Бюджетный DAC 0,1 на TDA1543 — Часть 1

История создания

Уважаемые любители хорошего звука, меломаны-аудиофилы, почитатели крутого Hi-End и винтажа! Для всех, а не только для нас наступило тяжелое время, когда совсем немногие могут позволить себе выделить приличную сумму на достойный звук. Электроника для аудио — это не предмет первой необходимости, в отличие от музыки, которую даже в блокадном Ленинграде не переставали слушать. Но всегда найдется выход из любого тупика. Г. Форд в годы великой депрессии смог наладить производство недорогих и качественных автомобилей. Сегодняшний день ставит актуальные задачи – производить недорогие и качественные девайсы, сохраняя верность идеалам качественного звука.

История моей бюджетной разработки не нова и очень похожа на известную притчу про однотактный усилитель с магическим названием. Один хороший человек, послушав топ модель DAC –а на TDA1541 с лампами AL4 на выходе, иронично заметил:

«С такими лампами и трансформаторами заиграет любой DAC. Наворотить дорогостоящее устройство, содержащее полтора десятка ламп и ведро раритетов с аукциона — достижение не особое». Гораздо сложнее сотворить девайс с приличным звуком, но, чтобы он укладывался в стоимость, например — пары ламп 2А3.»

Чем меня зацепил и подвинул на создание бюджетного и при этом «как положено» звучащего DAC –а. Я ответил, что сей девайс сделать могу т.к. в запасе уже имел готовый недорогой DAC на PCM56, который по сравнению с элитными вариантами на TDA1541 и РСМ63 играл практически «на равных», при условии соответствующей обвязки.

«И сколько теперь денег нужно потратить на выходной каскад?»

Резонно продолжил мой знакомый…

И вот тут я задумался, поскольку своим вопросом он меня озадачил. DAC на микросхеме PCM56 без трансформаторов (на выход DAC -а) и лампового буферного каскада – есть сто процентный полуфабрикат, который для нормальной эксплуатации требует как минимум еще столько же, сколько он стоит.  А если его поставить в мало-мальски приличный корпус, то бюджетным этот DAC уже никак не будет… За эту сумму вполне можно купить более или менее играющую брендовую игрушку, без длительного ожидания заказа и последующего колдовства с паяльником над DAC -ом. В массе своей, даже продвинутые в звуковом плане люди, напрягаться — не любят.

Выбор микросхемы DAC -а

Убедил. Решил, что буду делать «Народный DAC», как когда-то назвал свой девайс Евгений Комиссаров (только у него был народный корректор). Любителей музыки порадуем однозначно, а вот заработаем или нет, это еще вопрос.

Теоретически, все — прекрасно, но не мешает сперва посчитать себестоимость такого DAC -а, чтобы потом не «чесать репу».

Вопрос первый – какую применить микросхему DAC? Чип должен иметь два канала, однополярное питание и живой, натуральный звук… Я считаю, и справедливо, что однополярное питание DAC –а это для звука недостаток, а не преимущество, но с ним намного проще и дешевле получается блок питания.

На самом деле на роль чипа для DAC –а кандидатов совсем мало. Кроме АД1866 и TDA1543, с которой я во времена бурной радиолюбительской юности поводил многочисленные эксперименты, ничего достойного нет.  Я прекрасно понимаю, почему производители CD проигрывателей так ее любят. Стоит 1543 сущие копейки, обвязки мало, играет неплохо, динамично, выразительно, в итоге, при минимальных затратах какой-никакой звук – есть. С благородной TDA1541 эта микросхема тягаться не может, да от нее этого никто и не требует, каждый чип хорош на своем месте.

На этом чипе DAC – и выпущено множество аппаратов, самодельных и фирменных, и у каждого из них свои нюансы, хитрости и «фишки». Все схемотехнические приемы просты и давно известны… Что я смогу предложить нового? Предельно короткий тракт, который так любят большинство производителей, не признаю. По практике, максимально короткое не есть – хорошо звучащее, это неопровержимый факт.

Над размерами будущего DAC –а нужно серьезно поработать. Миниатюры мне не даются, поэтому придется ужимать, сокращать и миниатюризировать, насколько возможно. Из интересных решений на рынке нужно отметить несколько моделей на TDA1543 с аккумуляторным питанием, продаются они бойко. Уже проходил, и даже написал про аккумуляторное питание.

Максимально короткий тракт – делать не буду, это любимая тема начинающих. Опытные пользователи в курсе, что более короткие соединения работают не всегда лучше длинных. В цифровой технике обход пути сигнала не редко приводит к убогому по звуку результату.

Из практики — лучший результат от усложнения конструкции DAC –а по звуку дает ламповый клок, или DEM-клок. Два «лишних» и довольно габаритных модуля дают ту самую фантастическую «Ясность», за которую идет вековая битва производителей хай-фая и Hi-End.

Короткий путь конечно это правило, но оно имеет массу исключений. Начинаем старательскую работу по добыванию из TDA1543 крупинок «музыкального золота» из тонн «пустой породы».

Преобразователь ток напряжение — Резистор

Одно из самых ответственных мест будущего DAC –а преобразователь ток/напряжение. Идем по пути минимализма, который оправдан в более дорогих и сложных DAC – ах на микросхемах Burr-Brown PCM58 и др. и впаиваю свой лучший константановый резистор 20-х годов Philips.

Слушаю… В голове сразу всплывает прозвище «какашка», которое я дал микросхеме много лет назад. На тестовом диске тон 1 кГц при уровне – 60 дБ загрязнен призвуками… все что ниже – хрипит, свистит, кряхтит и булькает. Может чип попался бракованный? Другой выдает то же самое, и третий винтажный – то же.

Пробую музыку, Клавесин, Спаньи играет минорную сонату Филипа Эмануила (фа-диез). Ужасно грязно, чрезмерно экспрессивно и энергично, но – живо. Полутона и нюансы пропали совсем… Клавесин упрощен, как будто Ландовская играет на патефоне с чугунной мембраной родом из РСФСР… Звук TDA1543 как из радиоточки. «Репродуктор» TDA1543 вещает в стиле «морды Геббельса» на предвоенных митингах, с грубым, наглым напором и благоуханием кирзовых сапог.

Я возможно перегибаю палку, описывая это безобразие, но не слишком. Для DAC –а уровня low cost звучит он довольно прилично. Но совесть категорически не позволяет выпускать DAC с таким звуком под брендом Abbas Audio. Звук даже бюджетного аппарата должен выдавать ясное и прозрачное звучание.

Совершенно ясно, что мой лучший константановый резистор Philips здесь оказался совершенно не к месту. Звук с ним, как любил говорить Анатолий Маркович, «напрочь лишен интеллигентности». Наверно это основная причина, из-за которой АМЛ упорно браковал подобные конструкции, которые к нему на испытания приносили ученики и последователи.

Интиллигентный звук

Как и Анатолий Маркович, я люблю более «интеллигентный» звук. Кавалерийским наскоком размашистой динамики звучания меня удивить невозможно. Мне нужна музыкальная пластика, кошачья гибкость, нежность интонаций, без которых извлечение звука из любого инструмента теряет смысл. Воспроизводить рев гитар умеет каждый хай-Эндщик, и вполне успешно это делает. А Вы попробуйте на своей Hi-End железяке сыграть так, чтобы затронуть самые потаенные струны, чтобы душа могла «развернуться и свернуться». Мир переполнен агрессией, непрерывным шумом и ревом. Люди забыли, что музыка — это не только бушующие страсти, сила и напор, что она должна и может пробуждать «чувства добрые».

При демонстрации работы девайсов все сразу замечают бьющий в грудную клетку бас, упругий и мощный, но никто не слышит, что 95% техники для аудио не способно играть нежно.

Оставим лирику и попробуем уменьшить номинал резистора до предела или поставить трансформатор… не работает! Сволочь…

Преобразователь ток напряжение на КТ602

Смотрим паспортные данные на TDA1543. Ну …она и не заработает… На выходе чипа должно присутствовать напряжение равное примерно V-ref, т.е. около двух вольт… Выкручивайся как хочешь!  Емкость не вариант, ее придется еще и на выходе буферного усилителя ставить, два конденсатора друг за другом — перебор.

Операционные усилители, даже сверх быстродействующие, не приемлю, как класс.

Остается полноценный преобразователь ток напряжение. Придется обращаться к транзисторам, опять… В прошлом году довольно долго возился с преобразователем на германии, таки не довел до серийного изделия, хотя играл он очень хорошо. Была проблема в нестабильности работы и довольно высоких шумах. Оставил идею до лучших времен.

Помог мне случай, обмен опытом – необходимая вещь. Общение с Сергеем Рубцовым из Новосибирска подвигло меня на эксперименты с очень интересным кремниевым транзистором родом из СССР. Есть такой уникальный транзистор кт602. Не знаю по какой причине, но он исключительно музыкален.

Может из-за того, что кристалл у него располагается чуть ли не на цельной золотой подложке. Интересно заиграл, ни на что не похоже, даже на винтажные транзисторы — аналоги Siemens и Telefunken. У кт602 ощущался некоторый недостаток телесности, который можно было исправить известными мне методами, но вот прозрачность и чистота всего диапазона впечатляют. Проверив каскад с ОБ на кт602 «в живую» на выходе TDA1543, я понял, что нашел именно то, что искал. Без особых затрат DAC заиграл, и еще как – заиграл!

С каскадом на кт602, по новому запели и другие проекты: PCM56, PCM58, TDA1541, все DAC –и «сработались «с новым преобразователем, пусть не так, как с трансформаторами, но по сумме достоинств – паритет. Одобрено к использованию, и не только в бюджетном DAC-е.

Из плюсов каскада с ОБ: короткий тракт (прямая связь лампа — транзистор), широкий частотный диапазон, высокая скорость и отсутствие ООС, минимум деталей. Важный для бюджетного девайса — факт, транзистор в десятки раз дешевле трансформатора и сопоставим по цене с качественным резистором. Но TDA1543 с транзистором играет превосходно, сохраняя чистоту тихих звуков, а резистором – коряво и грязно.

Проект обрел очертания и однозначно будет жить!

P.S. Во второй части подробно рассмотрен чиcтовой вариант DAC -а 0,1 и серийные образцы в разной комплектации.