'Eclipse' USB DAC (PCM2702+OPA2132)

Продолжение части 1 и части 2 истории получения высококачественного звука из стационарного компьютера, ноутбука или смартфона как источника. 
Это устройство можно купить
https://sites.google.com/a/lvsystem.ru/lab/kits/eclipse-usb-dac/dac-view.jpg

О конструкции

Так как DAC PCM2702 получился у Texas Instruments исключительно удачным, при правильном применении неизменно показывает высокие результаты, то решено его сделать промышленной мелкой серией.
     
9 отличий этого DAC от других:
  1. В звуковом тракте отсутствуют межкаскадные конденсаторы, что значительно улучшает общий результат как по восприятию в целом, так и в воспроизведении мельчайших деталей и полутонов; отсутствуют также выходные конденсаторы, ограничивающие полосу пропускания снизу;
  2. Возможна самостоятельная замена ОУ; разные модели ОУ звучат по-разному, можно экспериментировать. Кроватка под ОУ высокого качества с позолоченными контактами;
  3. При установке ОУ с высоким выходным током (например, AD8397) становится возможным подключение стереотелефонов напрямую к DAC; а мощности источника питания хватит;
  4. Уделено большое внимание стабильности DAC при воздействии импульсных помех; 
  5. Каждый узел питает собственный стабилизатор, чем обеспечивается высокая чистота питания и чистое звучание в итоге;
  6. Питание DAC от собственного сетевого трансформатора; шумная линия USB не используется, что благоприятно сказывается на качестве звучания;
  7. Применяются только современные высококачественные компоненты мировых брендов лидеров качества: Panasonic, Nichicon, Philips, Siemens, MuRata, Fairshid, ST.
  8. В ключевых узлах применяются компоненты Audio-Grade серий. Особенно важно, в цепях пост-фильтра DAC применены эксклюзивные винтажные стиреновые конденсаторы серии Philips KS, а в цепях питания выходного ОУ - Audio-Grade серия Nichicon FineGold.
  9. Ноль на выходе выставляется многооборотным подстроечным резистором с точностью не хуже ±5 мВ, что крайне важно для долговечности регулятора громкости УНЧ и минимизирует отсутствие шуршаний.


Внешний вид изделия

Текущий образец. Третья версия.

Фотографии в полном разрешении открываются по клику 

Комплектация конкретного изделия может немного отличаться от прототипа без ухудшения характеристик и качества.

Способность формировать неискаженный сигнал на 0 dB

https://sites.google.com/a/lvsystem.ru/lab/kits/eclipse-usb-dac/out-1khz-0db.jpg?attredirects=0
Эффективное выходное напряжение 1.14V (размах 3.28 V) на частоте 1 кГц 
Использовался тестовый трек #51 из АудиоМагазин TOOL DISK 2
Искажения отсутствуют.

Способность формировать неискаженный сигнал верхней границе диапазона

https://sites.google.com/a/lvsystem.ru/lab/kits/eclipse-usb-dac/out-21500hz.jpg?attredirects=0
Эффективное выходное напряжение 94mV (-3dB, размах 274mV) на частоте 21.5 кГц 
Использовался тестовый трек #43 из АудиоМагазин TOOL DISK 2
Искажения формы отсутствуют.

О производстве

Каждый экземпляр изготавливается на профессиональном оборудовании, ответственные компоненты проходят подбор по параметрам; каждое устройство полностью настраивается и проверяется. После сборки плата отмывается от флюса в моечной машине, этим гарантируется в дальнейшем долговечность, стабильность параметров и заметное снижение коррозии.
Готовое изделие проходит суточный прогон. Если всё в порядке - устройство считается готовым. 

О комплектующих

DAC комплектуется  специально разработанным сетевым трансформатором очень высокого качества (по желанию), который позволяет без оглядок на компромиссы реализовать весь его потенциал. 
Трансформатор разрабатывался специально под этот DAC и изготавливается на автоматической линии в производственных условиях мелкой заказной серией. 
Трансформатор имеет резервную обмотку ~7V AC для других нужд; например, питания реле-коммутатора входов или накала ламп предварительного усилителя.
Если дополнительная обмотка ~7V не используется, то обе обмотки ~7V следует спараллелить на клеммах DAC.

Принципиальная схема


Перечень элементов


Схема подключения

https://sites.google.com/a/lvsystem.ru/lab/kits/eclipse-usb-dac/eclipse-assy.png

Спецификация

Параметры USB интерфейса
  • Поддержка режима передачи данных USB 2.0 Full-Speed (12Mbps)
  • Полная совместимость со спецификацией USB 1.0
  • Обработка 16-bit стерео и моно аудиопотоков с частотой дискретизации 32kHz, 44.1kHz, 48kHz
Электрические параметры
  • Диапазон частот: 0 ... 21500 Гц
  • Неравномерность в диапазоне 20 ... 15000 Гц: не более 0,1 дБ
  • Завал на частоте 21500 Гц относительно 1000 Гц: 0,78 дБ
  • Максимальный выходной уровень без искажений: 0 dB;
  • Выходное напряжение: 1.2V (3.8V от пика до пика)
  • Динамический диапазон: 100dB
  • Отношение сигнал/шум: 105dB
  • Коэффициент гармонических искажений: 0.002%
  • Искажения синусоидального сигнала вблизи верхней частоты: отсутствуют
  • Уровень паразитных сигналов выше частоты 50 кГц: –82dB
Питание
  • Напряжение питания: 2 x ~17V AC, 1 x ~7V AC
  • Ток потребления по каждому источнику: 40...100 mA (150 mA max) AC
  • Суммарная потребляемая мощность: примерно 12W в базовой конфигурации
Физические параметры
  • Габариты печатной платы: 85x85x30mm
  • Высота монтажа на печатной плате: 25mm
  • Габариты устройства в корпусе: 90x90x35mm (для изделий в корпусе)
Готовое модульное законченное решение высококачественного USB DAC, раскрывающего полностью потенциал pcm2702e. С любезного разрешения автора  http://eclipsevl.livejournal.com/3297.html выпущено и реализуется ограниченной серией.

Особое внимание уделено качеству питания DAC, как основному фактору, определяющему общее качество работы изделия; так как "выходной сигнал - это есть не что иное, как промодулированное напряжение питания". Поэтому реализовано питание DAC pcm2702 пятью независимыми высококачественными стабилизаторами: два питают постфильтр на ОУ, один  - цифровую часть DAC, один - аналоговую часть DAC и ещё один стабилизатор формирует прецизионное опорное напряжения смещения для ОУ постфильтра. Для формирования напряжений используется три независимые обмотки силового трансформатора.

На печатной плате, кроме входа USB, собственно DAC и постфильтров, размещен источник питания и все стабилизаторы (кроме самого трансформатора, он может быть отдельным или общим во встраиваемой конструкции). Питание 2х ~17V (150mA) и ~7V (150mA). Аудиовыход реализован клеммной колодкой с 4-мя разъемами к которому можно многократно подключать RCA-гнезда или непосредственно кабель к необходимому устройству. В комплекте поставляется шлейф со светодиодами индикации состояния "POWER", "NO CONNECTED", "DATA" длиной 40 см., который можно вывести на переднюю панель устройства.

Дополнительно возможно встроить плату DAC в готовое устройство типа FM-тюнера, сабвуфера мультимедийной акустики, полного усилителя.

Программная поддержка

Специальных драйверов для работы устройства не требуется, устройства само определяется в системе как "Звуковое устройство USB" под операционными системами Windows XP, Windows Vista, Windows 7 x32 / x64, а также ОС семейства Linux: проверены сборки Mint, Ubuntu, ASPLinux и пр., а также stanlalone-решения типа KODI или OpenELEC на базе Linux. Возможно, потребуется лишь соединение с Интернет для того, чтобы операционная система подгрузила необходимые модули для работы устройства. 
Также рекомендуется использовать универсальный драйвер ASIO for WDM Audio ; программные плееры JRiver,  AplayerAIMP или foobar2000 как самые качественные из доступных в среде Windows из-за особенностей вывода звука в этой операционной системе. 
Под Mac OS устройство тестировалось и показало прекрасные результаты

Комплектация и цены

Комплектация
  1. Собранная и отлаженная плата Eclipse USB DAC - 1 шт.
  2. ОУ OPA2132P (установлен) производства "Texas Instruments", USA - 1 шт.
  3. Шлейф со светодиодами индикации, 6-ти проводноый - 1 шт.
  4. Кабель для подключения выходных разъемов, 4-х проводный - 1 шт.
  5. Кабель USB высокого качества длиной 1,8 м - 1 шт.
  6. Трансформатор питания в сборе (для KIT №2) - 1 шт.
  7. Инструкция по сборке и настройке - 1 шт.
Фотографии в полном разрешении открываются по клику
Это устройство можно купить здесь.

Силовой трансформатор
По специальному заказу на производстве под этот DAC рассчитаны и изготовлены высококачественные трансформаторы питания мощностью 24 Вт с пониженной индукцией в магнитопроводе. При расчете трансформатора для избежания неприятнейшего в аудиотехнике эффекта - попадания сердечника трансформатора в режим насыщения и образования при этом спектра жестких ВЧ-помех, от которых потом крайне трудно избавиться, использовался параметр индукции 1.1 Тл против 1.6 Тл и более для обычных трансформаторов для массовых применений. Также в этом трансформаторе применяется сердечник из железа более высокого качества. 

Основные особенности трансформатора:
  • повышенное расчетное (до 242 Вольт) допустимое рабочее напряжение и хороший запас по насыщению магнитопровода;
  • наличие дополнительной экранной обмотки, эффективно снижающей взаимовлияние техники путем отсечения ВЧ помех из сети на устройство;
  • изготовление с вакуумной пропиткой лаком МЛ-92 по всему объему
  • к 3-м необходимым для питания USB DAC дополнительная 4-я изолированная обмотка на 7В для питания других узлов (контроллера, блока реле, ЖК-дисплея, накалов ламп или других устройств);
  • комплектация двумя чашками и двумя резиновыми прокладками для крепления.
Минусом, в каком-то смысле платой за улучшение параметров, является увеличение габаритных размеров и веса примерно в полтора раза относительно стандартного тора той же мощности.
https://sites.google.com/a/lvsystem.ru/lab/praktika/audio/eclipse-usb-dac/dac-transformer-40w.jpg

Фото трансформатора в сборе.


Параметры трансформатора:


Параметр Значение
 Напряжение на первичной обмотке (номинальное)
 220 V
 Напряжение на первичной обмотке (максимальное рабочее при отсутствии насыщения магнитопровода), не менее
 242 V
 Ток холостого хода в первичной обмотке при отсутствии нагрузки  < 1 мА
 Напряжение на вторичной обмотке I и II (холостого хода)
 8.2 V
 Напряжение на вторичной обмотке I и II (под номинальной нагрузкой)
 7 V
 Напряжение на вторичной обмотке III и IV (холостого хода)
 19.5 V
 Напряжение на вторичной обмотке III и IV (под номинальной нагрузкой)
 17 V
 Номинальный ток нагрузки по обмоткам I, II, III, IV
 350 мА
 Расчетная индукция в сердечнике
 1,2 Тл
 Расчетное количество витков на Вольт
 174
 Вакуумная объемная пропитка лаком МЛ-92
 есть
 Экранная обмотка (один слой поверх первичной)
 есть
 Комплект крепежа (2 алюминиевые шайбы, 2 резиновые прокладки, болт М4х40, гайка М4)
 есть
 Тип выводов
 мягкие
 Длина выводов, не менее
 200 мм
 Габаритные размеры, DxH, мм
 75x35
 Вес, Грамм
 530


Как купить?

Способы оплаты, виды доставки и контакты см. в разделе lab sales / Прайс-лист
counter customizable
Comments