deemon

Точно , ради спортивного интереса многое можно сделать , даже ЦАП на лампах Но вообще , мне что-то тоже стало любопытно сделать свою версию 24-битного ЦАПа .... разумеется , повторять схему Лаври неинтересно - надо что-нибудь своё придумать . Тут вся засада в том , что практически все решения уже кто-то применял , и придумать какую-то "экзотику" уже почти невозможно . Но надо постараться

Ага , человек с фантазией , и ни в чём себе не отказывает

Не , ставить свою матрицу на каждый сегмент - было бы слишком громоздко ..... я бы лучше применил какой-нибудь способ прецизионной подстройки сопротивлений , на которых суммируются сигналы от сегментов . Варианты тут возможны разные , понятное дело - от коммутации набора резисторов ключами до мотор-потенциометра А насчёт матрицы весовых коэффициентов- я её не измерял , так как туда довольно трудно подобраться . С виду матрицы эти выглядят весьма круто - керамический корпус с 8 позолоченными плоскими выводами , по 4 с каждой стороны . Стоят они под резистором термостата , справа и слева от основной матрицы .

Старший разряд - это было бы уже не 3 бита , а 4 . 4 полноценных бита - это 16 состояний коммутатора ( уровней напряжения ) . А тут их 9 - где 4 бита-то ? Ну вот сам посмотри , если у тебя 2 десятичных разряда , то это максимум 99 , так ? А если три разряда , то 999 , верно ? А если у нас всего 120 состояний ( такая система счисления ) , то к чему она ближе - к 2 десятичным разрядам , или к 3 ? Вообще , не надо быть гигантом мысли , чтобы понять - ближе она к 2 десятичным разрядам , однако . Потому я и говорю - старший сегмент 924-го ЦАПа обраабтывает 3+ бита , как-то так ТО есть , там либо в DSP , либо в ПЛИСе происходит сложение входного кода с некоторой цифровой "добавкой" , которая смещает нуль ЦАПа в сторону ... тогда главный переход ЦАПА не совпадает с самыми слабыми сигналами , а происходит , когда сигнал уже имеет заметную величину , порядка -20 дБ от полной шкалы , и этот сигнал маскирует помехи от главного перехода . НО , если подать такой сдвинутый сигнал на обычный ЦАП , то тогда при уровне 0 дБ у нас одна полуволна сигнала будет "подрезана" сверху ( как раз на величину этой добавки ) , то есть данные вместе со сдвигом перестанут "помещаться" в шкалу ЦАПА , и что делать ? А вот то самое , что и сделано у Лаври - всю шкалу ЦАПа немного "удлинили" , добавим небольшой "сегмент" сверху ( тот самый 9-й уровень ) , так чтобы его хватило на передачу той самой "добавки" , только и всего . Но , это надо понимать - ЦАП если был изначально , скажем , 16-битный , то он таким и останется , а если был 20 битным , то тоже останется 20-битным , хоть тресни Хотя реально на ключи будет поступать 21 бит , такие вот дела .....

Не , ты что-то не так понял Сверхточные матрицы ( скорее всего , заказные ) так как раз есть - 3 штуки . Одна общая на 2 канала - даёт 9 опорных уровней , которые коммутируются 3 мультиплекторами на каждый канал , и по одной на каждый канал - для суммирования сегментов . И откуда у тебя появилось 116 ключей , если всё там уже коммутируют мультиплексоры ? Как раз ядро там довольно простое ... гораздо сложнее сделана автокалибровка .

Вот с этим конденсатором , кстати - какая-то загадка Кто его мог поставить ? Дело в том , что припаян он был явно кустарно , каким-то явно неопытным человеком - пайка была очень некачественная , выводы согнуты криво , да и кондёр явно великоват , чтобы монтировать его так на маленькие "пятачки" без фиксации хотя бы термоклеем . То есть , поставили его явно не на заводе . Но кто и зачем ? Притом , он поставлен был на месте двух маленьких кондёров по 0,1 мкф , которые перед этим были демонтированы .... может быть , это какой-то "апгрейд" , кто его знает ? Хотя , я после удаления этого кондёра специально проверил - нет ли в этой точке какой-то помехи , которую он мог давить .... и оказалось , что ничего такого . Обычная шина +5 вольт , со слабым "цифровым" шумом , который , очевидно , никак не мог уменьшить этот "бочонок" на длинных выводах . В общем , тайна появления этого кондёра так и осталась неразгаданной

Точность там , судя по всему , близка к 22 битам , или около того ..... другое дело , что непонятно , куда делся последний бит Дело в том , что в старшем сегменте , хотя на коммутатор и подаётся 4 бита , но фактически на входе его не 16 уровней , а всего 9 , что чётко видно хотя бы из осциллограммы . То есть , как я и говорил выше - тут применено "смещение нуля" . Сделано это , очевидно , для того , чтобы сдвинуть "главный переход" в сторону , и исключить искажения от этого перехода на сигнале , близком к нулю .... этот приём снижает искажения на очень малых уровнях . Вообще , этот трюк применяется не только здесь - то же решение использует и Burr-Brown в своих известных ЦАПах - про это , насколько я помню , писал Lynx где-то на Вегалабе , только я не помню , в какой теме . Так что старший сегмент тут обрабатывает не 4 бита , а всё же 3 , а четвёртый бит - это как бы "перенос" . А 24-й бит , как я мыслю , можно было и вовсе не использовать , так как точность ЦАПа всё равно не 24 бита , такая точность пока физически недостижима .... ну или , для "очистки совести" , его можно просто подать на выход через резистор соответствующего сопротивления . Я в это особо не вникал , да это и не очень-то интересно , на самом деле .

Вот тут сигналы на четырёх сегментах ЦАПа ...

Продолжение ... Итак , увидев , что на трёх старших сегментах нижний опорный уровень значительно занижен , я понял , что это и есть причина дефекта в сигнале на выходе .... но в чём была причина этого "завала" уровня ? Если у нас есть 8 одинаковых резисторов , которые включены последовательно , и на самом нижнем из них уровень понижен - то это очевидно оттого , что из этого узла куда-то оттекает ток . Так как ко всем резисторам подключены только входы аналоговых мультиплексоров трёх старших сегментов , то я сначала подумал , что у какого-то мультиплексора пробит вход .... но тогда было непонятно , почему дефект одинаковый в 2 каналах ? По идее , мультиплексор с пробитым входом должен был вести себя по-другому , он мог и вовсе отказать ... но этого не было . Опять же , пробой должен был быть и при выключенном питании , но этого тоже не было ... Тогда я стал смотреть , а не подключено ли что-то ещё к нижнему резистору матрицы ? И вот , оказалось , что от нижнего резистора идёт провод в другую часть схемы . Этот провод , как оказалось , подаёт напряжение около 1,25 вольт с нижнего резистора на схему , компактно расположенную справа от нагревателя термостата , и состоящую из 4 ОУ OPA177 и компаратора LT1016 . Я решил , что этот узел является частью системы автокалибровки , и решил посмотреть , а что ещё входит туда ? И вот , оказалось , что к автокалибровке относятся ещё и аналоговый мультиплексор ADG507 ( 2 коммутатора 8 входов на 1 выход ) , 8-канальный 12-разрядный ЦАП AD7568 , и 4 счетверённых ОУ MC33079 . Все эти детали , очевидно , не принимали участия в работе ядра ЦАПа , но зачем-то же они нужны , так ведь ? Я стал смотреть , а что поступает на входы коммутатора ADG507 ? И оказалось , что туда тоже приходят все 9 уровней с резисторов , но при работе ЦАПа коммутатор не переключается . Значит , он "оживает" только при автокалибровке , сразу после прогрева термостата ..... но у дефектного аппарата эта автокалибровка заканчивалась мгновенно , хотя судя по описанию , она должна была длиться несколько минут . Это опять-таки указывало на то , что дефект где-то в этой системе . Тут я стал смотреть , а что это за схема на 4 ОУ OPA177 ? Три из них , как мне показалось , были включены по схеме инструментального дифф.усилителя , и нужны были , очевидно , для вычисления разности каких-то двух напряжений , а потом , как показала "прозвонка" схемы - выход этого разностного усилителя поступал ещё на вход 4-го ОУ , на второй же вход которого через резистор шёл сигнал ... с этого самого нижнего резистора матрицы ! Уже теплее , ха-ха Я отсоедилил этот резистор , и вот , о чудо - ЦАП стал работать нормально ! То есть , все уровни на линейке резисторов выровнялись , и искажение синуса исчезло . Ага , значит ток , который "ломал" опорные уровни , шёл со входа этого 4-го ОУ , что есть явный "косяк" . Я подумал , что он пробит внутри , но оказалось , что и на втором его входе - тоже сильное минусовое напряжение .... и тут я вспомнил , что у этих прецизионных ОУ между входами включены защитные диоды , которые открываются при большом дифференциальном напряжении . В то же время , если ОУ перед ним "сошёл с ума" , и даёт на выходе большой минус ( а там было около -12 вольт ) , то этот минус через входы следующего ОУ как раз и пройдёт в нашу матрицу . Тогда я выпаял из платы 3-й ОУ , восстановив соединение с 4-м , и ядро ЦАПа опять стало работать нормально , но без автокомпенсации , понятное дело . Так как у меня не нашлось в запасах OPA177 , я решил временно заменить его на старый совковый аналог OP-07 , то есть К140УД17 , а он у меня как раз был .... и вот , после замены снятого ОУ на УД17 - схема наконец-то стала работать правильно . И тут я как раз и понял , как работает автокомпенсация . Оказалось , что выходы того сдвоенного коммутатора 8 на 1 , который стоит отдельно от прочих ключей - подключены прямо на два входа разностного усилителя , а входы этих ключей - прямо к резисторам матрицы , причём так , что при любом значении 3-битного кода один коммутатор включён на одну ступень выше второго . ТО есть , они как бы "опрашивают" напряжения на каждом резисторе матрицы , как будто бы два щупа тестера мы подключаем к каждому резику , двигаясь снизу вверх .... а после вычисления разности , то есть напряжения на каждом резике , мы из этой разности вычитаем напряжение на самом нижнем резисторе , при этом - в самом нижнем положении ключей - мы вычитаем напряжение на резисторе из него же самого , то есть делаем "калибровку схемы калибровки" А вот уже полученная разность - усиливается тем самым 4-м ОУ в несколько тысяч раз , и поступает на компаратор , где сравнивается с опорным уровнем , и результат сравнения поступает в процессор , в котором и работает алгоритм . И вот , при включении аппарата , сразу после прогрева , на выходах ADG507 поочерёдно появляются напряжения всех узлов матрицы , и что интересно - одни напряжения он сразу проскакивает , а на некоторых - останавливается , и в этот момент начинают изменяться данные на входе 8-канального ЦАПа AD7568 , а сигналы с него - как раз и поступают , после усиления на ОУ , на узлы матрицы . То есть , если на каком-то резисторе матрицы напряжение стало больше , чем на других , то алгоритм либо его нижний вывод "двинет" вниз , либо верхний - вверх ... но при этом - он должен ещё и подвинуть вверх и все остальные резисторы , чтобы на них ничего не изменилось . Вот так он и работает , несколько минут подряд , подруливая то один , то другой узел матрицы , пока алгоритм не "сойдётся" к идеальному состоянию , когда на всех 100-омных резисторах матрицы напряжения будут выставлены с точностью , определяемой той сравнивающей схемой на 4 ОУ OPA177 . И именно один из этих ОУ , когда он "свихнулся" , дал на своём выходе -12 вольт , которые прошли через входы следующего ОУ "насквозь" , и сместили нижний узел матрицы , так что вместо 1,25 вольт там стало что-то около 0,3 вольт , и именно это и послужило причиной такого странного искажения синуса на выходе . Получился , однако , какой-то "электронный детектив" в духе Шерлока Холмса , и как положено в детективе - преступник был найден и наказан заменён Впрочем , когда приходится ремонтировать такую технику без сервис-мануала , или хотя бы просто схемы - оно всегда как-то так и получается Тут на фотках можно видеть более крупно ту часть платы , на которой и происходили эти забавные события , а также сигналы на всех 4 сегментах ЦАПа после устранения дефекта . В принципе , всей этой информации вполне достаточно , чтобы нарисовать довольно подробную схему ядра ЦАПа и автокалибровки , и как я думаю , можно довольно просто повторить эту схему . Разумеется , алгоритм автокалибровки нужно будет писать заново , но это не большая проблема - принцип-то ясен . Ну а сделать схему на ПЛИС , которая формирует сигналы для ключей и деглитчера - это для опытного спеца не проблема . Я думаю , кстати , что схему можно было бы даже немного упростить , использовав для калибровки ключи основного ЦАПа .... но это , впрочем , дело вкуса - разработчик решил , что так будет лучше , да и ладно . Кроме того , можно ещё и усложнить алгоритм калибровки , и подстраивать ещё и коэффициенты суммирования сегментов , но тут , как видно , разработчик пошёл по пути "разумной достаточности" , и ограничился только подгонкой узловых напряжений . Видимо , стабильность этих "ультра-прецизионных" сопротивлений после термостатирования оказалась достаточной .

Так самое смешное было то , что в описании ничего полезного-то и не было - шифруются , черти ..... так что пришлось разбираться во всём методом дедукции Когда ЦАП попал ко мне , то дефект было слышно сразу - очень сильные искажения в обоих каналах . Когда я подал ему на вход цифровой синус 1 КГц с уровнем 0 дБ , то сразу стало видно , что в обоих каналах верх синуса как бы "провален" вниз , и что самое интересное - при снижении уровня этот "провал" сначала исчез ( осталась только некоторая несимметрия синуса ) , а потом появился снова .... потом , при дальнейшем синижении - опять исчез и опять появился , а потом исчез уже совсем . В принципе , из этого уже можно было сделать некие выводы относительно структуры ЦАПа . Когда я открыл аппарат , я увидел , что кто-то там уже копался - на плате был припаян большой конденсатор на шину +5 вольт - зачем , я так и не понял . На плате я обнаружил большой мощный резистор , который сильно нагревался ( стало понятно , что это и есть нагреватель термостата ) , и под ним - 3 каких-то корпуса , похожих на резисторные матрицы . Рядом с ними стоят 6 CMOS-коммутаторов ( аналоговых мультиплексоров ) , 2 из них ADG506 ( 16 входов на 1 выход ) и 4 ADG508 ( 8 входов на 1 выход ) , то есть по 3 коммутатора в каждом канале , и рядом с каждым коммутатором - по одному ОУ , я сразу понял , что это буферы . Сигнал с каждого коммутатора поступает как раз на рядом стоящий ОУ , включённый повторителем . Выход ADG506 идёт на ОУ OPA627 , выходы ADG508 - на ОУ OPA627 и AD744 . И рядом ещё стоят 2 ( по одному на канал ) 14-разрядных ЦАПа AD7538 с токовым выходом , и к ним 2 ОУ , преобразователи ток-напряжение , тоже AD744 . Когда я подключил осцилл на выходы коммутаторов , я увидел то , что показано на картинках ( снизу - выходной сигнал ЦАПа ) . Сразу стала понятна структура ЦАПа . Это 4-сегментный ЦАП , старшие 9 разрядов которого получаются коммутацией выводов линейки из 8 резисторов ( измерение показало , что они по 100 ом , стит эта матрица точно в центре термостата , под резистором ) . Причём , самые старшие 3 разряда ( точнее , 3+ разряда ) обрабатывает коммутатор ADG506 , причём по осциллограмме видно , что на него поступают все 9 уровней , даваемых линейкой из 8 резисторов . Следующие 3 разряда обрабатывает ADG508 , но на него поступают уже 8 уровней , и следующие 3 - тоже ADG508 . Итак , мы уже имеем 9 разрядов ... плюс ещё 14 , даваемые тем ЦАПом AD7538 . Судьбу самого младшего бита выяснить не удалось ... возможно он подаётся на выход через резистор , или просто не используется . Далее , выходы всех 4 сегментов складываются вместе на суммирующей точке ОУ , стоящего в схеме деглитчера . Причём , суммирование производится прецизионной резисторной матрицей в каждом канале , с соотношением резисторов 1:8:64:512 , и вот именно эти 2 матрицы стоят под резистором термостата справа и слева от основной матрицы . Больше в схеме ничего не термостатируется . Кроме того , коэффициенты суммирования , как я понял , подстраиваются точными подстроечными резисторам , стоящими там же рядом . Также стало понятно , почему у старшего коммутатора 9 входов , а не 8 - в этом ЦАПе применяется сдвиг нуля , то есть к входному цифровому коду цифровым сумматором добавляется код , равный половине шага старшего коммутатора . Деглитчер собран на счетверённых скоростных MOS ключах SD5000N , но это всё , что удалось выяснить , так как схема деглитчера закрыта сверху платой выходных усилителей , и до него без отпайки этой платы добраться невозможно .... Также после этих измерений стала ясна причина дефекта - заниженный уровень , даваемый нижним резистором матрицы , и который проявляется во всех трёх старших сегментах ЦАПа . Но про причину дефекта , а также про работу блока автокомпенсации я напишу чуть позже , сегодня вечером ... Продолжение следует .

Привет всем ! Так получилось , что ко мне попал на ремонт этот ЦАП , кстати , с довольно хитрым дефектом . И вот , в процессе ремонта мне удалось разобратся в принципе действия и схемотенике самого интересного узла - ядра ЦАПа и блока автокалибровки . Так что если кому интересно - я могу про это рассказать . Там действительно много вкусного Видно , что делали его люди с пониманием , скажем так .

А я вот , кстати , не согласен с этим , категорически ! Тут в чём фишка - при малых сигналах , действительно , играет роль только индуктивность первички , но при росте мощности ведь что происходит - на пиках сигнала происходит насыщение железа , происходит МОДУЛЯЦИЯ индуктивности , а это приводит к росту искажений не только на басах , но и на СЧ и ВЧ - падающий импеданс первичной обмотки как бы "закорачивает" анодную цепь лампы на пиках сигнала . И это уже совсем плохо . И искажения эти , в отличие от искажений лампы - ни в коем случае не "музыкальны" , скорее наоборот ........ А в случае меньшей индуктивности ( более высокой граничной частоте транса ) - у нас ведь и модуляция этой индуктивности тоже меньше . Такой усилитель лучше ведёт себя при перегрузке , он лучше "переваривает" спектрально сложную музыку типа органной , симфонической или хард-рока . А чтобы в таком усилке не загонять лампу в режим низкой анодной нагрузки на НЧ ( из-за малой индуктивности первички ) даже на слабых сигналах - лучше просто обрезать инфранизкие частоты ещё перед выходным каскадом , например уменьшая межкаскадный конденсатор . В этом случае мы будем иметь на басах преимущественно ЛИНЕЙНЫЕ искажения , в отличие от грязной интермодуляции ..... Короче , как по мне - так лучше , чтобы индуктивность не "скакала" сильно от уровня сигнала . И когда я делаю свои трансы - я стараюсь получить именно это , даже если я немного и жертвую полосой на малом сигнале ......

Но бывает и ещё интереснее ...... вроде и концерт живой , вроде и музыканта ВИДНО , а вот придёшь потом домой , поставишь запись той же вещи ( CD , кстати , типа мёртвая музыка ) , и с удивлением обнаруживаешь , что в записи-то играет ЛУЧШЕ . И не просто звук лучше , хотя и это тоже , а и сама МУЗЫКА . Выходит , что даже на моей домашней системе , далёкой от совершенства , можно услышать ( иногда ) больше музыки , чем на живом концерте , несмотря на всю "эзотерику" итд . На диске одни нолики и единички , а вот поди ж ты .... ощущение такое , что я рядом с роялем стою . Я , конечно , допускаю , что если бы я был в студии , когда ту запись делали ( впрочем , до моего рождения ) , то меня может быть и ещё бы сильнее торкнуло .... но уж что было , то было .