Андрей Смирнов
Время чтения: ~16 мин.
Просмотров: 11

DAC (ЦАП) на мультибите TDA1541

  • 01.08.11
  • 34 214

Audio DAC / Аудио ЦАП

TDA1541– «винтажный» ЦАП от Philips

Сегодня на столе ADM485 + DIR9001 + TDA1541.1302676356_dac.jpgПрогресс не стоит на месте. А мы, прихрамывая и матюгаясь, плетемся за ним, пытаясь хотя бы не догнать и перегнать, но не отстать, оставшись лежать в пыли со стоваттным паяльником в одной руке и резистором СП-1 в другой. В некоторых отраслях народного хозяйства современной техники прогресс не шагает, и даже не бежит, а летит над землей, огибая рельеф местности.И горе тому специалисту, который, зазевавшись в созерцании очередного мегадевайса, хоть на мгновение отпустит руки от поручня или привстанет с кресла – все, отстыковка, стремительное падение и торможение пятой точкой.И снова пыль, паяльник и СП-1.Я, например, недавно узнал, что LGA775 уже совсем не круто, а есть уже LGA1366, и чего-то там еще круче ваяют. Мой «отцеп» произошел на Socket478.А иногда хочется остановиться, повернуться назад и поглядеть, чего мы пропустили или упустили в этой стремительной гонке.В начале 90х годов, фирмой Philips Semiconductors была создана серия микросхем для цифроаналогвых преобразователей. Тогда еще не было USB, компакт диск для CD-Audio, созданный Sony и Philips, уже более 10 лет завоевывал рынки, плавно переходя из предмета роскоши к повседневному носителю. Тогда об АС3 и не мечтали, об 2.1, 5.1, 7.1 никто даже и не думал, при слове «квадросистема», меломаны вздыхали с завистью и опускали глаза. Аудио было еще аналоговым, кассеты играли на каждом углу, катушки и винил были уделом избранных. Но формат РСМ, созданный Sony именно как формат CD-Audio, уже стремительно входил в жизнь любителей музыки. Он оказался настолько удачным, что используется до сих пор.TDA1541A – одна из микросхем линейки.1302676457_tda1541.jpgПочти на тот момент «топовая» модель. 16-битный стерео ЦАП, с возможностью восьмикратного оверсемплинга. Создание — 1991г Круть неимоверная на тот момент.Большое число CD плееров не самых последних марок производилось с использованием этого ЦАП-а.Я же «пролетел» мимо этой технологии, или скорее отстал от нее, плавно переехав с кассет и катушек в персональный компьютер.Надо восполнить пробел, благо еще есть возможность приобрести такую микросхему, и прикоснуться к прекрасному прошлому.Из имеющейся элементной базы буду делать вариант DIR9001 как SPDIF приемник +TDA1541 по схеме из даташита.В сети есть масса вариантов применения в качестве SPDIF приемников CS8412 или 8414, но для меня это недоступно, у кого есть – можете попробовать и рассказать.Я же использовал проверенную схему.Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа!Сначала формирователь на ADM485, потом приемник DIR9001, ну и далее TDA1541,которая имеет токовый выход, после нее включены преобразователи I/U по схеме из даташита, следом идет ФНЧ, затем проверенный в боях «выхлоп» на транзисторах.Микросхема TDA1541 имеет три режима работы, в зависимости от формата подаваемых на вход данных. Так как у меня было запланировано преобразование SPDIF данных в I2S с помощью DIR9001 (а ничего другого у меня и нет), то использован режим time MUX TWC, когда данные двух каналов передаются по одной шине, а выборка происходит по отдельной линии word select – WC.Так как в оригинальных конструкциях CD плееров применяют специальные цифровые фильтры до ЦАП, а моих знаний для применения таких фильтров недостаточно, да и приобрести их сложно, то использование аналогового ФНЧ просто необходимо.Питает все это хозяйство конечно же импульсник.Думал над IR2153, но решил использовать проверенный вариант.Для аудиофилов со стажем скажу, что у меня нет ни одного транса на +/-15-18В, а перематывать китайский тор от галогеновых светильников не считаю технически оправданным.Может применение в цапе импульсника и кощунство, но позолоченных проводов у меня нет, поэтому и так сойдет.Блок без особенностей.Трансы готовые, от маломощного компьютерного БП, без переделки.Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа!Стабилизаторы для аналоговой части схемы размещены на плате БП, стабилизаторы цифровой части поближе к самой «цифре».При сборке постарался собрать все «низкие» компоненты, чтоб высота платы была не более 35мм.Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа!Пуск БП прошел без фейерверков, что сначала порадовало, но потом слегка огорчило.Ну как же так?У всех нормальных людей что-то взрывается, не запускается, а тут только напругу на выходе подправил и все.Ну ладно, может сам цап меня порадует.1302676630_gotovo.jpgРазмер плат одинаковый, компоновку делал для варианта «бутерброд», ну а если не понравится, то «как получится, но не выше 35мм».БИсключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа!Для сравнения решил попробовать сравнить звук на разных ОУ.В сравнении принимали участие: 1. NE5532 от Texas Instruments.2. OPA2604 от BurrBrown.3. Должон был участвовать OPA2132, но оказался в единственном экземпляре, поэтому был дисквалифицирован.Итак условия тестинга, хоть и не совсем корректные, но зато почти на лету.Режимы и обвес не менялся.Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа!Недавно один мой товарищ, увидев фото готового ЦАП-а задал мне вопрос:- А вот ламп то в большой коробке не видать , наверно нувисторы воткнул? :mocking: — Нет — ответил я ему – лампы будут в следующей серии.Ведь есть еще одна TDA1541, и есть еще поле для экспериментов. :bye:

Файлы

Кому интересно, платы и схемы здесь:1541.rar 🕗 13/04/11 ⚖️ 156,81 Kb ⇣ 420Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства. Хорош! Халява кончилась. Хочешь файлы и полезные статьи — помоги мне!Пожертвовать на журнал Датагор и др. способы получения доступа. — Спасибо за внимание! Игорь Котов, главный редактор журнала «Датагор»

  • Цена: от $66.92

Мультиобзор из серии «Смотрите что я купил, собрал и оно работает!». С традиционной кучей фотографий в обзорах по китайских цапов. Расскажу о том, как звучит аппарат… Этот сайт — правдивые обзоры о купленных товарах. Думаю — это простительно. Не судите строго… Не п.18…Для тех, кто еще не знает. Что такое ЦАП/DAC?Цифро-аналоговый преобразователь (англ. Digital-to-analog converter, DAC) — электронное устройство для преобразования цифрового сигнала в аналоговый. В данном случае: устройство преобразует цифрой звук в аналоговый для дальнейшего усиления. Внешняя звуковая карта, которая может только играть звук. Без возможности записи. По факту, все сводиться к микросхеме преобразователя и обвязке — цифровой (до преобразования в аналоговый сигнал), и к аналоговой части ЦАП-а после микросхемы-преобразователя («выхлоп»). Микросхемы DAC различаются по принципу преобразования цифры в аналог — мультибит, дельта-сигма и другие. Про эти типы микросхем-преобразователей можно почитать, например, тут — www.audiomania.ru/content/art-3960.html, linustechtips.com/main/topic/643438-what-does-a-multibit-dac-do/ и т.д. Этот DAC построен на легендарной микросхеме Philips TDA1541. По скану даташита эти микросхемы выпускали еще в ноябре 1985 г. Древняя микросхема, однако. Было куплено: 1. Плата DAC c ИМС $66.92 «YJ TDA1541+SAA7220+CS8412+NE5534 Fiber Coaxial USB PCM2704 DAC Board»- aliexpress.com/item/YJ-TDA1541-SAA7220-CS8412-NE5534-Fiber-Coaxial-USB-PCM2704-DAC-Board/32814143425.html Платы такого типа бывают двух вариантов — вместе с микросхемой TDA1541 «со старых стоков» и вариант без микросхемы. Обращайте внимание при покупке платы на эту деталь. Питание — переменное напряжение 9 В и два переменных напряжения по 15 В.Фото платы и электронных компонентов на ней

Основные микросхемы на «кроватках»: Микросхема DAC TDA1541www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/19212/PHILIPS/TDA1541.html Цифровой фильтр SAA7220 (зачем он нужен — www.youtube.com/watch?v=kac_Fzyf6qM) Приемник цифрового аудиосигнала (Digital Audio Interface Receiver) CS8412 Как видно из конструкции, потока цифровой сигнал дойдет до DAC, он проходит через несколько чипов-преобразователей.pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/87252/CIRRUS/CS8412.html USB вход реализован на «народной» PCM2704. Тут она используется как USB приемник и преобразователь в S/PDIF. Гальванической развязки по USB нет. Установлено на отдельную плату. Такая установка будит творческий и пытливый ум на замену на что-то другое, более приличное…
«Выхлоп» (аналоговая часть схемы после микросхемы цапа) организован на «популярных» операциониках NE5534 Электролиты Sanyo по пути сигнала на выходе устройства:
Фильтры питания: Конденсатор Nover….Hi-Fi Audio: Конденсатор Elna:
2. Трансформатор R-core $27 — «R-Core transformer 30W 15V X 2 +9 V X 2 power transformer DAC board» — aliexpress.com/item/R-Core-transformer-30W-15V-X-2-9-V-X-2-power-transformer-DAC-board/1700923050.html 3. Корпус $21 «New aluminum amp chassis /home audio amplifier case (size 308 * 190 * 65MM)» — aliexpress.com/item/New-aluminum-amp-chassis-home-audio-amplifier-case-size-308-190-65MM/32665619991.html 4. Фильтр EMI $5 — «Details about 1pcs AC2A3-2 Power Line EMI Filter 250V 50/60Hz 3A» — ebay.com/itm/231116775179Итого: 120$. Собираем все в корпус. Дремель, напильники, паяльник и сверло в помощь! Управление одной кнопкой на передней панели. Нажимаем на кнопку — аппарат включается. Еще раз — выключается. Все просто. Сзади — входы цифровые — коаксиальный цифровой S/PDIF, оптический вход, USB вход. Тумблер-переключатель между коаксиальным цифровым и оптическим входами. Отверстия под выходы платы делал сам с помощью сверла и дремеля. Микросхема TDA1541 поддерживает преобразование в аналоговый сигнал 16 битных цифровых сигналов частотой 44.1/48 кГц — микросхема разрабатывалась в 80-х годах XX века для CD-плееров. Поэтому тут только CD-качество. По всем источникам приема сигнала! Если, например, подать на ту же оптику сигнал 24 бит — на выходе получите какой-то шум. Разрядность 96 кГц/24 бит и прочих высоких разрешениях с этой микросхемой забываем. Микросхемы-стабилизаторы питания LM317/LM337 греются достаточно сильно. Драйвера для подключения этого ЦАП-а по USB встроены во все операционный системы: Windows, Linux, OpenWRT и проч. Подключение к компьютеру по USB фактически определяется USB модулем. Тут он выполнен на PCM2704. Тесты по USB: Тестовый сигнал — синусоида 1 кГц. При отключенной на компьютере регулировке громкости (0 dB) на выходе ЦАПа имеем: Клипинг на выходе: Для измерений в RMAA собираем стенд:
Результаты в RMAA:
Результаты моих измерений в целом совпадают с результатами Сталкера: Этот видеообзор ЦАПа сподвигнул меня на покупку устройства. В процессе эксплуатации и тестирования выяснились следующие глюки: 1. USB-кабель в ЦАП вставлен, другой конец кабеля в воздухе — не подключен к транспорту (компьютер, роутер, телефон). В этом случае на выход ЦАПа (соотв. и на усилитель) начинают идти сильные помехи (треск разный). 2. Иногда при переключении треков лёгкие щелчки слышны. 3. Иногда, когда долго нет сигнала, на выходе появляется легкий треск. Специализированная часть: электроника, модификации ЦАПа и прочееСхемотехника За основу взяли ЦАП AnalogMetric TDA1541A DAC Kit (или ЦАП AnalogMetric дальнейшее развитие этой конструкции):http://www.analogmetric.com/goods.php?id=428http://www.analogmetric.com/goods.php?id=102http://analogmetric.com/download/TDA1541A%20DAC%20User%20Manual.pdf К схеме добавили оптический/USB вход (PCM2704 как преобразователь USB->S/PDIF), упростили питание, убрали внешний кварц, гальваническую развязку по коаксиальному входу, немного переделали «выхлоп» — аналоговую часть ЦАП после микросхемы TDA1541:«Улучшения»: 1. Замена операционных усилителей в выходной схеме («выхлопе»). По умолчанию стояли любимые китайцами NE5534. Я пробовал ставить вместо них AD797 и OPA134. OPA134 по звуку понравились больше. Их и оставил. С AD797 из ЧиД звук был какой-то слишком «грубый».
2. Улучшение «выхлопа». Поставил на выход ЦАП-а Elna Silmic II 470 мкФ. Поменял электролиты около ОУ и у стабилизатора аналоговой части на Nichichon LOW ESR. Сделал раздельное питание цифровой и аналоговой части. Для этого установил в ЦАП еще один трансформатор с двумя обмотками на 15 В и выпрямитель + два конденсатора фильтра (Kemet 4700 uF/35V). На плате разрезал дорожки питания аналоговой части и подключил свой двухполярный БП. Резал дорожки в месте, отмеченном чёрным маркером. Флюс ещё не отмывал с платы.
3. Заменил все диоды FR207 в мостах на диоды Шотки SR2010-TP, поменял конденсаторы фильтра Nover на Kemet 4700 мкФ/35V. 4. Советуют отключить микросхему цифрового фильтра SAA7220. Не пробовал пока.http://www.diyhifi.org/forums/viewtopic.php?f=2&t=1697&p=36788&hilit=cs8412#p36788 5. Предлагают заменить приемник цифрового сигнала CS8412 на плату с DIR9001 (DIR9001 Digital receive to CS8412 or CS8414 upgrade replacement Converter Board). В нескольких местах почитал мнение, что такое обновление не даст эффекта на 44 кГц/16 bit (у меня только такое разрешение ЦАПа). Вот для аудио высокого разрешения 96 кГц/24 бит — улучшение будет заметно. Может быть, через некоторое время внутренняя «жаба» будет побеждена. Куплю этот модуль за 40$. 6. Только фотографии:
7. Можно попробовать поменять приемник USB на другой. Но этим мне пока рано заниматься — знаний не хватает. Итоговые замеры. Только USB. По оптике тоже самое, но чуток лучше на 2 dB где-то Сигнал 1 кГц:
О разных модификациях ЦАПов на TDA1541 много страниц в инете — например, тутТемпература на радиодеталях через 5 часов работы в закрытом корпусеМикросхемы:
Трансформатор: Стабилизаторы:
Конденсаторы:
Указанные выше недостатки: только 16-битный звук, отсутствие коммутации входов, Mute недоделанный и проч. на звук ЦАП-а не влияют. Результат работы нравиться. Слушаю я его. Играет очень музыкально. Хотя сейчас, скорее всего, купил бы AnalogMetric TDA1541A DAC Kit и собрал бы ЦАП на ее основе.

29-03-2005 11:00:15
29-03-2005 12:26:32
29-03-2005 13:38:33
29-03-2005 14:23:17
Цитата
на данном историческом этапе TDA1541A является лучшей микросхемой по соотношению цена/качество

К цене, наверное, надо приплюсовать еще и цену вороха блокирующих кондов. Какие, кстати использовал?

Цитата
У AD1865N-K КНИ 0.0017% (с той же аналоговой частью, что и для TDA1541A и настройкой старшего разряда)

Младшего, наверное? LSB у 1865 подстраивается…

29-03-2005 15:51:42
29-03-2005 16:05:01>Младшего, наверное? LSB у 1865 подстраивается…MSB. Да и везде подстраивается MSB, у некоторых он отсутствует (PCM63) и там другая натсройка, а у некоторых (PCM58) вообще можно настраивать сразу 4 старших бита.А подстройка младших битов бессмысленна, потому как влечёт за собой мизерные изменения, в отличие от старших, которые без подстройки, зачастую, не имеют никакой точности.>К цене, наверное, надо приплюсовать еще и цену вороха блокирующих кондов. Какие, кстати использовал?А я вообще ставлю керамику. Это как бы потенциал к росту )).По хорошему нужно плёнку какую, вроде Multicap PPFX, но это уже как бы совсем другая ценовая категория.>SM5813 и SAA7220Именно. SM5813 — предок SM5842 и имеет лишь немного худшие параметры. SAA7220 — первобытный ЦФ с неизвестными параметрами, скорее всего даже расчёты ведущий в 16-ти битной сетке (при этом пара бит разрешения теряется).
29-03-2005 16:24:44
Цитата
MSB. Да и везде подстраивается MSB, у некоторых он отсутствует (PCM63) и там другая натсройка, а у некоторых (PCM58) вообще можно настраивать сразу 4 старших бита.

А каким это макаром у 1865 старший подстраивал? Та стандартная подстройка, что у нее есть, LSB trim, позволяет на малых уровнях понизить искажения. Подаешь чего-нибудь, например, cинус в цифре сгенерированный, с уровнем -85, — 90dB, крутишь, смотришь. Только в I/U коэф. преобразования  больше раз в десять сделать, чтоб лучше видно было. Кстати, а дельтасигмы под рукой нет? Чего-нибудь типа 1853? Они при таких измерениях тоже ну просто замечательные цифирьки выдают. А заслухать-сравнить, тьфу…

29-03-2005 16:42:24
31-03-2005 11:45:46А чего вы делали с постоянкой на выходе преобразователя?А схему дискретного преобразователя и преобразователя глянуть можно?
01-04-2005 14:25:27

Используемые источники:

  • https://datagor.ru/audio-dac/1696-make-audio-dac-part-5-adm485-dir9001-tda1541.html
  • https://mysku.ru/blog/aliexpress/60219.html
  • https://www.hi-fi.ru/forum/forum52/topic45675/

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Максим Уваров
Наш эксперт
Написано статей
171
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации