------------------------------------------------------------------
拖了一年...市面上還是沒有滿意的DAC...
只好重啟project...
規格沒啥改變，不過拿掉電池，改用交流電，省點事；
原本內建的衰減電路已經有ATT1了，也拿掉；
原本是DAC IC直驅，這比較敏感，改加上buffer電路，換電阻可改變輸出振幅；
另外是UF1的經驗，這部份真的得認真處理，加上隔離電路，徹底隔絕USB與controller的數位雜訊；
jitter當然還是重點，加上個電路讓I2S的訊號jitter盡量壓低。
輸入 USB
輸出 XLR, RCA
電源 AC115V
面板指示燈 電源、USB接通、電腦設定完成、播放中
這其中有許多項得要確認/驗證，
DAC用那顆IC？電壓輸出還是電流輸出？
buffer電路用那些零件？performance？
隔離電路與jitter壓低電路能跑到192K嗎？
漏了石英震盪子，這真的不知去哪買比較準的啊...
找Peter動用惡勢力...
嗯...電源有沒有可能用電池呢...
不容易，+/-9V, +5V, +3.3V, +1.8V，這+/-9V真難...
DAC IC用電壓輸出的比較簡單，但得要個coupling電容，這東西對音色的影響很大...
用電流輸出省下那電容，但就得在後面兜電路轉成電壓，而且這電路還得盡可能特性一致，IC內部就無需擔心這問題...
壓低jitter這電路可能得用比較高的master clock，一般用22.5792/24.576這組，可能得用上二倍的，
但，記得chen3058說45/48這頻段已經不是用石英震盪子的基頻，而是用諧波，jitter會比較高...
另一方面，找了找買得得到的石英震盪子，二組精度最高都只到25ppm，
嗯...
隔離電路找了找，原本打算用光coupler，似乎電容coupler更合用，
速度與誤差都小非常多。
buffer電路嘛，因為是differential電路，前提就得要盡量讓成對特性都相同，路徑也盡可能接近，這用discrete元件不容易做到...
找IC嘛...又找不到現成的differential in & out的，只有一邊，
似乎還是用discret兜成對的零件比較好...
老友胖子認為現成OP一定比較容易做到整體一致，discrete實在難，
嗯...繼續在一堆datasheet大海中撈魚...
用discrete兜 vs 用現成OP IC差在哪？
若是discrete兜的是個簡單電路，那或許結果很明顯，若是個也不算簡單的電路呢？用disrete兜OP呢？這有啥意義？
IC的設計有其缺陷？啥缺陷？
倘若電流量夠，IC的各方面特性都比disrete容易搞定...
buffer電路的電壓該用多少？
電路限制的下限這不難算，再高呢？優？劣？
略高些THD+N會好一些，高到某個程度就沒啥差別了，
電壓高又會熱，這就不太好，
看來得實驗才知道囉...
電壓高，電源濾波電容體積就大，這就離負載遠，不佳...
buffer的gain，原則上1，可以換電阻改高點，頂多2就夠了。
嗯...要加音量衰減嗎？
當然這不會用ATT1那種高成本的，要那招就外接ATT1就好；
而是要壓低售價，用音量衰減IC。
考慮第二組輸出可以選擇XLR或RCA，這得考量電路怎麼做，要做到好，就得二組獨立電路，若有音量控制，那又是一堆...
機構相容也是個問題...
搞音量控制，又會回到老問題，轉鈕？遙控？顯示？
遙控一定得有顯示介面，數字難看啊...我也嫌字小...
還是先用轉鈕，預留遙控介面，若有機會再外加。
這部份電路完成，遙控接收介面其實就一條線搞定，純靠軟體跑；
轉鈕24條線比較囉嗦，這也可以轉成LED控制，用在遙控時。
既然電路隔離成數位與類比端，中間打算再加上金屬片隔開，
那，機箱屏蔽部分呢？是否也得切開？
照說應該切開，用壓克力箱貼銅箔這好做，若用金屬箱，那就麻煩囉～
電路整理的差不多了，預留介面給ADC、紅外線遙控接收器，音量調整可設定為無、轉鈕、紅外線遙控，最大音量輸出可設定為不放大的+/-2.8Vpp，或是再+6dB（大概只有Magnepan這種超低靈敏度的需要）。
再加個跳過音量控制開關，也就是音量最大；
總計電源、mute、跳過音量控制、額外衰減，共四個開關；
指示燈除以上四個，還有個音量輸出中（mute的相反），USB接通、DAC已設定完成、數位訊號播放中，共八個燈！還真多...
另外當然是個大音量轉鈕。
顏色呢？嗯...這還真難，紅、黃、綠、藍四色可用，拆成二組，
電源紅、USB接通黃、DAC已設定完成藍、數位訊號播放中綠；
音量輸出中綠、mute紅、額外衰減黃、跳過音量控制藍。
面板長這樣如何？
正中大音量轉鈕，最左側是電源開關，音量轉鈕左側是mute開關，當然轉到底也是，右側是額外衰減18dB；原本還有個跳過音量控制，但這個若不小心撥到，那音量暴增會嚇倒人啊...似乎還是該擺在箱內，需要時再拆開來設定比較好？
還是說有啥應用方式得要常這般切來切去？
燈嘛，左邊是電源與USB訊號狀態，右邊是音量控制狀態。
這面板又想了半天...
主要考量在那幾個開關的位置，希望能夠很直覺，
最左邊電源，這符合一般習慣，
大大的轉鈕是音量，也很習慣，
mute呢？擺在音量左下角，如同音量轉到底，這容易聯想，其實音量轉到底也是mute，似乎沒必要再加個mute，接電話之類的，可以用那個額外衰減，
額外衰減擺那？這麻煩...
原本想音量右下擺的是跳過音量控制，如同音量轉到最大，比較直覺，但怕誤觸嚇死人，這開關改成藏在機箱內，
這位置改成擺額外衰減18dB，似乎不太直覺啊...
改成這樣吧
當然電源也得切成四組，變壓器次級得要六組，似乎拆成二個變壓器比較容易啊...
穩壓至少九組。
屏蔽也打算切成三組。
這次做成雙面都有零件，盡量縮短電源濾波電容與負載間的距離。
變壓器樣品抵達囉～次級非常多組...96VA！
搞這麼大嘛，是因為...供應商不做更小的...至於二個嘛...注意右邊那個40V沒？打算給phantom power用的，我出門測量impulse response要用的ADC得要這東西，也就是說option（其實機箱還沒規劃這部份...）
又和Florian討論到輸出入線是否如ATT1擺在二側，想了想，好點子，板上訊號路徑會短很多，於是...整個翻案，大改！
結果...塞不下...
放大～再放大～
寬度大概得要到300mm，得預留些空間給二側插線，
標準機櫃寬19"，482mm，
查了查，一般櫃/架都會做大一些，還好還好...
這只是粗略位置，再來還得先切ground plane，確認電源供應路徑可行，才會開始拉線...
搞這DAC，主要是搞電源，
這是個系統，其中的各部組件都是現成的IC，
搞系統的人做的就是將IC接上線，給電源，就搞定了，要讓它唱出聲音來，非常簡單；
但要唱的好呢？
那就得面面俱到，無所遺漏，
但真正的麻煩是，顧此總會失彼，不得不求取某種程度的妥協，
增何處？減何處？這就得看孰輕孰重，或是反過來說，你認為孰輕孰重？
藝術？少唬爛了～技術人敢自稱藝術那真是侮辱藝術家啊...
似乎與上回沒啥差別？
其中的功夫多囉...
單是打via就得花二、三天...
回頭設計機箱，擺來擺去，要兼顧干擾小、使用直覺、美觀，大概得長這樣，
右邊是電源與USB插座；
搞成這形式原始考量是訊號路徑短，短求的是穩定、低雜訊；
插座在左右也方便接線，絕大多數人機器都貼牆擺，線在背面真的很難搞...
面板寬305mm，高95mm，含腳墊總高105mm。
電源開關在右側，原本想擺左側，但這就拉太長，會干擾到類比輸出；
正中音量轉鈕，照樣轉到最小是mute，最大是跳過音量衰減；
其左下如同ATT1是額外衰減18dB；
右側指示燈是電源、USB接通、電腦設定完成、播放中；
左側是音量有輸出與mute。
這設計又得回頭修改電路板...
很難共用...
鎖上底板，換掉幾個零件，讓電壓更準。
USB DAC的數位部分，其實就三顆IC搞定，沒啥好唬爛的...
電容可不是只有正面，背面也有～盡量縮短距離。
DAC IC三組穩壓伺候...那幾顆大電容先不焊，確定工作正常後再補。
背面當然也是一堆電容...
忙完其他的，繼續奮鬥...
tool看不到CPU...焊點不良，整一遍；
不能燒FLASH...reset搞錯了，改...
FLASH不認識，改...終於firmware燒進去了～
但USB看不見...怪怪，USB Prober有看見啊...但沒回應Mac的inquiry...焊點？電源不穩？試來試去都沒輒...突然想到，難道得要送24.576或22.5792的clock才行嗎？
焊上，哈！搞定！
結果...沒聲...
抓了一天半bug...終於，layout又錯一處，跳線，開唱！
基本功能完成囉～
再來弄音量調整啦...
一路補上去，幾乎都有改善，嗯...下次是不是得搞成二倍大啊...
你猜這些大電容用在幾組電源？七組，還能細分前穩壓前、穩壓後。
今天認真比較過，大勝我那重改吃電池的E-MU 0404 USB，一如預期，改機當然不比良好的設計。
又抓了三天bug，再搞定一組穩壓，
接著，音量控制電路可以program了～
這部份完成一半，再來是音量轉鈕輸入，這搞定就完工囉～
諧波2, 3, 5；交流電源雜訊60, 180, 300。
順便測有無上蓋，AC ripple大約差4dB。
測量結果，DAC IC直驅要推動ATT1這只有1K ohm輸入阻抗不太行...低頻諧波失真偏高，大約-78dB；
經過buffer就沒問題，中高頻諧波失真也沒有啥明顯增加。
那聽感呢？
直驅音場較淺，過buffer深遠的多，不過呢，我想直驅的音場還是比大多數DAC都好的多...
中高頻呢？似乎直驅稍微好一點，但比了幾次我也無法明確說出到底差在那，音場差異這點影響較大。
好啦，算是可以聽了，各位相好的想聽可以過來晃晃～
搞了二天音量轉鈕控制失敗...殘殘，直上遙控器，
一天搞定！
再來得要想想如何顯示音量啊...真是老問題...
音量控制可用jumper設定有無，若無音量控制，還多了個+6dB jumper；
遙控音量最高也是+6dB，共32級，每級1.5dB，最低就是-42dB，再低就mute；
開機時音量是-18dB，也就是衰減成1/8，以免嚇到人；
遙控器用Apple的，一隻NT$590～
上面的按鍵當然不會全用到，只用上、下、play/pause。
好啦，除了音量顯示，功能都完成啦～
這下聲音我真的滿意囉～聽了一整晚，相當享受～
三更半夜聽馬勒三...
DAC2輸出有二組，可分開來設定音量，這有啥用途呢？
bi-amp可用，無需使用gain相同的擴大機，
高音用小功率，低音用大功率。
程式順便修改成開機時可設定最高音量為+6dB或0dB，音量共31段，LED顯示繞行二圈，還分顏色，綠、黃、紅，再分亮度；
mute時燈不亮。
每天晚上或下午工作時聽音樂，常覺得許多音樂讓我非常的不耐...音樂內容/表現形式/感情極無聊，用DAC2聽益發如此感覺，而且那些音樂往往錄音又特別差，那種差，就是很mp3式的，很loudness war式的，音場淺薄、人聲衝出來、樂器塞的滿滿滿亂七八糟，不知是DAC2的問題呢，還是那些錄音的問題...
但...DAC2不在手上...
做這DAC2嘛，就是因為覺得沒一隻DAC的低頻對勁，全都不夠，整體平衡都很怪異，幾乎都偏亮，大概只有Audiolab M-DAC合理；實際上的電路也沒做啥，就是電源做滿，雜訊隔離，就這樣；這幾年改機的經驗也是如此，照這樣做，低頻就出現了，音場、空間感就出現了，相對之下反倒會覺得高頻少，但，真實的音樂是否如此？我倒覺得live不插電演出並不會如同多數音響唱出來那麼亮
http://youtu.be/BV5lSxv7ErQ
開機時音量小小的，以免突然嚇人，遙控共31段，每段1.5dB，最大為0dB不衰減，指示燈顏色由綠到到紅，亮度也越來越亮。
還好預留了一組音量輸出沒焊上去，拿來接ATT1做對照組，耶～音量調整比ATT1差...
拆開來看看，對喔，音量調整的AC濾波電源才上了六個4700uF，而且沒搞對，+15V只有二個...
殘殘，再焊六個上去，還缺二個，沒辦法...
嘿，這成果就與ATT1差不多了～
另一個對照組是吃電池重改的E-MU 0404 USB，電池實在相當乾淨哪...
正因為聽慣了0404，才會聽出DAC2尚待改進處...
再來要搞啥勒...來試試換石英震盪子吧，
換上號稱phase noise超低的Crytek，一顆零售近US$30啊...貴翻了...除了音量控制IC以外最貴的零件哪...
如何？有效～
差很多嗎？其實還好，並不至於差很多，確實有差，
差在哪，極高頻與空間感囉～clock對這二項影響最大，
我常用來測試的Shirley Horn的Once I Loved這曲，一開始的風鈴聲，這...鼓手不只刷一次吧？以前完全沒聽出來...
這顆石英震盪子的頻率誤差不算小，25ppm，強調phase noise極低，對音樂再生而言，前者無妨，沒人聽的出來，後者才是重點；
板上右邊那顆小小的是48KHz倍頻用的石英震盪子，TCXO，2ppm，
手上實在沒啥96KHz音樂可以拿來對比，暫且不換Crystek。
差不多了，剩下一組輸出的音量調整沒焊上。
目前的聲音，應該夠讓多數人滿意了。
DAC2總零件數？近八百個！
總電容量？四十萬uF！
那條分隔線隔開數位端與類比端，那三個IC負責以非接觸式傳輸訊號，讓二邊電路完全不導通，避免高速運作的數位電路雜訊串入敏感的類比電路地線；
UI1也是同樣手法，但UI1介於DAC與電腦間，只能隔絕電腦的雜訊，卻不能隔絕DAC自己的數位端（USB介面與主控CPU），而這主控CPU最耗電，運作clock高達500MHz，產生的雜訊多可以想見；
DAC2將這隔離器擺在數位端之後，變成徹底隔離那些高速運作的數位電路雜訊，而且不受UI1只能跑USB 1.1 full speed限制，sampling rate可以拉到192KHz。
再來的問題是，哪邊要接地？數位？類比？都接？都不接？
這兩天打坐時，冒出來這問題，畫畫圖，仔細分析，測試，果然！搞定，
聲音終於徹底勝過電池版E-MU 0404 USB囉～之前老覺得有點刺、吵，中頻微微衝出來，音像稍扁薄，現在就搞定囉～
那沈靜感終於出現...音像也終於夠凝聚，回音自然出現...
沒有留言:
張貼留言