Anatomia di un DAC (anzi di molti DAC)

[granosalis]

Il 4/3/2024 at 21:11, Andrea Mori ha scritto:

Rockna del mio amico Nicolae.

Ho il Wavelight e mi trovo benissimo, ma mi piacerebbe molto poter ascoltare e confrontare il rockna sia con il Tambaqui che con qualche DAC di costruzione Jap, come quelli montati sui lettori Esoteric.

[Andrea Mori]

56 minuti fa, Ricky81 ha scritto:

@Andrea Mori a proposito di isolamento galvanico, ho trovato a proposito del Denafrips Terminator Plus questo articolo in cui parlano di questa soluzione un po’ diversa. 
 

te lo posto.

 

“The Terminator Plus adopts a slightly different isolation approach than many. Instead of galvanically isolating inbetween the USB board and the rest of the unit, the isolation is between the whole DSP board and the analog section.
This has the benefit of meaning that all other inputs including I2S are also isolated from the analog section, but with the slight concern that it could have an effect on the DSP components themselves as they are not isolated from the PC/host device, or grounding given as the DSP section likely has to have a ground connection which would be shared with the rest of the device. This is speculatory however.”

Si, è simile al diagramma a blocchi che avevo già postato, in quel diagramma c'é un blocco chiamato "I2S/PCM Output Isolator" volto proprio ad isolare completamente il DAC da tutte le sorgenti disponibili per mezzo di accoppiatori ottici.

Nei miei DAC non lo uso perché hanno già i foto-accoppiatori all'ingresso, quindi le masse della parte DAC sono totalmente separate da quelle della sezione sorgenti.

Tuttavia, i segnali che comandano gli interruttori del DAC (MCK o LRCK a seconda del DAC) non devono assolutamente essere isolati, perché qualsiasi tipo di isolatore produce comunque rumore e jitter, quindi devono arrivare al DAC in rame (cavi coassiali RF).

[AudioLover]

@Andrea Mori Quindi ritieni che il Denafrips abbia ottime soluzioni tecniche?

[Andrea Mori]

Nell'ultimo commento in tema avevo iniziato a parlare del filtro di ricostruzione o anti-immagine che normalmente viene utilizzato all'uscita analogica del DAC, descrivendo il filtro passa-basso più semplice, ossia il filtro RC (resistenza e condensatore) con una pendenza di attenuazione fuori banda pari a 6dB/ottava.

Adesso descriverò altri filtri comunemente utilizzati giusto per dare un'idea delle possibili soluzioni, dato che le combinazioni sarebbero praticamente infinite.

Nella prima immagine è rappresentato il circuito di un altro filtro passivo, in questo caso si tratta di un filtro passa-basso LC (induttore e condensatore), che fornisce un'attenuazione fuori banda pari a 12dB/ottava. Essendo l'induttanza ed il condensatore entrami elementi reattivi, l'attenuazione fuori banda si somma, passando da 6dB/ottava del circuito RC a 12dB/ottava.

In questo caso la frequenza di taglio è stata scelta a circa 22kHz, in modo da attenuare già le immagini che si creano con materiale a 44.1 kHz, ossia a partire da metà della frequenza di campionamento. Come si può vedere la pendenza di attenuazione è più ripida rispetto al filtro RC, ma anche la rotazione di fase inizia ad essere più complessa e raggiunge sfasamenti più elevati. Da notare che, avendo scelto una frequenza di taglio di 22 kHz (che significa -3dB di attenuazione a questa frequenza), l'attenuazione, seppur minima, inizia già in banda audio, tra 4 e 5 kHz. E la rotazione di fase inizia già a partire da poche centinaia di Hertz. Tuttavia questa rotazione di fase è ancora benigna in un filtro passivo, poiché non c'é alcuna contro-reazione ingresso-uscita.

La seconda immagine, invece, rappresenta il circuito di un classico filtro passa-basso del secondo ordine, quindi sempre 12dB/ottava, implementato con un amplificatore operazionale. Per essere comparabile al filtro LC precedente, è stata scelta la stessa frequenza di taglio di circa 22 kHz e la stessa attenuazione fuori banda di 12dB/ottava.

Si nota che in questo caso sia l'ampiezza che la fase sono assai più tormentate, e questo è dovuto proprio al fatto che, in un filtro attivo come questo, i componenti reattivi che compongono il filtro (due condensatori) si trovano all'interno del loop di contro-reazione ingresso uscita dell'amplificatore operazionale. Non entro nel merito della teoria dei poli e degli zeri che descrivono un filtro basato sulla contro-reazione perché sarebbe troppo complesso (matematica complessa), ma mi limito a dire che rotazioni di fase importanti nell'anello di contro-reazione potrebbero produrre effetti indesiderati.

Un'altra opzione, sempre passiva, è quella di utilizzare un trasformatore di accoppiamento per limitare la banda passante. Un trasformatore del genere non è altro che un paio di induttanze avvolte sullo stesso nucleo, pertanto il filtro passa basso che ne deriva è in parte assimilabile a quello LC che ho descritto sopra, dato che il trasformatore presenta gli stessi elementi reattivi, l'induttanza dell'avvolgimento e le capacità parassite del primario, del secondario e mutue.

Che cosa adottano i costruttori di DAC?

Solitamente implementano filtri attivi di vario ordine, spesso del quarto ordine (24dB/ottava) basati su amplificatori operazionali, poiché sono i più semplici ed economici. Talvolta ne usano più di uno in cascata per aumentare l'ordine (la pendenza di attenuazione fuori banda).

Personalmente, nel mio DAC PCM R2R non uso alcun filtro, ma mi affido ad un semplice passa basso del primo ordine all'ingresso dell'amplificatore/buffer di uscita. Nel DAC DSD uso un semplice filtro RC del primo ordine, che poi si va a sommare in cascata a quello in ingresso dell'amplificatore/buffer. Ovviamente le pendenze di attenuazione fuori banda sono assai blande, tanto che se le vedesse Amir inorridirebbe, visto che preferisce tagli ben netti al di fuori della banda audio.

Tuttavia, l'analisi separata del filtro di ricostruzione o anti-immagine è un po' limitante, poiché c'è un'altra tipologia di filtri che possono essere implementati prima della conversione, nel dominio digitale, ossia i filtri digitali utilizzati per il sovra-campionamento. Pertanto, alla fine, le due tipologie di filtri lavorano insieme del DAC, e dovrebbero essere analizzate contestualmente. Ad esempio, se si sovra-campionano i 44.1 kHz a 352,8 kHz, le immagini si trovano assai più lontane dalla banda audio (a partire da 176,4 kHz, ovvero dalla metà della frequenza di campionamento risultante), e quindi è possibile implementare filtri all'uscita analogica con frequenze di taglio più alte e pendenze di attenuazione inferiori, a beneficio di minori rotazioni di fase in banda audio.

Nel prossimo commento accennerò ai filtri digitali.   

 

[Andrea Mori]

7 minuti fa, Ricky81 ha scritto:

@Andrea Mori Quindi ritieni che il Denafrips abbia ottime soluzioni tecniche?

Se trovo sufficienti informazioni in rete, proverò ad analizzarlo insieme all'Holo May come esempio di tecnologia di conversione PCM R2R a componenti discreti.

[Max440]

Il 4/3/2024 at 10:25, Andrea Mori ha scritto:

La prima è quella del reclocking lato DAC che ho descritto nell'ultimo commento sul tema

 

Che io sappia, tutti i dac "decenti" hanno il recloking in ingresso...

Per lo meno tutti quelli attuali.

E questo è uno dei motivi per cui cambiare lo streamer cambia pressochè nulla a livello di suono, a meno di prodotti veramente scadenti.

[Max440]

Il 4/3/2024 at 18:32, franz_84 ha scritto:

mi domando quale possa essere un DAC di attuale produzione che a prescindere dal prezzo, in un range anche costoso ma pur sempre ragionevole, possa permettere di godere appieno della musica liquida e dello streaming da piattaforme quali QOBUZ, che tutti, volenti o nolenti, utilizziamo.

 

Metrum, Sonnet, Denafrips, Schiit... non c'è che l'imbarazzo della scelta:  tra i 1000 e i 5000 euro c'è un mondo di dac R2R di altissima qualità costruttiva e di eccellenti performance sonore.

Bye,

Max

[Max440]

Il 4/3/2024 at 21:24, alexis ha scritto:

e  quando mettiamo su i dischi…

il digitale si mette umilmente in disparte da solo… 

 

Questo capita in tutti gli impianti seri 

[Max440]

Il 4/3/2024 at 22:48, Andrea Mori ha scritto:

Oggi lo fanno in molti, probabilmente Wadia è stato uno dei primi ad implementare i filtri digitali in firmware/software.

 

Infatti il mio umilissimo Wadia X32 (pagato usato 500 euro) ha dato la biada a parecchi "giganti dai piedi d'argilla" in ascolti decisamente approfonditi direttamente nel mio sistema ...

Per sentire di meglio ho dovuto cercare nella tecnologia R2R ben implementata, e comunque il miglioramento è decisamente minimale, niente a che vedere con un cambio di diffusori o di amplificatore, proprio ordini di grandezza differenti....

[Max440]

Il 5/3/2024 at 20:10, Gall ha scritto:

E’ un’impressione o ha un fondamento scientifico?

 

Fondamento tecnico.

Io infatti tutte le mattine, quando mi sveglio, accendo lo streamer e il dac e lo lascio attivo tutto il giorno; alla sera spengo.

Non è necessario accendere l'amplificazione, l'importante è far scorrere il segnale nel dac, perchè la prima ora di ascolto (soprattutto con gli R2R) è sempre meno soddisfacente.

Bye,

Max

[captainsensible]

39 minuti fa, Max440 ha scritto:

perchè la prima ora di ascolto (soprattutto con gli R2R) è sempre meno soddisfacente.

E già questo non me li fa piacere.

 

CS

[jakob1965]

41 minuti fa, Max440 ha scritto:

perchè la prima ora di ascolto (soprattutto con gli R2R) è sempre meno soddisfacente.

 

qualcuno potrebbe dire che è un bias pure questo?   MI viene in mente una celebre frase di Altobelli: lui può - io può

 

 

[jakob1965]

ci sarà una motivazione scientifica sicuramente e delle misure su ASR o altri siti che dicono che questi dac nella prima ora suonano diversi - se non vi sono misure è una credenza pure questa - sono molto stupito 

[Max440]

Vi faccio notare che i pre Yba non hanno interruttore di alimentazione...

Tanto per citare qualcuno che dice che i componenti elettronici devono funzionare ad una temperatura costante di "regime"... ed io il mio pre non lo spengo da 25 anni, e non mi ha mai dato un problema.

Poi fate quello che volete: certamente gli R2R, proprio dal punto di vista TECNICO, hanno bisogno di funzionare alla temperatura di regime in modo uniforme su tutti i chip di resistenze calibrate, per cui non è magia, ma semplice elettronica da terza Itis...

Bye,

Max

[captainsensible]

6 minuti fa, Max440 ha scritto:

ed io il mio pre non lo spengo da 25 anni

Azzo.

CS

[60diver]

@Max440 Stessa cosa per il mio pre-phono Vendetta Research SCP-2B, sempre alimentato per scelta del progettista Mr. John Curl...........

[jakob1965]

Si ma siccome argomenti da molto sul fatto che molti di noi si fanno incantare dal mkt etc... etc.. e ne hai scritto molto usando l'argomento elle misure - allora ti dico che anche qui o corrobori la tua affermazione con misure: ovvero il dac che tu dici dopo 20 minuti di uso non esibisce le stesse misure dopo le medesime prese dopo 2 ore ad esempio , oppure ahimè siamo in stallo.

 

Tutto qui - dai che poi ci ascoltiamo Schubert - tu Lupu e io Brendel

[jakob1965]

2 minuti fa, 60diver ha scritto:

per scelta del progettista Mr. John Curl...........

 

infatti pure io i classe A che ho li ascolto preferibilmente dopo  una ventina di minuti quando sono in equilibrio termodinamico ovvero condizioni stazionarie  - personalmente ritengo strano lasciare acceso sempre - ma siamo OT  -un buon mattino