BRZHiFi DC-200

[HIMIKATOR 233]

Привет всем!

 Попался мне интересный бюджетный ЦАП BRZHiFi DC-200 на одной из топовых микросхем цап ES9038PRO.

Изготавливаются различные версии и варианты этого цапа да еще под разными названиями.

Интересна, прежде всего, версия c двумя тороидальными трансформаторами TALEMA и USB интерфейсом AMANERO.

Этот ЦАП просто шикарнейший конструктор  для энтузиастов  радиолюбителей обладающий следующими  интересными особенностями:

1.       Одна микросхема цап ES9038PRO не требующая дополнительной синхронизации  и развязок по питанию как в случае 2х цаповых версий  и минимализм аналоговой части не генерирующий много мусора по питанию.

2.       Отдельный генератор TCXO для микросхемы цап.

3.       Два  тороидальных  трансформатора TALEMA, один из которых работает только на операционные усилители цапа питая два  стабилизатора двуполярного аналогового питания ОУ.

4.       Зарекомендовавший себя USB интерфейс AMANERO позволяющий использовать ASIO протокол, исключающий использование микшерного ядра Windows.

5.       Раздельное  цифровое и аналоговое питание микросхемы цап за счет применения  отдельных  5 стабилизаторов и 1 стабилизатора схемы дисплея и управления в том числе с ИК пульта.

 

6.       В аналоговой части установлены панельки для замены ОУ.  Можно с ходу начинать эксперименты. )

 

7.       Просторный корпус из фрезерованного алюминия где можно развернуться.

 

К сожалению устройство обладает  недостатками:

1.       Не отключаемый модуль Bluetooth.

2.       Низкокачественные  электролитические конденсаторы и  ОУ.

3.       Не малошумящие стабилизаторы, питающие вперемешку аналог и цифру.

4.       Модуль AMANERO берет питание не от отдельного внутреннего стабилизатора, а от компьютера по кабелю USB, то сводит на нет все качество этого чипа.

 

 

Тем не менее, устройство обладает гигантским потенциалом  и из коробки уже показывает задатки и не плохой уровень звучания, да и все недостатки можно легко решить. )

[iBUTCHER 930]

5 часов назад, HIMIKATOR сказал:

USB интерфейсом AMANERO.

На Xmos им денег не хватило что ли.. 

[iBUTCHER 930]

5 часов назад, HIMIKATOR сказал:

Не отключаемый модуль Bluetooth.

Это плохо.

[Ревень 2 228]

За такую цену ,что - то много недостатков .+ вложения по их исправлению.

[sanesha 521]

3 часа назад, iBUTCHER сказал:

На Xmos им денег не хватило что ли.. 

Amanero дороже.

Ну и разные они по реализации.

 

32 минуты назад, Ревень сказал:

За такую цену ,что - то много недостатков .+ вложения по их исправлению.

Нет здоровых пациентов, есть недообследованные))

Замечаю, что BRZHiFi популярные аппараты для доработок;

[iBUTCHER 930]

11 минут назад, sanesha сказал:

Amanero дороже.

Ну и разные они по реализации.

Дороже и хуже.

[sanesha 521]

Только что, iBUTCHER сказал:

Дороже и хуже.

Про лучше/хуже вопроса не стояло. Это зависит от реализации в разных аппаратах. Ответ был на:

 

3 часа назад, iBUTCHER сказал:

На Xmos им денег не хватило что ли.. 

 

[HIMIKATOR 233]

7 часов назад, iBUTCHER сказал:

Это плохо.

Модуль Bluetooth здесь сделан на разъеме поэтом первая доработка заключалась в  его вытаскивании.) В дальнейшем можно установить тумблер питания на заднюю стенку.  

[Ревень 2 228]

7 минут назад, HIMIKATOR сказал:

Bluetooth здесь сделан на разъеме поэтом первая доработка заключалась в  его вытаскивании.

Кстати Аманеру ,тоже можно наверное вытащить.

[HIMIKATOR 233]

20 минут назад, Ревень сказал:

Кстати Аманеру ,тоже можно наверное вытащить.

Да точно. Проблема здесь в том что модуль Amanero запитывается через  кабель USB от блока питания компьютера, а питание там насыщено различными импульсными помехами. Похоже, сделано это для индикации на дисплее цапа момента подключения кабеля.

Проводники данных в USB кабеле расположены рядом c проводниками питания по всей длине кабеля.  Поскольку используется канал передачи данных без гарантии доставки и ответов но зато с гарантированной скоростью, то любая помеха наведенная с проводов питания кабеля на проводники данных выбивает драгоценную информацию о форме звукового сигнала.

Единственное кардинальное решение это запитка модуля Amanero от внутреннего стабилизатора  5 В и изготовление USB кабеля без проводников питания. Это была вторая доработка. Но даже сам факт перезапитки   позволяет использовать стандартные USB кабели, единственное условие их конструкция должна иметь экранирующие оплетки для двух проводников данных.

[HIMIKATOR 233]

Фото первых тестовых переделок.

Вынутый модуль Bluetooth, запитка модуля Amanero от внутреннего стабилизатора, в будущем нужно будет добавить отдельный малошумящий, и провод USB из двух коаксиальных кабелей.

Чтобы оторвать компьютерные +5В обязательно при подпайке проводника +5, помечен красной термоусадкой, убрать с модуля Amanero дроссель L1, через него подается питание с провода USB!!!!!

Спойлер

 

[HIMIKATOR 233]

USB кабель без +5В и перезапитка Amanero дали свои результаты, появился стерео сигнал.)

Чтобы двигаться дальше, а именно разбираться с нагромождением 5шт. стабилизаторов, питающих ES9038Pro, (некоторые оказались включены последовательно, но об этом позже), необходимо получить четкую обратную связь позволяющую услышать все последующие манипуляции со стабилизаторами.

Для этого необходимо доработать выходную аналоговую часть на 2-х сдвоенных и 2-х одинарных операционных усилителях (в стоке стояли Muses02 и OPA828) сделав её чувствительной, быстрой, детальной и нейтральной, чтобы не просто слушать Hi-Resы но и выслушивать искажения ES9038Pro вызванные некорректным питанием.

 Для этого в имеющиеся панельки были установлены сдвоенные LT1364x2шт., и их одинарный аналог LT1360х2шт. Это быстрые видео усилители 70мГц и 50мГц со скоростями нарастания 1000в/мкс и 800в/мкс. Как говорил Сергей Агеев Хороший опер в данном случае может реально показать убогость цапа - и покажет:).

Почему этот подход работает:

1.       Эти ОУ хорошо без искажений работают на низкоомную и емкостную нагрузку, например на коаксиальный кабель

2.       Имеют малое число гармоник в спектре (мягкий спектр), при котором основные искажения образованы второй гармоникой, но она маскируется основным сигналом и не слышна.

3.       Основной интегральный параметр качества усилителя определяется формулой динамической линейности, а скорость изменения выходного напряжения в нем определяющая.

 Известная формула динамической линейности: (VUвых ≥2ПfсроосUвых макс) где: VUвых - скорость изменения выходного напряжения; fсроос - полоса пропускания усилителя (точка пересечения АЧХ с разомкнутой и замкнутой общей ООС); Uвых макс - максимальная амплитуда выходного напряжения.

Не выполнение условий динамической линейности приводит к разрыву общей ООС с вытекающими последствиями превращая звук в кашу.

Поэтому чем выше скорость изменения выходного напряжения, тем лучше, так как тогда появляется больше шансов удержаться в рамках динамической линейности, тем более что входной сигнал для ОУ помимо полезного сигнала может содержать еще и высокочастотные необрезанные помехи, которые также влияют на разрыв ООС.

Но за скорость и линейность ОУ надо платить не красивыми названиями типа Muses, а вполне понятным повышением токов потребления, которые дополнительно нагружают питающие цепи и стабилизаторы образуя дополнительные пульсации, которыми потом ОУ хаотично обмениваются между собой по общим питающим линиям.

Так что замена сглаживающих электролитических конденсаторов становится неизбежной.)

Изменено 22 января пользователем HIMIKATOR

[HIMIKATOR 233]

Продолжение доработки аналоговой части:

1. Заменил поддельные электролитические конденсаторы Nichicon KG 2х6800мкф 35В.  после диодного моста  двуполярного питания   ОУ, поставил Nichicon KG 2х8200мкф 35В. (см. фото). Пульсация упала до 0,03 вольт, и автоматически  подросло напряжение на выходах стабилизаторов непосредственно питающих ОУ  с 12,8 вольт до 14,8В. но не симметрично, в отрицательном плече напряжение на 0,2 вольта меньше.

2. Так как предполагалось использовать весь потенциал ОУ LT1364 (каскады I/U) и LT1360 (каскады LPF), то им необходимо повысить напряжение питание. Для этого опорные резисторы делителя  на выводах 1 стабилизаторов двуполярного питания ОУ  LM317 и LM337, для быстрой и точной настройки напряжений в предстоящих экспериментах, были заменены на построечные многооборотные 10ком. Для снижения собственных шумов стабилизаторов, эти резисторы зашунтировал Nichicon FW 100мкф 25В. и пленочными  конденсаторами15нф. Стояли  Nichicon FW 10мкф 25В.  В datasheet   приводятся измерения параметров ОУ при питающем напряжении +-15 вольт,  Для начала установил +-14В, ОУ прилично нагреваются, поэтому наклеил на них радиаторы.

3. На выходах стабилизаторов и рядом с микросхемами (LPF) LT1360 заменил  Nichicon FW 100мкф 25В на Nichicon KZ 200мкф 25В.

4. После выходных ОУ на плате стоят последовательные резисторы 50 ом  идущие на выходные разъемы RCA (это не пайку на зажимы в межблочных кабелях менять, вылавливая тысячные ома это сразу 50 ом).  LT1360 потянут нагрузку и при меньших номиналах поэтому подбор этих  резисторов,  позволит минимизировать влияние дифференциальных цепочек образованных этими резисторами и суммарными емкостями межблочных кабелей и входов последующего усилителя на высокочастотные составляющие сигнала. Пока резисторы не трогал.

5. Начал исследовать  земли на плате  и экспериментировать с заземлением корпуса (синий проводник под винтом крепления платы см. фото).   

После этих доработок аналоговой  части резко возросла разрешающая  способность, стало отчетливо слышно влияние каждого конденсатора, экспериментально подключаемого на выходы пока штатных стабилизаторов самой микросхемы цап (см. фото).

 Также подтянулся бас, который был до этого номинальным. В психоакустике  человека существует  такая особенность, когда слабые высокочастотные сигналы промодулированные  по амплитуде или частоте начинают доминировать по громкости над низкочастотными. Убрав паразитные модуляции, вызванные не совсем чистым и не постоянным питанием, ушло и высокочастотное доминирование.

Изменено 5 февраля пользователем HIMIKATOR

[HIMIKATOR 233]

Продолжение сериала Русский HI-END из недорогого цапа.

 Добил аналоговую часть, заменив ещё 4 конденсатора около ОУ  I/U двух канальных LT1364, поставил Nichicon KZ 200 мкФ 25в. Искомого звучания все нет. Похоже, как пел певец куплетист Бабарыкин “я буду дооолго гнааать”. Зато круг сузился до непосредственно источника аналогового сигнала, чипа ES9038PRO. Чип содержит восемь каналов, включенных в этом устройстве в параллель по четыре для левого канала и по четыре для правого.       Сделано это  для увеличения динамического диапазона устройства в целом. Цифровая часть чипа имеет питание 1,2 вольта и 3.3 вольта, аналоговая часть  также имеет питание 1,2 вольта и 3,3 вольта, для чего в устройстве имеются соответствующие стабилизаторы, что очень хорошо. В datasheet на микросхему ES9038PRO указано, что  ей необходимо малошумящее питание только для выходных каскадов питающихся напряжением 3,3 вольта. Для этого у чипа имеются 4 ножки (Low-Noise Analog Power (+3.3V) for Left channels) и 4 ножки (Low-Noise Analog Power (+3.3V) for Right channels) которые в данном устройстве объединены. Для начала было решено установить на эти  ножки в непосредственной близости от чипа дополнительные электролитические конденсаторы. Поставил более компактные, но хорошие Nichicon FW 100мкФ 25в.9 (см. фото). Звучание поменялось в лучшую сторону, но искомого нет. Поменял фазу с нулем перевернув вилку в розетке, потёр уши, заменил белые стяжки на проводах от трансформаторов на черные, звучание не поменялось. Чувствую себя радиоинженером археологом, снимающим пласт за пластом различных искажений и помех, чтобы добраться до заветного звучания. Что то надо делать, где звучание крутого ES9038PPRO? Стал анализировать схему включения стабилизаторов. Выяснилось, что Китайские товарищи подложили большую пребольшую свинью.  

Пообещав разделение аналогового и цифрового питания, по факту включили  аналоговые и цифровые стабилизаторы питания микросхемы цап мало того что последовательно но ещё и к одному диодному выпрямителю, смешав аналоговые и цифровые  помехи и перегрузив его, так что пульсация 100Гц на его выходе  составила 0,8 вольта (см. фото). Этого авангардизма я не понял ни разу, ну вы конструкторы уже затратили деньги и поставили стабилизаторы на плату, ну хотя бы подключите их правильно каждый к своему диодному выпрямителю, зачем смешивать цифровую и аналоговую части питания ES9038PPRO? Причем конденсаторы после цифровых стабилизаторов стоят Nichicon FW которые эффективны только в питании аналоговых цепей. Нет, я, конечно, всё понимаю, они такие желто-золотистые красивые, и дорожки от стабилизаторов удобнее последовательно рисовать. Я не волшебник, а только учусь, но явно устройство сделано полнейшими дилетантами или конструктор опился чаю рисовать правильно было долго, а уже захотелось метнутся в маленькую комнату рядом с ванной. Решил разделять питание, поскольку первый выпрямительный диодный мост уже питает цифровой дисплей и микросхему микроконтроллера ATMEGA 8 загружающую инициализационные данные, в частности, о применяемом цифровом методе фильтрации в ES9038PPRO то этот диодный мост будет назначен у меня только для цифрового питания. Приподнял входную ножку микросхемы стабилизатора №2 цифрового питания 1,2 вольта, по факту к её опорной ножке подключен диод, что увеличило напряжение до 1,38 вольта. Подъём напряжения нужен для корректной работы микросхемы цап  при  параллельном включении её выходных каналов и описан в  datasheet, так что это правильно.   

Подал на поднятую ножку напряжение 3,3 вольта  от отдельного дополнительного покупного стабилизатора на LM317, предварительно доработав его хорошей выходной ёмкостью Nichicon FW 100мкФ 25в  и добавив для улучшения шумовых характеристик емкость  Nichicon FW 100мкФ 16в параллельно опорному переменному резистору (см. фото). Дополнительный стабилизатор подключил, как и решил ранее к диодному выпрямителю №1. Звучания нет, хоть ты тресни. После такой проделанной работы руки стали потихонечку опускаться. Чтобы забыться с удовольствием немного выпил водки на дне рождения друга, поздно вспомнив о том, что она делается из китайского спирта, выработанного из канализации. С горя включил  новый альбом Megadeth - 2026 - Megadeth  о появлении которого любезно сообщил clubnewmen в теме про наушники внешне похожие на грибочки, подосиновики. Соседи постучали по батарее.  Промелькнуло,  странно  я же в наушниках слушаю. В итоге мне приснился форум, где один постоялец практически на пальцах показал, что у меня черный и поэтому тёмный цап и такие же тёмные наушники, и уши поэтому ничего не слышно. Меня начали посещать крамольные мысли, а не поддельная ли микросхема цап установлена, но, проанализировав уровни технологий, они уменьшились. На следующий день перед сном запросив данные, из центра управления полётом мысли проснувшись, уже знал, что делать. Ничего не делать оно само всё пройдет от какого-то прогрева, видимо двоюродного брата А. Рева потерянного во время прыжков на батуте. Не действует. Промелькнула ушлая мысль хитрой одесситки Долиной, она пела что всё можно легко исправить с помощью зонда. Марку зонда и то куда нужно его вставлять она не приводит. В качестве зонда использовал свой высокочувствительный(0,002 вольта на деление) аналоговый напичканный позолоченными деталями осциллографом тыкая им во всё что тыкается. Был момент хотел я его продать на “жёльтый” на ещё Тушинском радиорынке, осциллограф припомнил мне это и для наблюдения за моей реакцией временно отключил измерительный канал I, пришлось переключится на канал II. Долина рулит! обнаружил пульсацию, распространяющуюся по общей земляной шине в районе установленных стабилизаторов№1,№ 2,№3,№4, №4,№5,№6. Так как земли    разделять я не могу для этого нужно полностью переразводить основную плату, было решено снимать высокотоковую нагрузку с основной платы  особенно цифровую,  синтезирующую большие  импульсные помехи. Был установлен еще один такой же покупной и доработанный   отдельный стабилизатор только на 5 вольт теперь для питания индикатора и контроллера ATMEGA 8, временно запитанный также от выпрямителя №1. Предварительно я отключил индикатор и контроллер ATMEGA 8 от стабилизатора №1 на плате, вытащив для этого первый пин из разъеме шлейфа дисплея (см. фото).  И о чудо, просто резкий скачек в качестве звуковоспроизведения. Похоже копаю в правильном направлении. Появились такие версии произошедшего: В первых доработках, модуль Amanero был запитан для простоты именно от стабилизатора №1, который  питал индикацию,  и  давал пульсации по земляной шине мешая близко расположенному  задающему кварцевому генератору 100мГц фирмы JYEC, который сам по себе имеет большой фазовый шум порядка 130dBc/Hz на частоте 10 Мгц. Поэтому следующим шагом было установка отдельного, покупного  малошумящего  стабилизатора на 3,3 вольта для питания этого генератора, собранного на ультра малошумящей микросхеме стабилизатора  LT3045 с крайне малым уровнем шумов всего 0,8мкВ от Американской фирмы Linear Technology. Стабилизатор был предварительно доработан установкой нормальных емкостей на вход и выход ELNA Silmic II 100мкФ 25в (см. фото). Также вместо штатного стабилизатора непосредственно на плате модуля Amanero, понижающего 5 вольт с USB разъема до 3,3 вольт, установил отдельный малошумящий стабилизатор на 3,3 вольта, собранный на микросхеме LT3042 с таким же сверхмалым уровнем шума 0,8мкВ RMS в полосе частот 10Гц-100кГц  но с дополнительным усиливающим транзистором для разгрузки микросхемы LT3042 по току. Установка произведена в удобное место, предназначенное для программирования модуля Amanero. Так как на модуле напряжение 3,3 вольта необходимо  не только микроконтроллеру Atmel ATSAM3U4C имеющему высокоскоростной USB порт для связи Amanero  с компьютером, а также портам микросхемы CPLD (англ.  Complex Programmable Logic Device) - программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС)  Xilinx XG2C64A но и двум кварцевым задающим генераторам для работы модуля в режиме “Master”, а они  требуют малошумящего питания. Установленный стабилизатор дополнительно зашунтировал с нижней стороны платы полимерным твердотельным конденсатором 330мкФ 6в специально предназначенным для цифровой фильтрации помех передаваемых от Atmel ATSAM3U4C генераторам (см. фото). Проверил режим работы модуля Amanero скачав с официального сайта Итальянцев утилиту oemtool118lat, действительно Master, а не Slave (см. фото). Получил от прослушивания “вау-эффект” номер два. Версия произошедшего:  Задающие генераторы,  на основной плате, и на модуле Amanero крайне критично относятся к качеству питания и при его улучшении уменьшают свой фазовый шум, что впоследствии уменьшает ошибки синхронизации и общий джеттер устройства.     

 

 

 

 

 

 

Изменено 11 часов назад пользователем HIMIKATOR