Anatomia di un DAC (anzi di molti DAC)

[Andrea Mori]

57 minuti fa, captainsensible ha scritto:

Puoi spiegare cosa intendi per "isolare"  ?

Isolare rispetto ai disturbi che arrivano dall'alimentazione ?

Grazie

 

CS

Quando si utilizza un circuito con uscita ad alta impedenza, per definizione si isola il precedente dal successivo, è proprio l'alta impedenza che lo permette.

Questo significa isolare il carico da tutti i disturbi che provengono dai circuiti a monte, siano essi i disturbi di rete, le capacità parassite dei trasformatori, gli spikes di commutazione dei raddrizzatori, l'ondulazione residua dopo il filtraggio e tutto il resto del rumore che proviene dai circuiti precedenti fino alla rete elettrica domestica.

[captainsensible]

@Andrea Mori ok, grazie, ovviamente immagino che si comporti ad alta impedenza su una certa banda di frequenze.

 

CS

[Andrea Mori]

25 minuti fa, captainsensible ha scritto:

@Andrea Mori ok, grazie, ovviamente presuppone che si comporti ad alta impedenza su una certa banda di frequenze.

 

CS

Normalmente alla basse frequenze si ha più difficoltà ad ottenere un elevato isolamento, tuttavia si possono comunque ottenere buoni isolamenti a partire quasi dalla continua fino a MHz, dipende molto dal guadagno del dispositivo attivo utilizzato per generare la corrente costante. Allego una semplice simulazione.

[captainsensible]

@Andrea Mori Penso dipenda anche dalla risposta in frequenza del circuito di shunt.

Forse i regolatori serie vanno meglio in bassa frequenza.

CS

[Andrea Mori]

19 minuti fa, captainsensible ha scritto:

@Andrea Mori Penso dipenda anche dalla risposta in frequenza del circuito di shunt.

Forse i regolatori serie vanno meglio in bassa frequenza.

CS

Non direi, probabilmente è esattamente il contrario. E si comportano anche leggermente peggio alle alte frequenze.

Ecco la stessa simulazione per un regolatore serie.

In realtà, alla fine, è sempre la retroazione applicata a modellare il risultato misurabile, più ne applichi e meglio misurerà. Se vogliamo trascurare le controindicazioni il problema alimentazione è semplice da risolvere: regolatori serie con riferimenti di tensione precisi e silenziosi (bandgap) ed operazionali in cascata con elevati guadagni ad anello aperto e per finire la massima contro-reazione applicabile.

Tradotto: LT3045.

[captainsensible]

6 minuti fa, Andrea Mori ha scritto:

regolatori serie con riferimenti di tensione precisi e silenziosi (bandgap) ed operazionali in cascata con elevati guadagni ad anello aperto e per finire la massima contro-reazione applicabile

Diciamo quello che si tende a fare ultimamente, sicuramente più performante dei 78xx.

 

CS

[Andrea Mori]

4 minuti fa, captainsensible ha scritto:

Diciamo quello che si tende a fare ultimamente, sicuramente più performante dei 78xx.

 

CS

Ovviamente, costa molti meno soldi e soprattutto meno tempo di sviluppo, si prende il datasheet dell'LT3045 e si implementa pari pari l'applicazione fornita dal produttore. Progettazione semplice e veloce a basso costo.

Poi i risultati sono un'altra faccenda, ma qui si entra nelle preferenze personali e quindi mi fermo.

[Andrea Mori]

La descrizione delle tecnologie (o almeno una parte di esse) utilizzabili in un DAC PCM R2R (alcune sono applicabili ai DAC sigma-delta) può considerarsi conclusa, a meno che ci siano altre domande.

Quindi adesso descriverò come buona parte delle tecnologie che ho descritto è stata implementata nel primo DAC che ho preso a riferimento, il May di Holo.

Nell'immagine allegata sono visibili alcune sezioni delimitate da rettangoli rossi, ognuna di esse (più o meno) rappresenta l'implementazione dei una o più tecnologie che ho descritto finora.

Il rettangolo denominato ingressi contiene la parte di circuito necessaria ad interfacciare le varie sorgenti disponibili, quali USB, S/PDIF coassiale e ottico, AES/EBU e HDMI/LVDS. Questa sezione, ossia quello che ho chiamato dominio temporale della sorgente, è separato dalle altre per evitare che il rumore in ingresso raggiunga gli stadi successivi. Presumo sia stato implementato anche un isolamento galvanico, ma non ne ho la certezza poiché le foto e la documentazione che ho trvato in rete non lo chiariscono.

Immediatamente sotto agli ingressi c'è una sezione che svolge tutta una serie di funzioni nel dominio digitale. In primo luogo è stato implementato un buffer FIFO che lavora in un dominio temporale diverso da quello delle sorgenti, in modo da evitare interazioni di qualsiasi genere con le stesse. Il buffer FIFO si avvale dei propri oscillatori fissi, uno per ogni famiglia di frequenza di campionamento, per creare il nuovo dominio temporale indipendente. Questo circuito provvede al reclocking dei segnali, ossia li rigenera sincronizzandoli con gli oscillatori locali. Infine, nella stessa sezione è presente un FPGA che si occupa del sovra-campionamento, evidentemente un sistema proprietario implementato nel firmware da Holo, che presumibilmente si avvale di filtri digitali FIR.

Infine c'è la sezione delle alimentazioni della parte digitale contenuta nel proprio rettangolo, ben separata da quella che alimenta la sezione di conversione in analogico. Anche questo per evitare qualsiasi interazione.

A sinistra in basso c'è la parte di conversione vera e propria. Come si può vedere questa è stata implementata con componenti discreti anziché utilizzare un chip DAC monolitico pronto all'uso. La rete resistiva utilizza l'architettura sign-magnitude che ho descritto, ed è segmentata in due sezioni: i primi MSB sono decodificati in modo unario (a termometro), mentre i rimanenti LSB sono decodificati con la classica rete R2R. Ogni resistenza del ladder è pilotata da un singolo flip-flop, in modo da evitare interazioni con le altre porte logiche. Infine, sulla scheda di conversione, è presente un altro FPGA, che si occupa del sistema di calibrazione della rete resistiva implementato da Holo.

Nel rettangolo rimanente si trovano: il filtro passa-basso analogico (che sembrerebbe assai blando), lo stadio di uscita e le alimentazioni delle sezioni analogiche. Tutto questo è realizzato a componenti discreti, sia il filtro, quanto lo stadio di uscita (in classe A), ed anche i regolatori di tensione. Nessuno di questi circuiti si avvale di amplificatori operazionali.

Holo ha curato un minimo anche l'isolamento dalle radiazioni EMI/RFI, implementando delle barre di alluminio che corrono lungo tutto il telaio, e quindi fungono da schermo dato che separano la parte digitale da quella analogica.

La notevole quantità di tecnologie implementate da Holo sembra dargli ragione anche dal punto di vista delle misurazioni, come si evince dalle misure al link che avevo già postato e che indico di nuovo Holo May ASR misure   

  

[gfm]

Il buffer FIFO si avvale dei propri oscillatori fissi,..

 

mi sembra strano che siano oscillatori fissi. Potrebbe funzionare per l' USB che e' asincrono, ma non ad es. con l'S/PDIF. Fatalmente ci sarebbe overflow o underflow della FIFO.

[Andrea Mori]

4 minuti fa, gfm ha scritto:

Il buffer FIFO si avvale dei propri oscillatori fissi,..

 

mi sembra strano che siano oscillatori fissi. Potrebbe funzionare per l' USB che e' asincrono, ma non ad es. con l'S/PDIF. Fatalmente ci sarebbe overflow o underflow della FIFO.

Posso assicurarti che non c'è overflow o underflow poiché ho fatto anch'io un'implementazione del genere e non è mai accaduto. Ci sono un po' di trucchi che possono essere utilizzati per evitarlo, dall'utilizzare una SRAM abbastanza capiente, all'implementare un algoritmo che riporta il buffer a metà capienza ogni volta che viene rilevato il silenzio musicale. Questo genere di buffer sono utilizzati anche in altri apparecchi commerciali.

[gfm]

mah... ho dato un'occhiata in rete e sembra che su Holo May ci sia un Crystek CVHD-957, che e' un VCXO, quindi non un oscillatore fisso.

[Andrea Mori]

5 minuti fa, gfm ha scritto:

mah... ho dato un'occhiata in rete e sembra che su Holo May ci sia un Crystek CVHD-957, che e' un VCXO, quindi non un oscillatore fisso.

Dall'immagine non riesco a capirlo, di sicuro ce ne sono due, uno per ogni famiglia di frequenza di campionamento.

A parte questo ti posso garantire che con il mio buffer FIFO, basato su un FPGA ed una SRAM da 8Mbit, non ho mai riscontrato problemi del genere.

[AudioLover]

@Andrea Mori queste tecnologie implementate nel May sono presenti anche nello Spring 3 KTE?

[Max440]

12 ore fa, Andrea Mori ha scritto:

La notevole quantità di tecnologie implementate da Holo sembra dargli ragione anche dal punto di vista delle misurazioni, come si evince dalle misure al link che avevo già postato e che indico di nuovo Holo May ASR misure

 

Anche secondo Stereophile è uno dei migliori dac sul mercato (dal punto di vista sonoro).

Mi piacerebbe che Amir facesse misure anche su Metrum e Sonnet, altri 2 brand che fanno della tecnologia R2R il loro punto di forza, ma per ora non ne vedo (mi pare...)

ps: ma da qualche parte è anche indicato il "punteggio" ottenuto dall' Holo May?  Non lo trovo nella megaclassifica pubblicata su ASR (con oltre 250 dac provati  )

[alexis]

@Max440 lasciamo perdere l‘Amir, please.. l’allegro pensionato di Windsor, l’idolo del misurateur e dei suoi piccoli Fans.. il Cristina d‘avena degli audiofili in erba e latte, per intenderci. Ma nel secondo libro.. piccole donne crescono.. e crescono pure le aspettative.. fino a scoprire che babbo natale è i genitori, la befana e la nonna coincidono , la fatina dei denti 🦷 fa l’influencer su OF e se la spassa tra nerborute braccia a Malibu Beach eccetera eccetera. 

Perchè le misure, hanno valore solo indicativo, se hai avuto la pazienza di seguire il tred.. non dicono (quasi) nulla sulle reali prestazioni audio di un dac. Amir in sostanza fa solo danni, inducendo i poveri di spirito a comprare quella ferraglia saltaotturazioni come il topping.

bisogna imparare a saltare lo steccato.. e a andare a fondo delle questioni digitali, che sicuramente nascono nella loro architettura generale, di cui abbiamo avuto una bella overview.

piuttosto.. mi sembra che il holo may ( riguardati la sua architettura costitutiva) abbia le carte in regola per diventare protagonista anche in sala d‘ascolto di un certo impegno.. per cui mi chiedo.. se qualcuno lo abbia ascoltato.. così, semplicemente con le proprie orecchie in tutta calma. 

[alexis]

Ps dovessi per forza prendermi un cd player mi prenderei o uno spectral 1000 prima serie, bellissimo.. oppure il primo naim cds a due telai anni 90 con i suoi superalimentatori da 20 kg e i suoi Philips 1540 Double crown..  come suono era bellissimo, da testimonianza diretta, e i modelli successivi, con gli altri chip.. erano assai assai meno affascinanti.

Una macchina da paura se in ordine, con trent‘anni in groppa.

[davenrk]

1 ora fa, alexis ha scritto:

con trent‘anni in groppa

Il problema è la loro affidabilità. Naim ad esempio non fornisce più assistenza nemmeno per i modelli più recenti di quello (CDS3 ad esempio)

[Andrea Mori]

15 ore fa, Ricky81 ha scritto:

@Andrea Mori queste tecnologie implementate nel May sono presenti anche nello Spring 3 KTE?

Fondamentalmente sono le stesse, magari nel May sono state ulteriormente migliorate ed implementate in modo più sofisticato, da quello che si evince dalle immagini dei circuiti.

Anche le misure sono assai simili.