stand alone-DAC selbst bauen

[Matthias]

Habt ihr das Ding mal durchgemessen? Also zB über SPDIF und Line-In mit Soundkarte verbunden und den Rightmark Audio Analyzer durchlaufen lassen?

Würde mich mal interessieren wie gut das ganze jetzt geworden ist, nachdem ihr immerhin nen Highend-Wandler genommen habt.
Ein sauberes Oszi Signal zählt da für mich nicht, weil das auch bei 10bit SNR schon sehr sauber aussieht.

[Nuggets]

@ Matthias:

klar muss der DAC erst noch vermessen werden. Die TPF werden auch morgen erst bestückt.

Der DAC sollte hohen Ansprüchen genügen, ansonsten wäre die Aktion fast umsonst gewesen. Wie geschrieben, sind aber auch Veränderungen geplant. Drum: Wartet ab.

Martin

[Mr.E]

Ich hatte schonmal gefragt, ob ein Eingangswahlschalter für mehrere digitale Quellen aufwändig wäre. Ich glaube nicht, aber ich bin mir nicht mehr ganz sicher. Das wäre recht praktisch.

Wenn aus dem Kopfhörerverstärker ein Pre-Amp wird, schluckt der dann auch direkt Plattenspieler, oder braucht man dafür noch einen eigenen Vorverstärker?

[Killigrew]

Plattenspieler brauchen einen eigenen, wegen der Entzerrung.
Dafür findet man aber auch genug Schaltpläne im Inet

cu

[raphael]

Wegen der Kosten, die neue Platine wird vermutlich etwas kleiner sein, daher auch etwas günstiger. Der von Nuggets genannte Preis gilt nur bei Prototypen (Einzelstück)-Fertigung, wenn wir ausreichend Interessenten zusammen bekommen wird es wegen Mengenrabatt günstiger. Ähnliches gilt für die Bauteile, besagte 20Eur werden nur einmal fällig egal, wieviel Exemplarer gekauft werden.
Aber das eingespart geld könnte ihr dann ja dazu nutzen, den Designer des DACs finanziell Gutes zu tun.

Raphael

[Nuggets]

Der DAC läuft nun!

Wie ihr wisst, ist nun schon etliche Zeit vergangen, seit dem wir (Raphael und ich) das Projekt gestartet haben.

Nun fand ich wieder Zeit, mich um Projekt zu kümmern, so dass ich es auch endlich schaffte den DAC zum Laufen zu bringen.

An dieser Stelle möchte ich auch Raphael für seine Geduld danken. Als wir begannen, hatte ich von Elektronik-DIY noch nicht so viel Ahnung, von der Signaltheorie noch weniger. Das mit der Theorie bekam ich dann auch schon projektbegleitend im Studium mit und das mit der Praxis musste sich auch (zwingend) ergeben.
Raphael, gab mir viele Tipps und führte mich quasi in die Kunst des Layoutens ein. Wenn man das selbst erst einmal gemacht hat, merkt man, was da Zeit drinnen steckt. Wenn man sich also so ein Gerät als fertiges kauft, stellt sich der meist recht hohe Preis eben
aus dem erlesenen Material und dem Ingenieursgehalt zusammen. Das vergessen die meisten; ein Gefühl dafür bekommt man wirklich erst, wenn man das mal gemacht hat.
Insgesamt muss ich sagen, dass ich bei diesem Projekt enorm viel gelernt habe, was so die Durchführung eines solchen Projektes samt der damit verbundenen potentiellen Probleme anbelangt.
Wenn man mit erfahrenen Leuten spricht, dann sagen die, dass man ein solches Gerät niemals mit der ersten Platine (/erstem Prototypen) sauber zum Laufen bringt. Da kann ich nur eins sagen: DOCH! Die Platine ist von Raphael recht sorgfältig gelayoutet worden, so dass sich bis auf winzige Korrekturen (Konfigurationswiderstände umkabeln) keine ernsthaften Probleme ergaben. Da nochmal Respekt.

Bis da her hört sich doch alles recht einfach an, oder? Zusammenlöten und fertig! Aber der Teufel steckt im Detail, kann ich da nur sagen. Weshalb dauerte es denn so lange, bis sich da was tat?
Dieses Projekt ist eben ein Hobby und muss den wichtigeren Dingen wie eben Studium weichen. Das Werkzeug ist auch unter der Woche nicht in greifbarer Nähe. So kommt es, dass man im einem Monat nur wenige Minuten Zeit dafür findet. (Da bin ich nicht der einzige, dem es so ergeht)
Warum dauerte es trotzdem so lange, wenn die Platine sauber entworfen ist?
-Weil es so oft hakte, wie es nur ging (mir kams so vor )

Eine kleine Chronik:
- Frühjahr 2005:
Raphael hatte das Layout fertig, aber ich keine Zeit, es umzusetzten.

- Sommer 2005:
Ich lies eine Prototypenplatine anfertigen, was auch nicht gerade billig ist, und lies auch die von mir gelayoutete Spannungsversorgungsplatine fertigen. Sechs Arbeitswochen später hielt ich nun die Dinger in Händen und bestückte gleich mal ordentlich mit den teuren Wandlern (PCM1794). Die Chips wurden bei der amerikanischen zuverlässigen Apotheke bestellt, die z.B. alleine für die Einfuhr des Receiver-Chips 20Euro verlangt.
Da ich noch fast keine Löterfahrung verfügte, verbastelte ich gleich mal den Receiver, den ich auch selbst nicht mehr von der Platine brachte, ohne dieselbe an dieser Stelle zu zerstören. Darum musste eben ein neuer bestellt werden und der alte bei einer ortsansässigen Elektronikfirma von der Platine entfernt werden.

- Herbst 2005:
Nun war alles bestückt, aber der Wandler gab (fast) keinen Ton von sich
Ein Wandler-Chip ging gar nicht und der andere gab nur auf einem Kanal sehr leises Rauschen mit etwas anderem aus, von dem man erahnen konnte, dass es Musik sein müsste.

- Winter 2005:
Nach langem Rätselraten und langen email-Dialogen war scheinbar der Fehler in einer kleinen Lötbrücke zum Mute-Pin auszumachen.
Das bestehende Board wurde noch für alle möglichen Versuche verwendet, ehe ich mich im

- Frühjahr 2006:
dazu entschloss, noch einmal einen Prototypen neu mit minimalster (nun der etwas günstigere PCM1798 (fast gleich gute Werte) Bestückung aufzubauen.

-Sommer 2006:
Nach Anfangsschwierigkeiten, bekam ich ihn doch zum Laufen. Jetzt fand ich Zeit, die profanen aber wichtigen Probleme (z.B. Kurzschluss in Spannungsversorgung für Post-Filter (Nicht immer auf Lötstopplack verlassen!!!)) auszumerzen und die Ausgangsfilter dazu zu schalten.

Was soll denn der Wandler können?
Grundsätzlich ist der Wandler dazu ausgelegt, PCM-Datenströme analog zu wandeln. Maximal lässt sich mit der Konfiguration 192kHz und 24bit in Stereo über AES-Eingang fahren (noch nicht ausprobiert). Über S/P-DIF sollten 96kHz und 24bit drinnen sein.
Um gleich den Fragen vorzubeugen: Ja, es ist auch ein Lichtwellenleiter in der endgültigen Fassung vorgesehen.
Es werden der CS8416 als Receiver-Chip und der PCM1794 als Wandler im Monomodus eingesetzt. Monomodus bedeutet hier, dass ein Wandlerchip nur einen Stereokanal wandelt und sich dann nach Filterung laut Texas Instruments theoretisch ein Signal-Rausch-Verhältinis und ein Dynamik-Bereich (bei entsprechenden Formaten) von 132dB ergibt. Zugegenermaßen ist das so viel, dass es in der Praxis imho nicht erreicht werden kann. 120dB würde ich als ergeizige realistische obere Grenze ansehen.


Nun ein paar Bilder:

Hier ist das Netzteil, das schon üppig dimensioniert ist, zu sehen



Nochmal Netzteil



Eine wahrscheinlich nicht ganz VDE-konforme Verkabelung



Hier die Wandlerplatine selbst.


Nuggets

[Nuggets]

Ausgangsfilter mit Wandlersektion






Der heilige Wandler-Chip!



Schräg drüber



Receiver-Chip



Eingangssektion



Ausgangsfilter


Zum ersten Klangeindruck:
Beim Wandler spielt momentan nur ein Chip in Stereokonfig. und die Testbedingungen sind eher nicht audiophil. Trotzdem meine ich, dass sich er Wander oben rum offener und luftiger als mein CD-Player anhört. Irgendwie ist es weniger Nervig.
Der Bass ist viel straffer (ganz unten rum) als eben bei meinem CDP.
Wenn der jetzt schon besser klingt als mein CDP kanns ja nur noch besser werden. Wohl gemerkt: Kein Gehäuse, lange NF-Kabel, nicht die besten OPs nicht der beste Wandler, Stereomodus und trotzdem schon besser.

Gehört wurde darüber und mit einem Pärchen Experience V20




Was die Zukunft des DACs anbelangt, kann vielleicht Raphael noch was dazu schreiben.

Nuggets

[raphael]

Original geschrieben von Nuggets

Was die Zukunft des DACs anbelangt, kann vielleicht Raphael noch was dazu schreiben.

Sehr gerne. Also, es wird noch eine Revision geben, wo diverse unzulänglichkeiten der ersten Version ausgemerzt werden:
- die jetztige Version ist Stereo, die nächste wird rein Mono sein, sodaß man jede beliebige Konfiguration an Kanälen durch aneinanderreihen von Platinen erreichen kann.
- der Receiver wird auf extra Platine ausgelagert, eine DAC-Platine wird dann über I2S versorgt, was die Platine für DSP-Projekte etc. nutzbar macht
- etwas anderes Filterdesign(optimiert auf Impulsantwort), das jetzige ist ein simples MFB, was über Simumaltion zurechtgebogen wurde
- verbesserte Spannungsversorgung auf der Platine (die Hauptversorgung ist Nuggets Werk, da mische ich mich nicht ein )
- das neue Filterdesign wäre auch direkt mit Röhrenendstufe nutzbar, irgendjemand fragte mal danach.
So, das wars erstmal. Wann das nun geschehen wird, kann ich aus diversen Gründen noch nicht sagen. Mal sehen...

Gruß,

Raphael

[Mr.E]

Respekt!
Sowas mit Eingangswahlschalter wäre doch ideal, um nicht nur CDP anzuschließen, sondern auch Rechner mit größeren Archiven (siehe AudioHQ), wenn man die Computer mal auf ein akzeptables Niveau heben kann.

[Nuggets]

Da melde ich mich wieder einmal mit Neuem:

Ich habe heute den Wandler mit einem Rohde & Schwarz UP 350 vermessen. Was dabei rauskam:

44,1kHz, 16bit: SNR: 99,5dB THD: -103dB oder 0.0008%
44,1kHz, 20bit: SNR: 110dB THD: -104dB oder 0.00063%
44,1kHz, 24bit: SNR: 110,3dB THD: -104,6dB oder 0.00059%

48kHz: fast gleich

44,1kHz, 16bit: Kanaltrennung: 103,8dB
ich sah aber im Sepektrumanalyzer im Bereich von 111Hz bis 22kHz (das wird angezeigt) keinen Peak, der über -122dB ging. Keine Ahnung, wie der numerische Wert, der da angezeigt wird, ermittelt wird.

Alle Werte sind auf bezogen auf den analogen Ausgang, wenn der Eingang 1kHz, -0.001dBFs (Maximalwert des Messgerätes), einkanalig, reingeschoben bekommt.
Bemerkung: Das war "nur" der PCM1798 und nicht der PCM1794; das auch noch im Stereo-Mode. Das ist fürs erste nicht schlecht, wie ich finde.

Wenn man das mal misst, wie sich prinzipbedingt der Klirr bei Nicht-Voll-Aussteuerung ändert, und man mit der Bitauflösung spielt, merkt man, warum sich 24bit "durchsichtiger, angenehmer" anhören. Eine weitere Ausführung spare ich mir hier, weil die Klirrwerte bei Nicht-Voll-Aussteuerung von den meisten Leuten, die sich mit PCM noch nicht so beschäftigt haben, falsch verstanden werden.

Nuggets

[geist4711]

sehr interessantes projekt und ganzschön aufwendig -meine hochachtung.
bei der gelegenheit, mich würde ma interessieren, ob man nicht auch einen DAC und dahinter 1-2doppeltrrioden nehmen könnte, anstadt den 'wald von ic's' -so für den spdif-ausgang eines CDP oder cdrom?
mfg
robert

[raphael]

Der Aufwand hält sich in grenzen, wenn man ihn aufteilt. Nuggets hat den Krempel gelötet und getestet sowie das Netzteil entworfen, ich habe nur die Schaltung und das Layout für den DAC entworfen.
Ja, Röhrenendstufe geht auch recht einfach dran zu bauen. Hatte ich auch schon überlegt, komme aber zeitlich nicht dazu, das zu bauen. Zunächst muß nämlich erst noch die neue Version der OP-Ausgangsstufe aufgebaut und getestet werden. Im Prinzip bräuchtest Du nur den I/V-Wandler und den nachgeschalteten Tiefpaß in Röhrentechnik bauen. als Röhre nimmste die üblichen Verdächtigen und fertig.

Gruß,

Raphael

[Lutz]

Respekt für dieses Ergebnis!

Könntet Ihr noch Schaltplan und Layout veröffentlichen oder ist das top secret? Insbesondere Layout interessiert mich, da ich auch an sowas dran bin.

Wie sehen eigentlich die Ergebnisse mit 96kHz Abtastfrequenz aus?

Lutz

[raphael]

Wer Interesse an dem DAC hat, da können wir sobald die Revision fertig ist sicher was machen. Einer Veröffentllichung von Schaltplan und Layout im Netz werde ich aber nicht zu stimmen, da es leider allzuoft passiert, daß das dann kopiert wird, um damit Geld zu machen und man bei einer Veröffentlichung nicht nachvollziehen kann, wer es war. Jenseits dieses Forums laufen nämlich so manch merkwürdige Personen rum.

Raphael

[Mr.E]

Das heißt, ihr baut den und wir kriegen den?