UNIVERGE Blog

Пришла печатная плата



Наконец-то получил плату для своего Проекта. Заказывал в Резоните, качество хорошее.

Всё готово к сборке усилителя. Надеюсь, ошибок в разводке нет. И важно не ошибиться при монтаже.

Каким должен быть идеальный усилитель для электростатических наушников?



Для меня — таким (тезисно):

  1. Габариты. Высота — где-то 4 — 5 см, чтобы поместился под монитор. Ширина и глубина — где-то 20 и 30 см соответственно. Гробы наподобие Беты22 недопустимы ни в каком виде, тем более двухкорпусные.
  2. Балансный и небалансный входы. Поскольку во время прослушивания переключать входы не надо, то допускается расположение переключателя на задней стенке прибора.
  3. Блок питания обязательно встроенный (не внешний).
  4. Качественный регулятор громкости и один (не два) разъёма для подключения наушников. Два — ненужное усложнение конструкции усилителя и ухудшение его параметров.
  5. Выключатель питания — спереди.
  6. Максимальное выходное напряжение сигнала на выходе усилителя — где-то 450-480 В. Больше — нет никакого практического смысла.
  7. Мы делаем идеальный усилитель, поэтому полоса воспроизводимых частот по уровню, допустим, 0 — -0.1 dB должна находиться в диапазоне 5Гц — 100кГц. Ведь мы любим слушать хай-резы, не так ли?
    (Так, например, MSB Select уже не подходит под наши требования, даже если бы он мог подключаться к ЦАП-ам сторонних производителей. У него заявленный диапазон составляет 5Гц — 20кГц при неравномерности АЧХ ±0.8dB. Это просто конские значения для Hi-End усилителя. Про АЧХ смотрите мои другие статьи на этом сайте)
  8. Усиление усилителя — в районе 54дБ (500 раз). Сейчас все источники сигнала высоковольтные.
  9. Низкие шумы. Количественно трудно сказать; чем меньше, тем лучше.
  10. Искажения. На сайте http://www.audiosciencereview.com где-то читал, что чтобы искажения были не заметны, они должны находиться ниже уровня 0.0001%. Для какой частоты — автор не указал, но, наверное, для 1кГц (поскольку все измерения искажений они проводят именно на этой частоте). Не знаю, насколько это правда, но будем отталкиваться от этой цифры. И поскольку мы — перфекционисты, — мы расширим это требование для диапазона частот 20Гц — 20кГц. Естественно, речь идёт об уровнях сигнала, при котором каскады усиления работают в классе «А» (нехилое такое требование по гармоникам получается).

Если кто-то сможет реализовать на практике такой усилитель, то он станет эталонным усилителем для электростатических наушников на планете Земля :)

Что не так с усилителем STAX SRM-727A/SRM-727II?



Так исторически сложилось, что пластинки, которые я иногда слушаю, я прослушиваю через старшую модель усилителя для электростатов STAX SRM-727A. Младшая модель, причём самая младшая в линейке какого-то там лохматого года — SRM -Xh, используется мной для прослушивания записей с компьютера. Усилитель не идеален, но на малой громкости слушать можно.

Винил с усилителем SRM-727A спелись очень хорошо, вот даже замечаний нет. Это тем более естественно, что корректор собран мною лично и с учётом, если так можно выразиться, моего понимания правильного усилителестроения. За основу была взята схема Accuphase C-27, чуть изменённая и с теми электронными компонентами, которые я считаю правильным применить для этой схемы. Корректор получился изумительным, по ссылке http://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=79079/ есть пара картинок и схема, кому интересно. Но не об этом речь.

Тут решил подключить SRM-727A к компу вместо младшей модели, и какого-же было моё удивления, что помимо большей ясности, воздуха, значительно меньших искажений, напрочь, вот именно так ощущается переключения с одного усилителя на другой, пропали верхние частоты, — как будто их срезали фильтром. Решил разобраться с этим вопросом, тем более, что схема SRM-727A у меня теперь имеется.

Для начала, картинка с тех. параметрами, — она нам понадобиться.

В самой первой же строчке видим, что ширина полосы пропускания усилителя составляет целых 115 кГц (при -3 дБ)! Круто, подумали мы, даже Hi-Res (условно, диапазон от нуля до 100 кГц) можем слушать без искажения тонального баланса. Тогда почему же при прослушивании записей мы не слышим высоких частот?! А давайте на всякий случай графически проверим АЧХ, мало ли что, ну у нас же есть схема и программа компьютерного моделирования LTSpice.

Сказано — сделано!

Примечание: промоделируем схему с учётом переменного резистора регулятора громкости, пусть он буде выставлен, скажем, на 12 часов (думаю никто на полную мощность не слушает усилитель), т. е. со среднего вывода снимается половина входного напряжения сигнала. Сопротивление регулятора громкости возьмём из спецификации выше — 50 кОм для каждого канала (да, он спаренный из четырёх секций).

Входная часть схемы будет такой:

Для начала, убедимся, что наша модель схемы не занижает верхнюю граничную частоту. Вот какая АЧХ получится, при выкрученной ручке регулятора громкости на максимум (т. е. нивелируем влияние сопротивления резистора на частоту):

Примечание: картинка скомпилирована из 2-х с тем умыслом, чтобы было хорошо видно ход АЧХ.

На картинке частоте 115 кГц соответствует спад всего 2,4 дБ (а не 3 дБ), лучше даже, чем в спецификации. В целом, неплохо АЧХ смотрится (подумали мы). Практически ровная, на конце небольшой спад. Не может он так влиять на качество звука. Мы так думаем.

А давайте-ка посмотрим ход АЧХ уже с учётом резистора регулятора громкости (как описано выше). Смотрим:


Видим, что какой-то наглый регулятор громкости изменил нашу АЧХ на высоких частотах в разы!!! Вот же сволочь! Или, кто-то скажет, что эти изменения небольшие? Тогда давайте сделаем следующее: переведём вертикальную шкалу из дБ в линейный масштаб, то есть усиление в разы. Смотрим что получилось на картинке ниже:


Ну шо, посмотрели? Осознали? Как говорится, шах и мат, любители высококачественного звука! Пожалуй, даже слепой не сможет не заметить, что из себя представляет АЧХ данного «усилителя».

Для тех, кто не видит, поясню: спад АЧХ заметен (визуально) уже на 2 кГц, далее спад усиливается и с частоты 20 кГц резко идёт вниз. Получается, что данная модель усилителя не то, чтобы была готова к воспроизведению Hi-Res-форматов, но даже не в состоянии качественно воспроизвести формат Audio-CD. Такое ощущение, будто-бы все разработчики сговорились (рекомендую прочитать мой обзор SMSL M400 по ссылке https://www.univerge.ru/all/obzor-cap-a-smsl-m400/)!

Анализ схемы показывает, что АЧХ «гробят» в первую очередь конденсаторы 220pF на входе усилителя. Конкретную величину вклада конденсаторов в ослабление верхних (да даже и средних!!!) частот можно увидеть на картинке ниже (графики сняты для величин кондёров в 0 (ноль) pF и стандартные 220pF):


На картинке хорошо видно влияние этих конденсаторов. Если их выпаять, то усилитель SRM-727A всё-таки (с натяжкой) способен достоверно воспроизвести запись CD-качества, но по-прежнему лишён возможности достоверно воспроизводить Hi-Res-форматы.

В принципе сложности разработки высоковольтных усилителей для Стаксов понятны, но я не могу понять, почему разработчики из STAX так вольно обращаются с АЧХ усилителя. Кто знает почему, — расскажите.

Какое может быть решение проблемы? 100% решения проблемы нет, поскольку даже без кондёров на входе имеется значительный (для перфекциониста) спад АЧХ на высоких частотах. Но частичное решение видно сразу — выпаять эти кондёры с плат усилителя + (важно) на входных разъёмах установить RC-цепочки с номиналами где-то 100 Ом/100pF. Совсем без фильтров усилитель оставлять сильно не желательно.

Что интересно, таким же недугом, который здесь описан, скорее всего подвержены и ВСЕ остальные усилители от STAX среднего и верхнего ценового уровней, вот есть у меня в этом уверенность почему-то; вряд ли они кардинально меняют схемотехнику входных каскадов своих усилителей. Из этого следует, что частичное решение проблемы спада АЧХ на высоких частотах может подойти и к другим усилителям от STAX.

Ну и, наконец, важно и другое: подтвердилось, что проблем со слухам у меня нет, и усилитель действительно фильтрует (ослабляет) высокие частоты :)

 Нет комментариев    1168   6 мес   SRM-727A   SRM-727II   STAX

Замеры емкостей кабелей наушников STAX Lambda Nova Basic и STAX SR-507



Возникла необходимость измерить ёмкости кабелей наушников Lambda Nova Basic и SR-507. Данные сильно разнятся не в пользу Lambda Nova Basic (кабели наушников отличаются). Измерения проводились на частоте 100 кГц. Вот какие результаты получились (ёмкость кабеля указана вместе с ёмкостью наушников).

Lambda Nova Basic

L+ & L- 110pF
R+ & R- 111pF
L+ & Bias 151pF
L- & Bias 169pF
R+ & Bias 154pF
R- & Bias 171pF
L+ & R+ 82pF
L+ & R- 89pF
L- & R+ 89pF
L- & R- 107pF

SR-507

L+ & L- 89pF
R+ & R- 89pF
L+ & Bias 108pF
L- & Bias 124pF
R+ & Bias 111pF
R- & Bias 125pF
L+ & R+ 62pF
L+ & R- 69pF
L- & R+ 69pF
L- & R- 92pF



P.S.
При разборе наушников Lambda Nova Basic на конце высоковольтного провода (bias) оказался запаянный резистор аж на 490 МОм (можно увидеть на картинке ниже). Вероятно шелест, который периодически слышат все владельцы стаксов, как раз и возникает в результате случайного закорачивания одного из статоров на  плёнку с высоким напряжением (через этот резистор).


Схема усилителя STAX SRM-727A/SRM-727II для электростатических наушников



Давно искал схему усилителя STAX SRM-727A (это для Японии, питание 110В; у нас он называется STAX SRM-727II). Хотелось прикинуть его искажения в программе компьютерного моделирования LTSpice, а то данные спецификации слишком куцые.

Известный многим Кевин Гилмор в своё время владел сайтом, где были выложены схемы различных усилителей (в том числе и выше упомянутый), но бобик «сдох», и доступ к схемам пропал (а я её не скачал в те ещё времена).

Но вот буквально некоторое время назад на head-case.org он дал новую ссылку на свой архив, который успешно был мной скачен. Выбрал нужную схему, забил её в  симулятор и запустил. Но схема «не завелась» — шла генерация. Пришлось разбираться.

Как оказалось, в схеме не были указаны два конденсатора, что интересно, реализованные в виде площадок проводников с обеих сторон печатной платы (т. е конденсатора в обычном понимании на плате не было), создающие определённую, очень небольшую (порядка долей пикоФарада) ёмкость. Как только были добавлены ёмкости, схема заработала без дополнительной правки. Это был первый косяк в схеме Гилмора.

Второй косяк был в том, что он неправильно указал номинал истоковый резисторов во входном каскаде на полевых транзисторов, снизив их сопротивление с 560 до 200 Ом, и тем самым увеличив коэффициент усиления схемы (доведя её до 70 дБ). Есть предположение (моё), что таким образом он пытался придать усилителю устойчивость (из-за отсутствующих конденсаторов на его схеме), ибо чем больше усиление схемы, тем больше запас по фазе на частоте единичного усиления петлевого.

Кстати, пока не забыл, реальный коэффициент усиления усилка SRM-727A оказался 60 дБ, хотя в инструкции указано значение 54 дБ (к SRM-727II; на RM-727A инструкции, очень неожиданно, пока не обнаружил).

Примечание: 54 дБ — это усиления для небалансных входов (проверено лично мной). Для балансных будет как раз 60 дБ (а вот это только предположение, надо будет как-нибудь проверить).

В общем пришлось снять крышку и вынуть плату одного канала для проверки схемотехники, выложенной Гилмором. Что заняло некоторое время. Вот картинка одного канала. Фактически, это и есть (почти) вся схема усилителя (кроме выходного каскада; он обведён красной пунктирной линией на схеме).


Ну и как вишенка на торте — сама схема. Показаны искажения для различных вариантов моделирования входного сигнала по частоте и уровню. В реальности эти параметры могут значительно отличаться в большую сторону. Обычно, чем меньше искажения при моделировании, тем больше ошибка с измерениями реальной схемы — реальные искажения могут быть на порядок, или даже два, больше. И наоборот: чем больше смоделированные искажения, тем меньше отличий в измерениях от реальной схемы.

Нумерация на схеме (та, которая не в красной рамке) соответствует нумерации элементов на плате.


Обзор ЦАП-а SMSL M400


Введение

Фирма SMSL — это китайский производитель электроники достаточно узкого спектра категорий, но ориентированной в том числе и на экспорт. В портфель продукции в частности входят усилители мощности, наушниковые усилители, цифровые плееры и ЦАП-ы. С одним из таких ЦАП-ов мы сегодня и познакомимся.


Модель цифро-аналогового преобразователя M400 на сегодняшний день является предтоповой в их линейке: 800 долларов для ЦАП-а китайской компании, ещё недавно никому неизвестной, заставляют потенциального покупателя как минимум внимательно ознакомиться с отзывами о девайсе в Интернете и обязательно договориться о прослушке устройства. Как максимум заявить: «они совсем обнаглели». И смотреть в сторону других, не китайских, производителей.


ЦАП выполнен в невысоком, квадратном корпусе из алюминия со сторонами 210мм и высотой 45мм. Верхняя крышка выполнена из закалённого стекла (не пластик), на поверхности которой зелёно-салатовой краской нанесена надпись «S.M.S.L».


Традиционно задняя панель заполнена всеми необходимыми в повседневности разъёмами. Прибор полностью балансный и помимо балансных линейных выходов включает небалансный. В качестве цифровых входов может использоваться коаксиальный S/PDIF, оптический Toslink, USB, Bluetooth и даже I2S. Тумблера включения/выключения на приборе нет (это не значит, что прибор нельзя перевести в ждущий режим: можно, об этом ниже).


В комплект поставки ЦАП-а входит дистанционный пульт управления (без батареек), шнур питания, Bluetooth-антенна, кабель USB и какая-то макулатура (помимо инструкции; её не открывал и не читал :) ). На кабеле USB хочу остановиться поподробнее. Первоначально при распаковке прибора я решил использовать свой кабель, который уже был воткнут в компьютер. При проигрывании файлов в формате Аudio-CD с этим кабелем проблем не было. Однако, как только я переключился на Hi-Res, появились непериодические щелчки разной громкости при проигрывании музыки с интервалами 3 — 20 сек. Я аж захлебнулся от возмущения! Ну нифига себе, думаю, китайцы подложили такую свинью! Глючный ЦАП! Однако заставил себя успокоиться и решил подключить оригинальный кабель, так сказать, на всякий случай. И каково же было моё удивление, когда эти щелчки пропали! Вывод: в комплекте с прибором идёт как минимум, неплохой USB-кабель, с которым гарантируется корректная работа данного прибора.


Не могу сказать про функциональность пульта ДУ (не распаковывал его), но скорее всего через него доступны все функции, которые доступны и через регулятор громкости на передней панели прибора, выполняющие сразу две функции: как уже сказано функцию регулятора громкости путём его вращения влево/вправо, и функцию настроек ЦАП-а. Для входа в меню настроек необходимо кратковременно нажать на центр регулятора громкости (назовём этот режим «кнопка»), а дальше вращением вправо/влево двигаться вниз/вверх по вложенному меню и выбирть кнопкой нужный пункт настроек. Для выхода из меню настроек достаточно на 2-3 сек. снова нажать кнопку или прибор сам выйдет из меню по истечению приблизительно 10 сек. бездействия пользователя. Если нажать на кнопку регулятора громкости на 2-3 сек. во время его работы (не находясь в меню настроек), то прибор выключается (переходит в ждущий режим) и в центре регулятора громкости загорается красный светодиод. Для возвращения прибора в рабочее состояние необходимо снова на 2-3 сек. нажать кнопку регулятора громкости.


Меню настроек содержит все необходимые настройки, и это минимум необходимого. Среди них: выбор входа, настройки фильтра PCM, настройки фильтра DSD, настройки регулятора громкости (фиксированная громкость или нет), фаза сигналов на выходе, различные настройки I2S, яркость дисплея и просмотр программной и аппаратной версий прибора. На момент написания данного обзора последняя версия прошивки USB, доступная на сайте производителя, была v2.06. Самую свежую прошивку можно скачать с сайта производителя (в дополнение к драйверу для работы по USB и инструкции для пользователя).
В SMSL M400 применена топовая на момент написания обзора микросхема цифро-аналогового преобразователя AK4499, содержащая четыре канала цифро-аналогового преобразователя. M400 использует только два их них, остальные — незадействованы. В аналоговых фильтрах и буферах применены операционные усилители OPA1611 (одиночный ОУ) и OPA1612 (сдвоенный ОУ). На данный момент это лучшие операционные усилители среди массовых с точки зрения искажений. Благодаря в том числе и им ЦАП имеет сверхнизкие искажения — на уровне 5 знака после запятой, а также превосходное отношение сигнал/шум. В ЦАП-е используются два отдельных клока ACCUSILICON, каждый для своей сетки частот 44.1кГц и 48кГц с низким джиттером. Другой яркой особенностью этого ЦАП-а является применение импульсного блока питания, выполненного в виде законченной малогабаритной сборки. По заявлению производителя он обладает очень низким уровнем собственных шумов (всего 1.5мкВ), что подтверждается независимыми измерениями. Т. е. в данном случае такая реализация питания ЦАП-а никак не навредила его характеристикам, что, несомненно, большой плюс. По уровню искажений и шумов ЦАП SMSL M400 — один из лучших на рынке (среди тех, измерения которых доступны в сети). Также M400 нативно поддерживает MQA, DSD и частоты вплоть до 768кГц (только по USB).


Прослушивание

При прослушивании использовались наушники STAX SR-507 и усилитель из комплекта STAX Lambda Nova Basic — SRM-Xh (такая маленькая чёрная коробочка). Усилитель подключался к ЦАП-у через небалансный кабель (это важно; почему — читайте дальше). Регулировка громкости выполнялась на наушиковом усилителе (цифровой регулятор громкости на ЦАП-е был отключен). Оценка звука будет производиться путём сравнения с авторским мультибитным ЦАП-ом на микросхеме PCM1704K.

Вау-эффекта не возникает. Ни сразу, ни уж тем более потом. Какой бы музыкальный материал не слушался. Сразу отмечается другая подача муз. материала для M400 по сравнению с ЦАП-ом на 1704. Звук чистый, даже очень, это легко заметно. Низы присутствуют приблизительно в том же объёме, что и в авторском ЦАП-е. Про них можно коротко сказать — они удовлетворительные. Середина — просто есть :). Ну а вот дальше начинаются проблемы. Создаётся ощущение, что верха просто взяли и обрезали. Причём не где-то там на краю звукового диапазона, а прямо на верхней середине начиная где-то с частот 5кГц и выше. Очень сильно обрезали. Из-за этого никаких послезвучий при воспроизведении музыки нет и в помине, никакого «серебра» на высоких. Это, в свою очередь приводит к странному эффекту — музыку можно слушать очень продолжительное время, но никаких эмоций она не вызывает. Записи в формате Audio-CD и Hi-Res очень схожи между собой и их легко спутать, чего не было в авторском ЦАП-е на мультибитнике — там если уж звучит запись формата CD, то музыка звучит как бы через вуаль, если же поставили Hi-Res — то музыкальный материал наполняется мельчайшими подробностями, коих так недостаёт на CD, и от чего появляются мурашки на коже. Здесь же — какая то однородность и похожесть, просто набор звуков. И единственное, что может как-то оправдать прослушивение музыки на данном ЦАП-е — это присущие ему низкие искажения, что, безусловно, идёт ему в плюс.


Плюсы MSML M400:

  1. Низкие искажения, шум
  2. Нет усталости от прослушивания
  3. Компактные размеры

Минусы MSML M400:

  1. В стоковом варианте не подходит для прослушивания через небалансные входы
  2. Высокая цена

Выводы

Китайская промышленность родила очередного гадкого утёнка, которому никогда не стать сильным лебедем. Те плюсы, которые есть у данного ЦАП-а — это заслуга исключительно микросхемы AK4499. Хоть как-то звучит ЦАП не благодаря, а вопреки компании SMSL, тем более, что по информации из Интернета, разработчик тупо использовал включение и компоненты из datasheet на микросхему. Невооружённым взглядом видно, что при разработке данного ЦАП-а SMSL стремилась получить в первую очередь «красивые» параметры на измерительном стенде, сделав акцент только на низких искажениях прибора и забыв про другие параметры. Как итог — невыразительны звук и завышенная цена. По-моему мнению цена за этот агрегат не должна превышать 400 долларов США. Самое интересное, что в некоторых наших магазинах цена значительно превышает рекомендованные 800 долларов США и составляет 90 000 руб, что в переводе на баксы составляет ровно 1200 долларов США

Дополнение

В процессе чтения форума и конкретно темы, посвящённой измерениям данного ЦАП-а, вылез интересный график АЧХ балансного и небалансного выходов этого ЦАП-а. Вот он ниже.


На нём видно, что АЧХ небалансного выхода имеет значительный спад на верхних частотах. Эта информация была подтверждена независимыми измерениями (картинка ниже).


Из последнего графика видно, что спад АЧХ при небалансном подключении начинается аж с 2кГц! С двух килогерц, Карл!!! На частоте 8кГц спад равен 1дБ, а на 20кГц достигает целых 4.5дБ!!! Немыслимо для предтопового ЦАПа. Интересна отговорка производителя: мы, мол сделали для вас балансный выход с лучшими характеристиками, поэтому небалансный выход решили сделать лучшим для звука! Как говорится, без комментариев.

P.S.

Я решил не возвращать свой ЦАП в магазин, а во-первых, попробовать прибор на балансном подключении с другим усилителем. И во-вторых, после истечения гарантии (1 год) сделать моддинг прибору под свои требования. Дам ему второй шанс...

Добавлено 17.12.2021

SMSL всё-же прислушался к голосу разума своих пользователей и выпустил обновлённую версию M400, где ход АЧХ небалансного выхода идентичен ходу АЧХ балансного. На таком изделии есть специальная наклейка «Upgraded»:
https://www.audiosciencereview.com/forum/index.php?threads/smsl-m400-balanced-usb-mqa-dac-review.13732/page-26

 Нет комментариев    1740   7 мес   m400   SMSL   цап