2020年1月11日 星期六

Project -- ADC1

該換USB ADC/DAC了...各位有啥建議?
測量空間impulse response給DRC校正用的,重點在雜訊低;
規格嘛,2 in + 2 out,有mic pre-amp,有phantom power,
USB介面,Mac不用灌driver,最好能搭UI1,
電源外接,方便更換好電源。
自己懶得做,自己做又會做的很瘋狂,體積太大,很麻煩...

順便討論一下這種東西,我也知道市面上的產品不會好到哪去,2 in/2 out對音樂人來說實在很不夠用,一把吉他 + 一隻vocal mic就用完了...因此這種規格的產品一定非常陽春,低價就很難好到哪去。甚至大半都是吃USB bus power,那就真的很爛了...

多路的或許會好些,至少電源外接的比較多,可以自己弄個強電源補上去,但這體積又放大,而且還是多一堆我根本不要的功能,白佔空間;買現成的就是因為自己做體積會比較大,買多聲道就違背初衷了...

其實多路的也不會好太多,體積多半是等比於聲道數,多半塞的滿滿滿,電源只會稍微強一點而已,很少如同Mytek 8x192這般每路都獨立穩壓,旁邊還擺大電容;
一般都是一組穩壓通吃,電容也都很小,頂多47uF,可以想見低頻不會穩...
順便談獨立穩壓這點,layout上有點麻煩...電源電路和訊號路徑難免交疊,未經穩壓的電源雜訊大,很容易串到訊號路徑上,實務上很難搞...真要這麼做大概就得搞雙重穩壓了...

整合進mic pre-amp和phantom power嘛...當然也是考量體積,獨立還要另外一隻,麻煩啊...在顧客家測量總不能拉一堆延長線吧...
當然啦,獨立的一定比較好,但我實在非常的懷疑能好多少...音樂圈中人大多苦哈哈,銷量又低,哪裡會便宜又好勒...

至於Mac不用driver這點嘛,也就說用標準的Class 1/2 USB audio protocol,這是為了避免後患,廖老哥那隻Mytek 8x192的Mac USB driver還卡在OSX 10.10啊...10.15都出來了耶...pro audio大多是小廠,根本叫不動寫driver的公司...我可不希望哪天Mac換OS就不能用,其實這次換ADC也就是因為E-MU 0404 USB還卡在10.6.8啊~我就是因此用了8年都沒換OS啊...也因此導致我還在用2009的Mac,撐了九年...掛了一隻,接我老婆的繼續用...

還有,最好能搭UI1,其實測量impulse reponse並不會要求那麼嚴苛,出門去顧客家我大概不會用;但我有時會拿ADC來做些測量實驗,當然能盡量壓低雜訊最好。但多聲道的幾乎沒辦法跑UI1...

就算放棄UI1,要符合以上這些要求,大概就沒啥選擇了吧...
難道還是得殘殘自己做...嗯...好煩啊...做出來只自己用一隻實在很不划算...

還是決定開工啦~買不下手,只好自己做。
目前先規劃的是AD/DA統包,麥克風前級與phantom power也都有,帶一隻出門就能搞定DRC。
這ADC部分會是二聲道,其一line in/speaker in,另一mic in,也就是特別為我的DRC作業設計,大致設計推導完後再來思考能不能做到雙mic in,或雙line in;該說,要做一定可以,只是能不能盡量維持高品質訊號,避免衰減後又放大這種脫褲子放屁的事。

拿DAC2.1來改,ADC需要四組電源,mic pre amp需要四組電源,phantom power需要一組電源,合計九組,呃...
電路大致確認,layout之前當然要先設計箱子,有三組gain要顯示/調整,精度又要到1dB,16段x2的圓盤不夠用,只好搞字幕顯示了...
找到個顯示幕介面是UART,哇勒...二十年前寫過介面程式...

想想,不對啊,去顧客家搞DRC,顧客本就有DAC了,何必帶DAC去?
少數沒DAC的,就另外再帶DAC去,整體效益應該比較高吧...
似乎還是該設定成ADC而已...

正在持續趕工,單是類比部分的電源算來就有+5x4, -5x2, +3.3x3, +15x4, -15x4, -7.95x2...還有phantom power,
這要全塞進去還要做好實在很難,而且這只有ADC,一般商品都是ADC+DAC還多channel,當然不可能做好啊...

我當然也是得取捨,要做好,體積又要盡量小好攜帶出門...
ADC1 layout終於擺定了...這是背面,
line in x1 + mic in x1,長這麼大,夠瘋狂吧?
所以我說市面上商品都差不多啊...那麼多電源還要搞N組輸入輸出,當然不會好到那去...說穿了,被規格害死了...
電源實在多的頭暈...

又塞了一組穩壓進去...總計14組...

箱到囉~2mm的鋼板,屏蔽電磁場~
變壓器也用鋼板擋住,面板內側又另加一片鋼板屏蔽,那個顯示幕太大囉...會漏磁場進去...外面板還沒到...
搞鋼板很麻煩,一定要表面處理,否則會鏽;但表面處理又會絕緣,怎麼接地?沒接地根本沒效啊...只好攻牙鎖螺絲...一堆工...
這設計目前看來有二個誤差,導致屏蔽板難組裝,只好手工擴孔...搞了四小時...

再來嘛...等電路板...
搞了五天,還在測電源...一直失手,真是沒力...
這次用了一堆新零件,到目前為止發現幾個錯誤,還好都能補救。
顯示幕搞了二週...結果是三個阿呆級的bug,我二個,供應商一個...
USB接通了~

頻率響應測試pass!
電路板最終完成狀態
這layout方式其實非正規,生產不方便,一般會讓大零件擺在同一面(例如右側數位電路區就是),這般兩面都有大零件就算是手工組裝也很麻煩,每個電容焊之前還得想想會不會卡到其他的焊點...
那,幹嘛這麼搞?當然是為了讓電容盡可能靠近負載啊...電源才會乾淨;
反正這ADC1是我自己用的工具,只會組裝二隻(一隻備用),麻煩點也無妨。
這次採用更大號的choke,貴死了!反正自己用的,不打算賣,也就不管成本了...所以才會有那麼多電容啊...
這隻ADC1當然也是沿襲了DAC2.1以來的雙重數位隔離、re-clocking囉~
 完成囉~

原本想沿用之前的圓圈燈號顯示,但gain可調範圍太大,二聲道又必須獨立調整,佔用太多I/O pin,只好改用矩陣顯示幕,其實只需要用一半大,但只找到這個...

喔,11.6Kg!比500VA隔離變壓器還重!要命...
原本還想做成AD/DA一隻通包,但電路會搞得非常複雜,一定做不好,拆成二隻,搬來搬去累啊...

至於我為何要搞這麼複雜的ADC?又不打算賣?做啥用?
當然是DRC校正錄impulse response用啊~
幹嘛?ADC有差嗎~
嘿,有差!差很多!不只ADC有差,DAC也有差!這二者的jitter會展現在最後取得的impulse response上!
做這ADC1就是用來提高我的DRC競爭門檻!

照樣,耳聽為憑,來聽聽以三款ADC取得的impulse response的DRC校正最後成果錄音,先聽很簡單的曲目,鋼琴很慢的獨奏,但泛音殘響非常多的George Winston名作“December”裡的 “Some children see him”
https://drive.google.com/open?id=1sptuzPcCQDr-aqyoZWKNGxDDtOh81DEQ
共四檔案,0:無DRC,1:以ADC1取得impulse response製作DRC校正,2:以EMU-0404 USB,3:以UMC404 192K,這四個檔案都是用ADC1錄音;
最後來個bonus,4:以ADC1取得impulse response,但以UMC404 192K錄音;
取得impulse response時都是用貓窩DAC2.1播放掃頻訊號,
播放系統是DRC+DAC2.1+TC1+Amp180+ATC SCM40+Rythmik F12,麥克風是Behringer ECM8000,架在聆聽位置,麥克風頻寬二端有些掉,不嚴重,就不補償了;喔,只有一隻mic,所以是mono檔。
再提醒一次,這錄音當然包含我的空間迴響,因此必須用耳機聽,以免加上你的空間回響會很亂聽不出個譜來。

聽得出差異吧?1用ADC1最通透穩定,泛音與殘響很自然,3用UMC404 192K最慘...沒辦法,價格實在太低,功能又太多,不應苛責之。
順便一提,每段的一開始,都能聽到很明顯的低頻聲,來過我這貓窩的人都知道這裡是山上,遠比一般市區安靜,照樣會有相當明顯的低頻,該是二公里外山下傳來...只是我們平常身處其間,腦忽略之而已。

再來聽另一曲Ann Sofie Mutter的卡門幻想曲第一章後段 https://drive.google.com/drive/folders/1e49b1fE0eWVyvkjI62A-barowot-l1Fd?usp=sharing
共四檔案,0:無DRC,1:以ADC1取得impulse response製作DRC校正,2:以EMU-0404 USB,3:以UMC404 192K,這四個檔案都是用ADC1錄音;
最後來個bonus,4:以ADC1取得impulse response,但以UMC404 192K錄音;
取得impulse response時都是用貓窩DAC2.1播放掃頻訊號,
播放系統是DRC+DAC2.1+TC1+Amp180+ATC SCM40+Rythmik F12,麥克風是Behringer ECM8000,架在聆聽位置,麥克風頻寬二端有些掉,不嚴重,就不補償了;喔,只有一隻mic,所以是mono檔。
再提醒一次,這錄音當然包含我的空間迴響,因此必須用耳機聽,以免加上你的空間回響會很亂聽不出個譜來。

那段極高把位差異非常大吧?簡直誇張啊...
所以貓窩得要自己做ADC1啊...
幹嘛不買現成的?
哪一款?這就是根本問題...
我只需要二聲道,pro audio少有獨立的ADC,通常都是ADC + DAC,而且二聲道多半都是超級便宜的陽春貨,高價品都在拚超多聲道,八聲道還算少,一堆十六聲道的...而且箱子還都很小,錄音多半要到處跑,太大佔空間...這,怎麼可能好呢?
只好自己做了...其實也拖拖拉拉很多年,當年是拿E-MU 0404 USB重改成吃電池,但不耐用,摔壞三隻,算了,放棄,用沒改過的就好;
這些年,老覺得奇怪啊...怎麼印象中,當年搞出來的聲音比較好勒...
去年發現,用DacAmp2當DAC測出來的DRC高音比較漂亮!呃...
再用DAC2.1驗證,沒錯!
印象果真沒錯,這ADC/DAC的jitter確實會影響impulse response!
只好認真自己做ADC囉...
拖了四個月才動手,原本想做成ADC+DAC二合一,大致評估,要塞進去同一箱,就做不好...
做不好幹嘛做?只好獨立做一隻ADC囉...
沒想到,還沒做好,我的老Mac就掛了!新Mac OS沒有E-MU 0404 driver,臨時抓一隻UMC4040 192K上陣,結果,果真很不滿意...
最後,耗了九個月終於完成ADC1...


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