Уникальная печатная плата для DAC 3,0 abbasaudio — Часть 4

О том, как печатная плата влияет на звук

Гетинакс или текстолит? 

 

По звучанию – гетинакс лучше текстолита (проверялось много раз), но он из-за рыхлости внутренней структуры не позволяет делать качественную металлизацию проходных отверстий. В audio DAC -е применены несколько довольно «шумящих» цифровых микросхем с широким спектром паразитных излучений, поэтому пришлось применить небольшие по площади сплошные полигоны, связанные с «дорожечной» частью платы металлизированными отверстиями.

Для надежности был выбран не гетинакс, а качественный плотный текстолит толщиной 2,5 мм. Такая толщина необходима для того, чтобы печатная плата не «гуляла» при вытаскивании из ламповых панелей ламп 11-ой серии. Лампы при установке требуют приложения довольно большого механического усилия, и текстолит меньшей толщины начал бы деформироваться с непонятными последствиями. Применение текстолитовой печатной платы, пожалуй — единственный компромисс, допущенный в конструкции audio DAC -а в угоду технологичности и надежности. При конструировании цифрового устройства на производстве инженерам в угоду удобства монтажа, надежности и повторяемости конструкции приходится идти на огромное количество компромиссов. Здесь же он всего один, и на звучание влияющий весьма опосредованно.

Гораздо большее влияние на звучание цифрового устройства оказывает не материал печатной платы, а чистота и толщина медной фольги, из которой будут изготовлены проводящие дорожки. А вот тут уже никаких компромиссов у audio DAC -а нет. Все сделано максимально правильно, по принципам инженерии и эзотерики.

Однослойная или многослойная?

Какая печатная плата для звука лучше, односторонняя, двухсторонняя или многослойная? Я думаю, что раньше таким вопросом никто не задавался, никогда. А вот эксперименты показали, что многослойная звучит хуже всего. Причина, я полагаю, связана с тем, что в многослойной печатной плате металл дорожек очень тонкий и он зажат с обеих сторон текстолитом, плюс — с двух сторон залит компаундом. Многослойная печатная плата портит звук из-за того, что медная фольга соприкасается с текстолитом двумя сторонами и зажата всей толщей материала.

Вспомните, что в звукотехнике лучший звук дают проводники с минимальной массой изоляции, свободно расположенные в пространстве. Из этого факта следует что, печатная плата уступает навесному монтажу, и чем сложнее плата, тем заметнее деградация звука. Многослойные платы к тому же сложны в производстве и менее надежны из-за необходимости применения переходных металлизированных отверстий.

Производители серийной цифровой техники повсеместно ставят  плис-ки, и множество лишних чипов, уродующих звук в угоду  дополнительным функциями сервисным возможностям, звук же изначально и так — невысокого качества. Качественно звучащий audio DAC должен быть настолько прост схемотехнически, насколько это вообще – возможно. Преобразование форматов должно осуществляться простейшей логикой, с обязательным  подбором  микросхем по звучанию. При применении конкретных микросхем логики нужно учитывать их год изготовления, фирму и внутреннюю структуру, но окончательный диагноз ставится «на слух». Следует, по возможности, избегать легких для реализации, но губительных для звука применений комбинированных процессоров последних поколений, где на одном кристалле собрано все что можно вообразить -декодер, цифровой фильтр, цап. Audio DAC это не персональный компьютер, где чем современнее процессор, тем компьютер быстрее и совершеннее. В audio DAC -е все ровно — наоборот.

Двухсторонняя печатная плата звучит заметно лучше многослойной, а еще лучше, звучит плата — односторонняя. Дорожки желательно располагать по максимуму с ее нижней стороны, избегая применения больших по площади земляных полигонов (сплошного слоя фольги в свободных от дорожек местах). Дорожки должны быть освобождены от маски, потому что маска делает звук безжизненным и плоским, она убивает тембры и выхолащивает выразительность, изменчивость СЧ регистра.

Больше всего претензий слухачей в сторону ужасного звучания цифры должно быть  адресовано именно разработчикам и производителям печатных плат, которые в угоду техническому прогрессу продолжают переносить технические приемы производства современных смартфонов и ноутбуков в звукотехнику. Печатные платы серийных audio DAC -ов вдобавок покрываются антимузыкальными компаундами и нитролаками.

Учитывая все вышесказанное, для audio DAC -а была разработана односторонняя печатная плата без маски, 95 % соединений на которой выполнено с одной стороны, за исключением нескольких участков, где нельзя было избежать пересечения дорожек. Окончательный вид печатная плата приобрела в энной модификации, когда был найдена золотая середина между краткостью и необходимой степенью сложности.

Сплошной полигон — полезен ли?

Подозрения о том, что экранирование и большие по площади участки фольги звук в цифровой технике и в частности в audio DAC -ах, не улучшают (так же как в аналоговой), а портят — впервые закрались ко мне, когда я делал апгрейды и разбирался с модификациями винтажных CD проигрывателей Philips 300 и 303. В первых своих выпусках они ставили декодер Sony собранный на отдельной печатной плате, «лысой» с двух сторон. Более поздние выпуски имеют такой же модуль декодера с тем же чипом, но уже экранированный с двух сторон медной фольгой. При перестановке модулей (они легко снимаются с разъемов «гребешков») разница в звучании слышна прекрасно, естественно, в сторону первой версии, без экранирующих «улучшений».

Отсюда вопрос и сразу же – вывод, идущий в разрез с устоявшемся в среде радиолюбителей мифом, что на печатных платах, применяемых в звукотехнике и особенно в audio DAC -ах нужно делать как можно больше сплошных земляных полигонов. Стоит ли делать большие по площади земляные полигоны, или, вообще — оставлять один слой фольги нетронутым, раззенковав отверстия под детали, чтобы не было короткого замыкания?

Ответ — ни в коем случае! Земляной полигон – верный и безвозвратный убийца звука!

• Широкие дорожки и большие земляные площадки, не несущие нагрузку по передаче больших токов, расположенные с двух сторон печатной платы душат динамику;
• Подвижность и выразительность человеческого голоса подвергается деструктивным изменениям в сторону механичности и статичности;
• Объем звука и его глубина — схлопываются и звуковая картинка становится плоской.

Эффекты это довольно тонкие и заметны не на любой системе, но в качественном, прозрачном тракте слышно, что — именно из таких мелочей складывается общая звуковая картина.

Что дают переходные отверстия?

Разбираясь с полигонами, я столкнулся с мнением профессиональных разработчиков, что мол порча звука может иметь место, если между полигонами не делать переходные отверстия, а вот если полигоны соединены во многих точках, негативные последствия – исчезнут. Я не пожалел времени и средств, и, изготовил плату с множеством переходных отверстий. После чего окончательно убедился, что земляные полигоны звук как портили, так и портят, и даже сто переходных отверстий от этого не спасают. Конечно влияние на звук audio DAC -а земляного полигона не является определяющим, это один из пазлов в мозаике. Если в audio DAC -е все сделано качественно, то он хорошо сыграет и с полигонами. Но без них, безусловно — еще лучше.

Наиболее радикальное решение, сборка audio DAC -а с применением навесного монтажа вместо печатной платы. Сделать такой экземпляр можно, но он будет единичным, потребует больших затрат времени, да и проблемы с помехами могут перечеркнуть все плюсы навесного монтажа.

Медь 99,9 % с золотым покрытием

Материал печатной платы очень важен, но не менее важно качество фольги, которой этот материал покрывают. Выпустить крупной серией audio DAC с текстолитом печатной платы, покрытым какой-нибудь аудиофильской бескислородной медью 99.99 % мало реально. Но для дорогого изделия малого тиража можно по крайней мере можно проконтролировать ее химический состав. Ведь не секрет, что дешевое производства в Китае часто берет медь из переплавленного вторичного сырья с высоким процентом примесей. Это для высококлассного audio DAC -а совершенно не подходит.

Есть два способа проконтролировать качество меди: сделать спектральный анализ, или — просто послушать длинные дорожки, включив их в разрыв сигнальной цепи в тестовом усилителе. Второй способ намного проще и информативнее, так я обычно отбираю монтажные провода, которые используются в усилителях ручной сборки.

После переговоров с технологом и проверки образцов, я убедился, что медь нашел вполне приличную, с чистотой порядка — 99,9 %. Такая чистота конечно не является гарантией хорошего звучания audio DAC -а, но можно быть уверенным, что в медь не попали неблагозвучные примеси, например — индий, который добавляют в без-свинцовые припои. Он содержится в большинстве фирменных припоев и практически во всех современных транзисторах, а звучит он, откровенно — плохо.

Для заказа и изготовления небольшого тиража печатных плат audio DAC -а мне пришлось потратить массу времени на переговоры, т.к. многие производители просто не могли понять суть моих требований. В результате я получил то, что хотел: Печатные платы из текстолита толщиной 2,5 мм, покрытые отобранной по звуку 100 микронной фольгой из меди с чистотой 99,9 % и слоем золота. Толщина 2,5 мм позволила без проблем ставить на плату панельки под винтажные лампы – черепашки, она получилась механически прочной и не прогибается при замене ламп.

После распайки, подбора отдельных номиналов и окончательной настройки, печатные платы audio DAC -а покрываются не эпоксидным компаундом, как это принято в крупносерийном производстве, а специальным скрипичным лаком из натуральных компонентов.

Скрипичный лак

Хочу рассказать о важности покрытия или не покрытия дорожек, которое большинство любителей аудио недооценивает, или просто об этой проблеме не задумывается.

После ухищрений с подбором материала основы печатной платы и чистой фольги увеличенной толщины для дорожек, нужно в обязательном порядке озаботиться покрытием для защиты от окисления или других воздействий. Золото хорошо, оно придает звуку благородный окрас и «презенс», но этого недостаточно. Голая плата звучит сыровато, незавершенно, с обычными для серийной техники неблагозвучными призвуками и шероховатостями.

Я покрываю дорожки печатной платы особым лаком, подобным скрипичному, только более легким и нежным. У меня стоит задача получить от покрытия определенную степень рандомизации звука (смотрите статьи АМЛ-а «формула звука»), а стойкость к истиранию, критичная в музыкальных инструментах — типа скрипки и виолончели, мне не особенно важна. О поисках хорошо звучащего лака я написал больше года назад несколько статей.

В основе оригинального лака для покрытия печатных плат лежат только натуральные компоненты. Это не применяемые до сих пор в звукотехнике смолы:

• Сандарк;
• Копал;
• Драконова кровь;
• Хиосская мастика;
• Элеми;
• Мирр;
• Раствор смолы прополиса.

Эти вещества обладают некоторыми эзотерическими свойствами и их применяют в многочисленных ритуалах, а так же — в нетрадиционной медицине. Отдельные смолы, которые я применяю — представляют из себя окаменелости сока экзотических растений, им сотни и тысячи лет.

Звучание печатной платы, покрытой натуральным скрипичным лаком, кардинально отличается от звучания «голой» платы. Исчезают раздражающе ухо шероховатости, звук становится гладким и «красивым», а тембры яркими и красочными. Вовлеченность в музыкальное действо возрастает многократно. Здесь мы имеем дело с эффектами, далеко выходящими за рамки физического воздействия покрытия, так как с точки зрения физики, свойства печатной платы меняются в ничтожной степени, и никак не могут повлиять на цифровой сигнал.

В качестве растворителя я применяю эфирные масла, бывшие в ходу у скрипичных мастеров прошлых веков, это лавандовое и можжевеловое масло, а также – 96 градусный этиловый спирт.

Те, кто заказывал у меня печатные платы без маски, наверняка почувствовали дурманящий и приятный запах, источаемый ими при пайке. Это тот самый лак, который не вредит здоровью, а оказывает мощное благотворное влияние на организм, по типу паров арома ламп  и азиатских целебных палочек.

Выводы

Если резюмировать все вышесказанное, то печатные платы высококачественных цифровых аудио устройств должны отвечать следующим критериям:

• Печатная плата должна быть преимущественно однослойной, процентов на 90 – 95. Небольшие двухслойные варианты и ограниченные по площади земляные полигоны допустимы в узлах, излучающих большие цифровые помехи, типа компараторов или других микросхем логики. Здесь приходится соблюдать баланс между физикой и так называемой «эзотерикой», где цифровое устройство должно стабильно и без ошибок выполнять свою основную функцию. Оно не должно генерировать мощные импульсные помехи по цепям питания, искажать форму сигналов, и т.д;
• Печатная плата audio DAC -а должна иметь минимум земляных полигонов, а сплошной слой фольги со стороны деталей ей вообще – противопоказан.
• Дорожки должны быть из чистой меди увеличенной толщины и ширины, это придает звуку основательность. Желательно чтобы медь была покрыта химически чистым золотом, это облагораживает звучание и придает ему толику кристальной чистоты и «графичности» Хай-Энда.
• После пайки, подбора отдельных элементов и финальной настройки audio DAC -а необходимо покрытие дорожек натуральным скрипичным лаком. Он облагораживает и «полирует» звучание, убирает шершавости и излишнюю сухость «цифры». При застывании натуральный лак «программирует» звук, взаимодействуя с оператором на тонком плане, и как бы — впитывая вибрации человека. 

Соблюдая технические условия изготовления печатной платы мы должны в первую очередь, сохранить яркость и живость звука. Ориентироваться на абстрактные цифры уровня искажений, шумов или разрядности, которые интересуют в основном разработчиков и маркетологов, продвигающие товары «магией цифр» со многими нулями после запятой я не рекомендую. Меломану на самом деле – все равно что там намерили инженеры в лабораториях. Ему намного важнее, чтобы звук audio DAC -а его цеплял и волновал так же, как звук виниловой пластинки и лампового предусилителя корректора.

P.S. Цифро аналоговый преобразователь Abbas Audio DAC 3.0 по музыкальности переигрывает ЦАП-ы мирового уровня, стоящие в десятки раз дороже. С описанный ДАК -ом качество звучания CD диска приближается к виниловой пластинке.