Ich bin nicht so in der Analogtechnik zuhause, daher brauche ich mal
einen Expertenrat: Ich möchte einen Audio-DAC mit CS8416 und PCM1794
bauen. Die Analogausganangsstufe des PCM1794 (I/V-Wandler usw.) benötigt
eine saubere symmetrische Versogungsspannung.
Allerdings habe ich nur +5V zur Verfügung, daher hab ich mir folgendes
gedacht:
5->+/-15V DC/DC Wandler (Murata NMH0515), in die +15V und die
-15V-Leitung ein Chipferrit gegen Transienten, LC-Filter um den Ripple
zu reduzieren, dann rauscharme +/-LDO (LT1761/LT1964) und ggf. nochmal
Chipferrit.
Kann das so funktionieren? Würdet ihr eher auf eine hohe PSRR der LDO's
zu achten oder eher auf geringes Ausgangsrauschen?
Möchte eben was high-endiges machen.... günstiger und einfacher hab ich
schon gemacht (mit UDA1351TS, SPDIF Receiver und DAC in einem).
Nach direkten Umschaltvergleichen PCM1794 <> UDA1351TS sagen mir meine
Ohren jedenfalls dass sich der Aufwand lohnt.
Aber dass muss nichts heissen... man kann über Klangqualität genauso
streiten wie über das richtigen Betriebssystem oder die beste uC-Familie
:-).
Ich sage nur "Jung super regulator". Google einfach mal danach und Du
wirst sicherlich fündig. Sogar im Wiki gibt's 'n Eintrag dazu.
Wenn Du also mal was richtig Gutes bauen willst, ist das jedenfalls ein
Anfang.
Ansonsten geht das mit den DC/DC-Wandlern grundsätzlich schon.
Wobei das Design des Regulator von Dr. Wisotzky den Jung-regulator noch
toppt. Es wird da sehr elegant das lineare Stellelement in den
Regelkreis mit einbezogen und damit die endliche slew-rate des OP
geschickt als nicht mehr primär limitierender Faktor heraus designed.
Andrew
>Es wird da sehr elegant das lineare Stellelement in den>Regelkreis mit einbezogen und damit die endliche slew-rate des OP>geschickt als nicht mehr primär limitierender Faktor heraus designed.
Das hast Du schön gesagt. Solche Gedanken gehen mir bei Anblick schöner
Frauen auch durch den Kopf...;-))
schnell fort hier
Paul
>Nach direkten Umschaltvergleichen PCM1794 <> UDA1351TS sagen mir meine>Ohren jedenfalls dass sich der Aufwand lohnt.
Okay, dann hör Dir den CS4344 mal an! Auf jeden Fall würde ich Dir nur
einen Schaltregler mit sehr hoher Schaltfrequenz empfehlen, da Du Dir
sonst Störungen einhandelst, die Dein DAC nicht mehr filtern kann.
Travel Rec. wrote:
>>Nach direkten Umschaltvergleichen PCM1794 <> UDA1351TS sagen mir meine>>Ohren jedenfalls dass sich der Aufwand lohnt.>> Okay, dann hör Dir den CS4344 mal an! Auf jeden Fall würde ich Dir nur> einen Schaltregler mit sehr hoher Schaltfrequenz empfehlen, da Du Dir> sonst Störungen einhandelst, die Dein DAC nicht mehr filtern kann.
Ok, CS4344 auf die To-Hear-Liste genommen :-) Auch wenn die technischen
Daten nicht an den PCM1794 heranreichen, aber die Ohren sagen vllt. was
anderes.
Der Murata-Wandler hat 95kHz Schaltfrequenz, die kann man jedenfalls
nicht hören. Der Digitalfilter im Noch lieber wär mir einer mit SYNC
gewesen, dann könnte man die Schaltfrequenz direkt aus der Wordclock
ableiten (die entfernt der digitale Filter im PCM1794 dann vollständig).
Aber ich hab keinen DC/DC Wandler gefunden der sich von 44.1 bis 192kHz
betreiben lässt, und Selbermachen trau ich mir dann doch nicht zu.
Der PCM1794 ist ´ne Mogelpackung, da die guten Performance-Daten aus dem
Datenblatt technisch nur schwer realisierbar sind, da die
nachgeschalteten Filter aus 3 OV-Stufen + Hühnerfutter das Signal
bestimmt nicht besser machen und deren Versorgungsspannung muß wirklich
astrein stehen, ganz zu schweigen von der Masseführung. Die
Ausgangssignale des CS4344 durchlaufen im einfachsten Fall noch 3
Widerstände und 2 kondensatoren und sind dann direkt verfügbar. Die
Filterung und Aufbreitung der Analogsignale erfolgt komplett on-chip.
Naja, wenns um den besten DAC-Chip gehen soll: Kauf dir den PCM1704, so
lange du ihn noch bekommst... Das war der letzte halbwegs gute aus dem
Hause TI / BB, seit sie den PCM63 abgesägt haben. Letzterer klingt mit
seinen 20 Bit besser als die neuen 24er und wird zu astronomischen
Preisen gehandelt. Die technischen Daten... naja... sind halt nicht die
ganze Wahrheit.
Macht aber keinen Sinn, sich über solche Nuancen zu unterhalten, wenn da
noch ein DC/DC-Wandler von der Stange in der Schaltung sitzt.
Ich würde an deiner Stelle langsam anfangen. "Jung Super Regulator", das
sind alles Schlagwörter, die erstmal mit Inhalt gefüllt werden wollen.
Außerdem muß man so ein Design richtig implementieren und sich vor allem
fragen, ob es für den Zweck überhaupt geeignet ist. Überhaupt ist es die
Frage, ob eine Audioschaltung mit dem "idealen" Netzteil (Ri=0,
unendlich schnell) wirklich gut klingt. Ich bin jedenfalls sehr
skeptisch diesen rein theoretischen Ansätzen gegenüber, bei denen
bestimmte technische Parameter einer Schaltung optimiert werden.
In der Praxis, und um die geht es ja hier, hat man mit einem einfachen
Netzteil ohne Rückkopplung oft klanglich hervorragende Ergebnisse. Damit
sind alle integrierten LDOs schonmal raus.
Leider könnenn viele Ingenieure heute nur noch Blackboxen miteinander
verdrahten. Das Wissen um gutes analoges Schaltungsdesign geht verloren.
Also traut sich keiner mehr, eine Zenerdiode und einen Transistor als
rauscharmen "Spannungsregler" zu bezeichnen, obwohl die Kombination für
Audioschaltungen - richtig umgesetzt - gar nicht mal schlecht ist. Das
Regelverhalten ist nicht so schön wie beim LTxxx, aber das ist für eine
analoge Audioschaltung völlig egal. Auch schön ist der "Capacitance
Multiplier", kennt heute keiner mehr.
Ich kenne High-End-Vorverstärker für xx.xxx €, die haben ausschließlich
eine passive Filterung hinter dem Gleichrichter, bis zur
Verstärkerschaltung findet man da keinen einzigen Spannungsregler. Die
werden sich schon was dabei gedacht haben.
Da es erwähnt wurde, die Strom-/Spannungskonversion mit einem OP zu
machen, ist das letzte! Das kommt auch aus diesem Blackbox-Denken. Man
schlägt das Kochbuch auf, OP-Grundschaltungen, I-/U-Konverter,
Widerstand berechnen, fertig. Ohne nachzudenken, welche Eigenschaften an
dieser Stelle wichtig sind. Leider geben die Hersteller das in ihren
Datenblättern so vor und viele Hersteller von Audiogeräten kopieren
genau diese Schaltung. Wenn du dir klanglich einen Gefallen tun willst,
werde hier kreativ.
exakte Phase wrote:
> Naja, wenns um den besten DAC-Chip gehen soll: Kauf dir den PCM1704, so> lange du ihn noch bekommst... Das war der letzte halbwegs gute aus dem> Hause TI / BB, seit sie den PCM63 abgesägt haben. Letzterer klingt mit> seinen 20 Bit besser als die neuen 24er und wird zu astronomischen> Preisen gehandelt. Die technischen Daten... naja... sind halt nicht die> ganze Wahrheit.
Hmm ja, das ganze wird vielleicht resp. hoffentlich mal ein
kommerzielles Projekt, und da wollte ich nur "ACTIVE" Komponenten
verbauen.
>> Macht aber keinen Sinn, sich über solche Nuancen zu unterhalten, wenn da> noch ein DC/DC-Wandler von der Stange in der Schaltung sitzt.
Wie gesagt hab ich nur +5V zur Verfügung (also nix mit beliebigen
Spannungen aus selbergewickeltem Trafo usw.). Davon ausgehend will ich
mit vertretbarem Aufwand das Beste machen, und ein DC/DC Wandler bietet
sich halt an um auf eine symmetrische Versorgung zu kommen.
Das man dessen Ausgangsspannungen natürlich nicht ungefiltert verwenden
kann, war mir klar.
> Leider könnenn viele Ingenieure heute nur noch Blackboxen miteinander> verdrahten. Das Wissen um gutes analoges Schaltungsdesign geht verloren.
You're right: was Analogdesign angeht bin ich ein Blackbox-verdrahter
(hauptberuflich SW-Entwickler... da ist halt eher 0/1-Denken gefragt).
Aber um eine seriöse Filterung zu entwerfen fehlt mir einfach das
Know-how, daher hab ich diesen Thread gestartet.
> Also traut sich keiner mehr, eine Zenerdiode und einen Transistor als> rauscharmen "Spannungsregler" zu bezeichnen, obwohl die Kombination für> Audioschaltungen - richtig umgesetzt - gar nicht mal schlecht ist. Das> Regelverhalten ist nicht so schön wie beim LTxxx, aber das ist für eine> analoge Audioschaltung völlig egal. Auch schön ist der "Capacitance> Multiplier", kennt heute keiner mehr.
Find ich höchst interessant, ich dachte immer Schaltregler mit LDO zur
Filterung ist "common practice"... Aber Du hast recht, Regelverhalten
ist schnurz, es kommt nur auf den Ripple bzw. das Rauschen an.
Capacitance Multiplier sieht brauchbar aus.
> Da es erwähnt wurde, die Strom-/Spannungskonversion mit einem OP zu> machen, ist das letzte! Das kommt auch aus diesem Blackbox-Denken. Man> schlägt das Kochbuch auf, OP-Grundschaltungen, I-/U-Konverter,> Widerstand berechnen, fertig. Ohne nachzudenken, welche Eigenschaften an> dieser Stelle wichtig sind. Leider geben die Hersteller das in ihren> Datenblättern so vor und viele Hersteller von Audiogeräten kopieren> genau diese Schaltung. Wenn du dir klanglich einen Gefallen tun willst,> werde hier kreativ.
Na ja, so abwegig finde ich das nicht, bzw. ich kann kein Problem dabei
erkennen. Ich kenne etliche Diskussionen warum das
TI/BB-Referenzdesign "lausige" NE5534 und sogar Konkurrenzprodukte
(LT1028) enthält, und nicht die hoch gelobten und auch teuren
Eigengewächse OPA627, OPA2134 usw. So richtig begründet wird das im
Datenblatt nicht, aber in der Forumsdiskussion (an der sich auch die
BB-Entwickler beteiligt haben) kam heraus, dass dies wohl der einzige
Weg war die - zugegebenermassen beeindruckenden - technischen Daten zu
realisieren. Ob das natürlich klanglich der Weisheit letzter Schluss ist
sei dahingestellt... ich finde den Klang des Referenzdesigns trotzdem
beeindruckend, hab aber vorsorglich mal alles gesockelt damit man
tauschen und vergleichen kann (natürlich nur direkte Umschaltvergleiche
zwischen zwei vershcieden bestückten DACs, alles andere ist m.E. nicht
seriös, von wegen akustisches Gedächtniis usw.)
Du kannst den Opamp nehmen, er wird funktionieren. Das ist nicht die
Frage. Er wird auch gute technische Daten bringen.
Nur, daß du eben einen sehr stark gegengekoppelten vielstufigen
Verstärker aus zig nicht-linearen Transistoren mit einem Treppensignal
mit ziemlich schnellen Flanken beschickst, denen dieses Ungetüm
irgendwie hinterhereiern muß. Man müsste das eigentlich dynamisch
messen, nicht mit einem 1kHz-Sinus @ 0dB, wie es für das Datenblatt
gemacht wird.
Ein Vorteil dieser Opamp-I/U-Converter ist ihre niedrige
Eingangsimpedanz. Die DACs mit Stromausgang möchten gerne in einen
Kurzschluß arbeiten, Spannung am Ausgang quittieren sie mit
Verzerrungen. Deshalb scheidet die naheliegendste Lösung aus: Mit einem
Widerstand auf Masse und einfach die Spannung am Ausgang auskoppeln und
weiterverarbeiten.
Jetzt bau mal einen diskreten Strom-/Spannungswandler, der eine niedrige
Eingangsimpedanz (< 10 Ohm) hat und ohne Gegenkopplung auskommt! Lernt
man das heute noch? Nein, deshalb sieht man überall die Opamps. Deshalb
weiß auch keiner, was für einen klanglichen Unterscheid das ausmachen
kann.
Die einfachste Schaltung, die ich mal gesehen habe, bestand aus zwei
MOSFETs: Eine einfache Kaskode. So konnte der DAC in eine virtuelle
Masse arbeiten, und am Ausgang der Kaskode wurde der Strom einfach in
einen Widerstand abgeladen, der dann die Strom-/Spannungswandlung
übernommen hat. Einfach, aber genial. Dürfte patentiert sein, die
Schaltung.
Vielleicht gibt's ja in alten Büchern noch mehr Ideen zum Stichwort
"Transimpedanzverstärker" ;)
http://de.wikipedia.org/wiki/Transimpedanzverst%C3%A4rker
(Wikipedia kennt auch nur den Opamp)
Und nochmal ein Wort zu den integrierten LDOs: Die filtern dir das
Netzbrummen raus, keine Frage. Sogar ziemlich gut. Und was
Regelverhalten und Spannungsgenauigkeit angeht, sind die sicherlich auch
besser als die diskrete Einfach-Lösung.
Die Frage ist nur, wie durchlässig diese Elemente für mehrere Kilohertz
bis Megahertz werden. Wenn das Datenblatt sich dazu ausschweigt, heißt
es nicht, das die Werte gut sind.
Gegenkopplung. Eine Verbindung vom Ausgang zurück zum Eingang ist auch
immer eine Verbindung vom Eingang zum Ausgang.
Der Längstransistor, an dessen Basis eine gut gefilterte Zenerdiode
hängt, ist dagegen schon eine ziemlich "dichte" Barriere.
Wie auch immer, bei dem o.g. CS4344 Single-Supply DAC braucht der
Kollege sich gar keinen Kopf um die Spannungsversorgung machen, weil ja
alles schon vorhanden ist. Lediglich ein L/C-Filter in der Vcc-Leitung,
gute Keramik-Blockkondensatoren am IC und eine saubere Masseführung und
alles wird gut. Naja, 93db Dynamik und 0,001% THD sind zwar keine 116db
und 0,0004%, aber ich denke nicht, daß man im direkten Vergleich den
Unterschied hört. Man muß halt abwägen, ob das Risiko des komplexeren
Aufbaus in der Tat mit besseren Kennwerten am Ende belohnt wird oder ob
es nur zuätzlichen Ärger einbringt.
exakte Phase wrote:
>> Ich würde an deiner Stelle langsam anfangen. "Jung Super Regulator", das> sind alles Schlagwörter, die erstmal mit Inhalt gefüllt werden wollen.> Außerdem muß man so ein Design richtig implementieren und sich vor allem> fragen, ob es für den Zweck überhaupt geeignet ist. Überhaupt ist es die> Frage, ob eine Audioschaltung mit dem "idealen" Netzteil (Ri=0,> unendlich schnell) wirklich gut klingt. Ich bin jedenfalls sehr> skeptisch diesen rein theoretischen Ansätzen gegenüber, bei denen> bestimmte technische Parameter einer Schaltung optimiert werden.>
Ich habe mal die 8 pdf Files von der Walt Jung Seite geholt.
So als erstes Resumee:
- ein JSR ist ein Spannungsregler, dessen Regelverstärker von der Seite
nach dem Längsregel-Element gespeist wird.
- die Diskussionen drehen sich u.a. seitenlang um Probleme wie die
EMV-Empfindlichkeit des Reglers (Tuner in der Nähe beeinflußt den Regler
bis zur Störung) sowie Start-up Probleme (mal geht's, mal nicht).
- hervorzuheben sind die Konsequenz mit der dieser Regler auf die
Möglichkeit Sense-Leitungen zu nutzen sowie niedrigen Innenwiderstand
(DC im Bereich 20 Mikroohm, langsam ansteigend auf Werte unter 100mOhm
bei 200KHz) optimiert ist.
Wie exakte Phase und akkurate Phase schon deutlich machen: Es ist
sicher gut eine "saubere" Betriebsspannung zu haben mit wenig
"Dreckeffekten" bis in den Bereich >>20kHz.
Ob das Ergebnis beim Hören dadurch aber letztlich besser gefällt oder
lediglich meßtechnisch nachzuweisen ist das der Eigenbau-Amp damit
korrektere Übertragung aht: Das bleibt am einem entsprechend hohen
Klang-Niveau stets dem Hörer überlassen.
Wünsche dem TE weiterhin viel Freude und Experimentierglück, mit der
Stromversorgung etwas zu experimentieren.
hthm
Andrew
Sorry,
aber der CS4344 ist nicht nur billig, sondern auch schlecht. Der Tip mit
dem Keramikkondensator tut dann noch sein übriges. Entweder will man
etwas gut klingendes bauen, oder halt nicht, dann kann man sich auf
solche einfachen Lösungen zurückfallen lassen.
Der CS4344 ist daraufhin entwickelt, daß ein Hersteller mit so wenig
Aufwand wie möglich den begehrten 24/192-Sticker auf seine Frontplatte
pappen kann. Das Ding kommt nicht mal in die Nähe der dafür nötigen
Analog-Performance!
