是超取样的频率44.1KHz*8=352.8KHz)。
PCM1704比较简单没什么特别设置的,9脚为输入字长接地为24bit,10脚为数据反相可以组成平衡输出。
00_1704_14.jpg
14脚为电流输出,I/V转换可以用电压型或电流型芯片,本电路选用AD844开环模式的电流镜方式。
PDF资料给出了典型应用电路。
00_1704_15.jpg
图中是6脚输出,为反相放大接法。本电路用开环电流镜方式5脚输出,实测6脚输出有十几毫伏的漂移,5脚输出其温飘、噪声、精度更好。
经1K电阻转换后送入后面的GIC滤波,选择GIC滤波是因为听感接近RC滤波,具有通带内曲线平直、通带外衰减迅速,且滤波器处在信号的旁路端,对音质影响极小。芯片使用OP275,官方PDF资料也给出了典型的GIC滤波的应用。
00_1704_16.jpg
输出缓冲使用金封的AD843SH/833B,这个芯片是朋友拿来测试的,一开声就被那声音迷住,其中AD843SH/833B被我强行霸占,当然代价是一台PCM1702的DAC给他了。
官方PDF资料有5种封装,购买时小心。
00_1704_17.jpg
00_1704_18.jpg
电源用了两个R型变压器,50W的给模拟和数学电路供电,30W的给I2S接收板供电稳压芯片使用LT1963和LT3015高速、低噪、精密,给DF1704和PCM1704供电甚称绝配。
00_1704_20.jpg
输出电压计算:见下,只要电阻精度能够保证,得到的电压非常准的。
00_1704_21.jpg
稳压输出模拟滤波用了两个橙色西门子3300UF/25V电容,取其速度快、解析力高。±5V滤波给PCM1704用了两个金黄色的SIC-SAFCO 4700UF/10V低压电容,取其高速、高贵加上法国的浪漫气息应该非常不错。+5V滤波给DF1704用了一个ELNA3300UF/25V for Audio电容,取其低ESR、低损耗。
DF1704旁边的退耦电容使用三洋OS电容+胆电容,PCM1704芯片旁边的退耦电容全部使用胆电容,I/V转换AD844退耦电容使用ELNA SILMICII系列,GIC滤波芯片退耦电容使用飞利浦的BC银壳电容,最后输出缓冲芯片AD843退耦电容使用ROE 金子弹。
布好板子打样回来:覆铜2/2OZ黄色板子!(实际布板兼容PMD100和PCM1702)焊接好阻容器件和电源板。
00_1704_22.jpg
将原来的板子拆掉,装机。
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最后,都装上一个铜质散热器并接地,还可以起屏蔽作用。
00_1704_27.jpg
切割了一块电源板给I2S接收板供电。
00_1704_28.jpg
上述的用料并不是简单的堆料,完全根据自己的需求搭配,要把PCM1704自然通透、高解析力的特性发扬出来,对各芯片的PDF资料要全部了解,才能保证制作成功。
顺利开机,首先测量PCM1704的14脚输出电压,两个声道测试0V(万用表毫伏挡量程限制了),AD844的5脚输出电压:一边0.1mV、一边0.2mV。缓冲AD843的6脚的电压:一边0.1mV、一边0.2mV,静态输出零点超级满意。
测试波形,非常满意。I/V输出的阶梯波形,示波器性能不好,将就看了。
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试听:首先听噪声,偶的系统DCA缓冲输出直接进入2*50W甲机,音量电位器开到最大。
00_1704_33.jpg
放音暂停音量开到最大:耳朵贴到高音喇叭上,夜深人静的时候可以听到一点轻微的沙沙声,而后在贴到中音喇叭上可以听到略微一点沙沙声(比高音喇叭小),听低音喇叭没有任何噪声,非常满意!DIY就靠耳朵验货吧。
然后,关小音量电位器,放音。
声音一出来,非常惊喜,完全出乎我的印象,声音非常清晰通透,解析力非常高,高音的颗粒感展现无遗,像针尖一样闪亮。低音宽松有力,弹性十足,像坐气垫一样舒服,一点不闷头。
1704咱装了好几台在听,这台小牛牛输出的完全不是对手。
00_1704_34.jpg
涅盘重生成功!
总结:打造一台DAC首先要确定自己的需求,首先不要盲目的抄袭堆料,必须要查看清楚芯片的技术参数,把官方的PDF资料看清楚再下手。其次电路要尽量简洁,信号通道级数尽量少,以减少噪声和失真。
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Alleys 2

2018-10-11 06:33

一直在看
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比以前懂事了 3

2018-11-20 07:29

元芳你怎么看?
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