Цифро-аналоговый преобразователь на TDA1540 — Часть 1

ЦАП на ТДА1540

Встречайте человека, который ПЕРВЫЙ на территории СНГ сделал цифро-аналоговый преобразователь на ТДА1540! Преобразователь форматов, являющийся камнем преткновения для применения этих динозавров, и сегодня покоряющих сердца меломанов, был покорен! Прошу любить и жаловать, Александр Nemo!

Тема касается микросхемы 14-ти разрядного параллельного цифро-аналогового преобразователя TDA 1540 (P, D), которая применялась в первом поколении CD проигрывателей Philips и проигрывателях других производителей.

О ее ценность с точки зрения звучания, возможные варианты использования с различными входными интерфейсами и варианты выходных схем, питание, обвязка, варианты использования с оверсемплингом/без. Об актуальности использования данной микросхемы в вариантах основных ЦАП, траты времени и усилий на эксперименты в ожидании определенных результатов, целесообразность апгреда устройств, в которых использована микросхема TDA 1540.

Кому данная тема интересна, кто мотивирован, различные точки зрения на перспективность применения этой микросхемы, аргументы и факты, опыт — добро пожаловать.

Покупка CD проигрывателей Philips

История моего интереса к микросхеме ТДА 1540 в составе CD проигрывателей первого поколения Philips началась после того, как я послушал CD проигрыватель Philips CD-303. Несмотря на некоторые огрехи, мне понравилась его близкое к натуральному — звучание за весьма небольшие деньги.

Вскоре я прикупил себе как бюджетный вариант CD проигрыватель Philips CD-150. Но через пару лет Philips CD-150 перестал читать диски и для дальнейших экспериментов был подвергнут трепанации. После того аппарата я купил Philips CD-204, который оказался с микросхемами TDA 1540D в цифро-аналоговом преобразователе, и, кажется, с транспортом CDM0. Его в апгрейдированном варианте я слушаю и сейчас.

Какое-то время слушал Philips CD-204 без переделки. Затем решил поэкспериментировать — вывел из него 4 линии цифрового аудио потока и подал на вход цифро-аналогового преобразователя Philips CD-150 и начал эксперименты с выходными аналоговыми цепями и другим.

Опробовал низкоомный резистор в качестве преобразования I/U, ламповый буфер, ламповый буфер + самодельный трансформатор, попробовал отключение цифрового фильтра SAA7030.

Параллельно сравнивал его по звуку с родным выходом 204-го. Звук в чем становился интереснее, но изменения носили незначительный характер.

Затем вычитал в одном месте, что резистор в качестве преобразования I/U работает не очень хорошо и лучше применить родную схему на базе операционного усилителя на выходе + разделительный конденсатор и трансформатор. Попробовал, действительно стало звучать значительно лучше.

Апгрейд Philips CD-204

Выходные трансформаторы: Представилась возможность приобрести пару трансформаторов Protec производства Pikatron с немецкой студийной аппаратуры 60-х годов. Применив их на выходе вместо самодельных, получил значительный прирост в звуке.

Преобразователь I/U: Далее изменил аналоговую часть Philips CD-204, поставил на выходе его ЦАП –а преобразователь I/U на операционном усилителе + разделительный конденсатор для устранения постоянной составляющей с выхода операционного усилителя и немецкие трансформаторы. Послушал, по всем параметрам стало лучше, чем с родными аналоговыми цепями.

Ламповый клок: Собрал ламповый клок сначала на пальчиковых, затем на октальный лампах, подключил и послушал. Ламповый клок действительно улучшает звучание, и значительно. Реализовал реклокинг сигнала загрузки данных в цифро-аналоговый преобразователь – получил еще дополнительный прирост.

Цифровой фильтр: Исключил цифровой фильтр. Без фильтра сначала понравилось, потом звук показался немного крикливым — включил назад. После других переделок все же исключил, без цифрового фильтра играет более натурально (ничего хорошего я от оверсемплинга и не ожидал). Думал уже оставить в таком варианте и просто слушать, но наткнулся на один форум, вычитал об изменении питания.

Раздельное питание: Реализовал раздельное питание плеч обоих каналов (+ 5, -5, -17) от отдельного трансформатора на стабилизаторах со стабилитронами. Так же, от отдельного трансформатора запитал операционные усилители преобразователя I/U с C-L-C фильтрацией на выходе. От отдельного трансформатора и раздельных стабилизаторов на стабилитронах организовал питание формирователя TTL такта после лампового клока и триггера реклока.

В таком виде пока слушаю.

От звука Philips CD-204, который был до переделки – практически ничего не осталось, все изменения описать сложно, это нужно слышать. Улучшились: детальность, сцена, макро и микро-динамика и еще много всего. CD плеер радует слух и играет совсем не утомительно. Есть определенные вопросы к тональности верхней середины, но это в основном проявляется на CD дисках, записанных с разрешением Лос-Лесс. Переделанный Philips CD-204 слушал у меня один форумчанин, и так-же отметил очень и очень значительные изменения звука к лучшему. Результат меня весьма радует, понемногу заново слушаю свою коллекцию CD дисков.

Развитие идеи

После переделки Philips CD-204 у меня возникла идея реализовать возможность подключения выхода DIR9001 и PCM2707. Определенные познания в схемотехнике и идеи как это можно сделать — есть. Вопрос состоит в том — стоит тратить время на реализацию такого цифро-аналогового преобразователя и какого максимального уровня звучания можно достичь от микросхемы ТДА 1540. Может быть стоит купить более новые микросхемы TDA 1541 и не заморачиваться с интерфейсами 1540?

Или у ТДА 1540 будет определенный выигрыш за счет раздельного питания двух микросхем и подключения TDA 1540D? Как будет реально влиять на звук 14 бит микросхемы ТДА 1540?

Почитал тему http://hi-fidelity-forum.com/thread-4593…light=1540

Вычитал, что всем нравится звучание микросхем TDA 1540, более чем ТДА 1541, даже с коронами, и что-то TDA 1540D нравится больше чем ТДА 1540P.

В родном включении после SAA7030 частота откликов 176,4 кГц, в даташите на TDA 1540 написано, что максимальная частота такта 12 МГц. Выходит, что на ТДА 1540 можно подавать цифровой поток данных с частотой 192 кГц. Или она способна работать только с частотами, кратными 44,1? Нигде еще не читал, чтобы на TDA 1541 подавали 96 или 192 кГц, хотя подключить ее к соответствующему интерфейсу очень просто. Но время установления тока длится около 0,5 мкс … Возможно, увеличив частоту откликов установления тока также увеличит влияние?

Относительно подключения к интерфейсу интересует следующее:

http://www.myprius.co.za/ТДА 1540_DAC.htm Ссылка на сайт с реализацией подобного проекта, но с использованием цифрового фильтра на микросхеме SAA7030, а я хочу без нее. В конце приведена монструозная схема преобразователя интерфейса на жесткой логике. В ней инвертируется младший бит 16-ти разрядных откликов (хотя должен инвертироваться старший, наверно по сути он и есть – старший).

Также приведена схема разновидности декодера CD проигрывателя Philips CD-303 на CX7934 Sony и вариант ее перевода в 14-разрядный режим для возможности отключения цифрового фильтра. Здесь так также инвертируется, но уже старший.

• Для чего инвертируется первый разряд? Чтобы превратить данные из 16-ти разрядного знакового представления в 16-ти разрядное без знаковое? 16-ти разрядные wav файлы PCM имеют формат 16-ти разрядных данных и в свое время, чтобы преобразовать файл для использования R-2R цифро-аналоговом преобразователе нужно было предварительно переделать его формат в без-знаковый;
• Формат данных на выходе DIR9001 и PCM2707 знаковый или без знаковый?
• ТДА 1540 понимает 14-ти разрядный без знаковый?
• При подключении TDA 1540 к DIR9001 или PCM2707 нужно отбрасывать два младших бита и инвертировать старший?

Если не нужно инвертировать старший байт, для разделения левого и правого канала можно применить схему Philips CD-303 на двух 16-разрядных сдвиговых регистрах. Осталось придумать, как устранить два первые такта Клока, чтобы в ЦАП записывались 14 старших байт и еще остальные — довеском, или все же нужно делать монструозную схему похожую на схему по ссылке?

Микросхема TDA 1540, в частности с буквой D — заведомо хороший цифро-аналоговый преобразователь. У меня и более опытных людей отзывы о его звучании только — положительные. Учитывая дату разработки данной микросхемы, с технической точки зрения, претензий к ней — нет.

Есть так же хорошие микросхемы от Аналог Девайс и Бур Браун. Пока экспериментировать с ними не хочу, поскольку результат их звука примерно понятен. В интернете есть много реализаций, а у меня их нет в наличии. Для получения хорошего звука от этих микросхем — нужна серьезная обвязка, плюс — есть претензии к их некоторым техническим аспектам. Я хочу рассмотреть возможность получения хорошего звука именно от ТДА 1540 (D, P), в частности, при подключении к интерфейсам DIR9001 и PCM2707.

Советы коллеги

• В идеале TDA 1540 слушается только с LPF (или со всякими заменителями выполняющие функцию LPF) из-за очень высокого уровня Глитч;
• Если отключаем цифровой фильтр, то пересчитывайте кривые среза LPF, иначе звук будет и кричащий и врущий;
• Цифровую часть нужно питать только от интегральных стабилизаторов напряжения;
• Снимайте АЧХ полного устройства.

Сделал определенные выводы

• Целиком и полностью согласен с ним по поводу необходимости применения выходного аналогового фильтра высокого порядка. Но для него нужны высококачественные операционные усилители, точные резисторы, бумаго-масляные конденсаторы и грамотная схема. Для получения хороших результатов фильтр должен обладать равномерной АЧХ и линейной ФЧХ, чего достичь крайне сложно. В активных фильтрах высокого порядка через обратную связь с выхода операционного усилителя на его вход подается сигнал, который задержан относительно входного во времени. В результате появляются нелинейные искажения. Родной фильтр 3-го порядка CD проигрывателя Philips CD-303 на слух звучит намного хуже псевдо-фильтра на разделительном трансформаторе. Дорогие цифро-аналоговые преобразователи имеют выходные ФНЧ с хорошо рассчитанными АЧХ, ФЧХ и импульсной характеристикой, звучат они очень хорошо. Можно попробовать и себе что-то подобное сделать, и сравнить их по звуку с трансформатором из немецкой профессиональной аппаратуры;
• Цифровой фильтр искажает информацию за счет интерполяции при передискретизации. При применении цифрового фильтра спектр высокочастотного шума смещается вверх, но при этом отсчеты звука имеют вымышленное, зачастую неправильное значение. Звук с цифровым фильтром — четкий, ясный на высоких частотах наблюдается меньшая крикливость, но теряется сцена, микро и макро-динамика. Без цифрового фильтра звук получается более крикливым. На слух без цифрового фильтра звук все же — лучше, я несколько раз его включал и отключал. В идеале, вместо цифрового нужен хороший аналоговый фильтр;
• Цифровую часть, как вариант можно питать через интегральные стабилизаторы напряжения, хотя стабилитроны мне понравились больше в обратной связи интегральных стабилизаторов. В структуре цифро-аналогового преобразователя часть напряжений относится больше к аналоговым, формирование тактов и реклокинг — больше к цифровым. Здесь влияет скорее фактор избавления от токовых петель;
• АЧХ снимать нужно, поскольку ее неравномерность является причиной резкости, назойливости, крикливости и потери определенных звуков. Если на выходе стоит трансформатор съем реальной АЧХ устройства мало чем поможет.

Вчера послушал пару дисков с ТДА 1540, играет интересно, легко и наполнено, получил массу положительных впечатлений и эмоций