Цап на tda1541 своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 04.10.2024

Не дав толком распробовать CD-проигрыватели на изящно исполненном чипе Philips TDA1540, невроз рекламных буклетов 80-х неумолимо тащит нас дальше к новой технике.

Долгое время маркетинговая стратегия вокруг Hi-Fi-аппаратуры строилась на улучшении технических характеристик. На этой волне родились и крепчали год от года виниловые директ-драйвы и транзисторные усилители с глубокой обратной связью. Для японских гигантов электроники это была золотая пора. Сыпать данными измерений было легко и приятно.

С цифровой техникой, которая по этим показателям прыгнула вообще в другую галактику (ну, или наоборот, переместилась на молекулярный уровень в процентах искажений), привычная риторика встала в тупик. На панели проигрывателя Philips CD101 еще красовалась картинка с линейной АЧХ, но больше никто себе такого не позволял. Толку квохтать о частотном диапазоне, когда любой лазерный вертак у соседа без труда выдает заветные 20 Гц – 20 кГц? Поэтому акцент сместился на другие цифры, но уже обработки сигнала – битность, дискретность и т.п. Этот тренд действует и поныне вот уже без малого сорок лет.

Philips CD101: Кстати, в реальности АЧХ этого и других плееров с фильтром SAA7030 все-таки имела характерные колебания

Каждый резистор в мультибитной лестнице должен ровно в два раза отличаться по номиналу от соседа. Поэтому при разработке спецификации лазерного компакт-диска Philips решили осторожно ограничиться 14 битами, что и было продемонстрировано в 1979 году на первых демонстрациях носителя аудио с бесконтактным считыванием. Затем под давлением Sony голландцы вынуждены были присоединиться к 16-битному формату. Эту историю все знают.

Лучше с умным потерять 2 бита, чем с дураком найти 32

В своем технофетишизме японские концерны электроники частенько были настроены на максимальные цифры какого-то одного параметра без учета собственно художественной задачи. Это стремление потом аукнулось много где.

Пострадала и красота и в других жанрах. Вам не приходило в голову, почему даже на уровне семейного архива больше эмоций и размышлений вызывают снимки, например, 1987/97-го, чем 2007/17-го годов? Промежутки времени одинаковые, а разница как между кино- и видеосъемкой.

Все это время производители цифровых камер соревновались между собой в стерильной четкости картинки, забив на фото- и киноархивы, на которых вообще-то была запечатлена вся история XX века. И даже кусок XIX-го. Эти люди нагоняли мегапиксели на крошечные CCD/CMOS матрицы вместо изучения квантования оптико-химических процессов в фотоэмульсии.

Но эти инженерные нюансы TDA1540 мало кого интересовали и тогда, и сейчас. Самая красивая идея принесет только убытки, если ваша риторика не очень убедительна для покупателя. Так что Philips немного покряхтели, да и принялись разрабатывать полный 16-битный конвертер, как у всех.

Прототип чипа TDA1541 с золотыми ножками и названием A/N3 (Anton Niko 3) был готов уже в 1984 году. Через пару лет TDA1541 вытеснил прежнюю разработку TDA1540, причем не только в собственных CD-проигрывателях, но и поставлялся другим производителям, включая партнеров/конкурентов Sony. С него и начнем.

Sony CDP-337ESD: классический японский топ-менеджер

Эта модель была уже подробно рассмотрена в прошлом материале. Устройство появилось на рынке в тот самый момент, когда знаменитый японский финансовый пузырь только-только начал сдуваться. Sony CDP-337ESD представлял собой образец, каким должен быть лазерный проигрыватель солидного конторского служащего.

Бесшумная механика, вереница кнопок на тяжелом корпусе идеально работали на имидж. И не только. Безо всяких оговорок, очевидно, что это источник высокого класса, не только по исполнению, но и по музыкальному разрешению.

Сравнение реализации TDA1541 на 337ESD c другими аппаратах Philips показало, что между ними наблюдается заметная разница звукового почерка. На какие цели ориентировались голландские и японские разработчики и что считать успехом?

Philips CD650: машина для троллинга

Легкий налет придури в эргономике первых CD-плееров Philips до какого-то момента уравновешивался добротным металлическим исполнением. К 1986-му году одержимость экономией у голландских скряг окончательно поплавила им рассудок. Модель CD650 увешана пластиковым молдингом, словно это какой-то дешевый видак. Конечно, можно сказать, мол, пластик тоже неплохо противостоит электромагнитному излучению и даже привести какие-то экзотические усилители ASR в акриловых корпусах, но все-таки… 1725 гульденов или примерно 1500 дойчмарок. 400 фунтов в Англии . Цена, как у модели CD304 прошлого года, тоже не бог весть какой красавицы в плане дизайна, но все-таки там хоть было металлическое шасси.

Общий вес Philips CD650 составил три с половиной килограмма, почти вдвое легче предыдущих моделей. Из металла остались лишь части транспорта, тонкая стальная крышка, трансформатор, да неизменный радиатор. Ведь усиленное тепловыделение у CD-плееров Philips никуда не делось, а пластиковый антураж скорее сберегает температуру, чем отводит. Поэтому на верхней крышке CD650 работает перфорация, рассеивающая тепло, но собирающая пыль. Питание подается через съемный тонкий шнур с разъемом формата С7/С8, что справедливо вызывает ассоциации с электробритвами.

В Японии наше устройство продавалось под вывеской Marantz CD650 за 79 800 иен. Это было в полтора (!) раза дешевле европейского ценника, но, тем не менее, всего лишь на десять тысяч меньше, чем Sony CDP-337ESD, исполнение которого вообще несопоставимо. За что же тогда такие деньги? Новый чип TDA1541? Но здесь он один, а не пара, как у CDP-337ESD. Что еще? Может быть, нам подскажет рекламная брошюра CD650?

В списке основных достижений указан обновленный привод CDM2. Вообще-то это считается упрощением относительно CDM1, но, несмотря на замену металла на стеклопластик, данный транспорт в целом повторяет предшественника компоновкой и стеклянной оптикой. Правда, в ней уже две асферические линзы Rodenstock вместо пяти в CDM0. К разнице виниловых картриджей это не имеет отношения, но для облегчения пикапа прежняя схема с движущимся магнитом (ММ), сменила движущаяся катушка (МС). Ладно, пусть будет CDM2, но будет ли ему хорошо в легком корпусе с пластмассовым шасси?

Дальше по списку особенностей Philips CD650 в рекламе указана фирменная функция FTS (Favourite Track Selection). Это значит, что в энергонезависимом стеке памяти плеера можно составить список любимых треков, которые теперь будут привязаны к ТОС – оглавлению конкретного CD. C ума сойти, какая полезная вещь в хозяйстве… Переключить ненужный трек с помощью пульта ДУ, видимо, было мало. Может быть, это такая цена из-за чипа памяти?

Для ценителей FTS разработчики воткнули с правой стороны аппарата качельку с клавиатурой для программирования треков. И все это вместо одной-единственной кнопки eject на пульте ДУ, которой не будет у Philips еще долгие годы. Штатный пульт RC-05 шириной с плитку шоколада требует целых четыре (!) батарейки, а после выбора номера трека нужно еще подтвердить кнопкой Play. Ощущение хлопот на пустом месте добавляет механический (!) рычажок под дисплеем, который устанавливает единичное воспроизведение трека и паузы для записи на кассету. Издевательствам нет конца.

Следующим пунктом в рекламе Philips CD650, наконец, идет упоминание о звуке. В правой части установлена плата со второй парой выходов на RCA. Причем вовсе не Variable, как привыкли ожидать. Речь идет о дополнительном каскаде с аналоговым фильтром 2-го порядка. Вот такой реверанс для аудиофилов. В более дешевых плеерах Philips это место всегда пустует, провоцируя владельцев на установку лампового выхлопа. Да, и еще — смейтесь или нет, за полупрозрачным окошком лотка в глубине можно заметить, как тускло горит зелёный диод!

Управление диском Philips CD650 по-прежнему представляет собой аналоговый сервопривод, хотя дискретных элементов стало заметно меньше, чем в первых плеерах. TDA1541 работает в связке с фильтром SAA7220P/A. На выходах ожидаемо стоят операционники NE5532, а JRC 4556 используется для усилителя наушников. Самый крупный конденсатор на 680 мкФ промаркирован как Philips, те, что рядом с ним поменьше — Nichicon SE.

Да, этот Philips на TDA1541 слишком мягко стелет. В какой-то момент тембр может понравиться. Но потом уже понимаешь притворный характер этой скромности, которая выглядит как псевдоаналоговость, в смысле звука без дерзости. Если бы я верил всему, что пишут на форумах, то скорее бы ожидал услышать такой результат от первого поколения Philips.

Я все-таки предпочел слушать со штатного выхода, но следует понимать, что в любом случае у CD650 нет того финального аккорда в генетической цепочке, который отделяет Hi-Fi от High End. Этим отсутствием CD650 и отличается как от своего антипода Sony CDP-337ESD, так и от первого поколения плееров Philips. В любых подключениях звук CD650 остается ограниченным виртуальным прямоугольником со всех сторон.

Эта инфа – вся практически, про 1541 и около нее,что крутится на русскоязычных ресурсах, надергана отсюда

В поиске задать 1541 – там на много дней хватит изучать.

Там очень много материала именно про 1541 – и про правильную блокировку питания, и про то, какие уровни сигналов достаточны для ее переключения, и про скорость нарастания у фронтов импульсов на входах, и про ДЭМ реклокинг и так далее – и масса схем на ней. Много информации про возможные маркировки/перемаркировки/фэйки/грейды – и т.д.
Читать ИМХО лучше все-таки первоисточники.
Зы – тут еще очень много про разные филипсы.
Eugene Balakin

Два наблюдения из жизни :
1. Хороший мультибит просто не оставляет шанса хорошему однобиту, такова жизнь . про плохие однобиты лучше умолчать
2. 1541 рулит !

Да, похоже 1541 без передискретизации – вещь! Чем больше слушаю, тем больше в этом убеждаюсь .
Скажи, а ты так и используешь 1541 без кондёров в делительных каскадах, или отказался уже от этого ?

А на кой мне от этого отказываться, если так лучше.
Одессит

В обвязке 1541-й емкости должны быть как можно менее индуктивные. Если применяете мотаные конденсаторы значительных размеров без компенсации индуктивности намотки (практически любые отечественные пленочники), то желательно шунтировать оные керамическими, НО только однослойными NP0 (или наши с ТКЕ от М47 до П33) или слюдяными. Если применяются емкости плоскостного прессованного типа (бескорпусные, напр. Rifa SMC), то их шунтировать не нужно.
Lynx

А не все так просто:) Того же Линкса читал насчет 1541.С одной стороны действительно лажа,определенные инструменты пропадают! С другой стороны некоторые фонограммы с ним так звучат как ни с каким другим даком.Вот и остается чесать репу.Но все таки когда инструменты исчезают это вообще пурга:)

Я знаю, что многие здесь, мягко говоря, недолюбливают ЦАП TDA1541A.
Я догадываюсь, от чего это происходит, а самое главное, знаю, на что способна эта микросхема.
На днях я проводил её, а так же ещё нескольких других.

Для начала расскажу, что из себя представляет TDA1541A.

Это параллельный, т.е. мультибитный ЦАП имеющий разрядность 16 бит и монотонность близкую к 16-ти битам. Предком его был TDA1540 имевший разрядность 14 бит и монотонность близкую к 14-ти битам.

Напомню, что фирма Burr-Brown на тот момент имела в арсенале несколько микросхем (PCM53, PCM54, PCM55) монотонность которых приближалась лишь к 15-ти битам, и к тому же они требовали внешний деглитчер.

Чего же я намерял: применяя OPA604 (ничего другого под рукой не оказалось) в качестве преобразователя ток-напряжение и самостоятельно изготовленный дискретный буфер/фильтр, используя 4-х кратную передискретизацию, я провёл измерения.
Результат оказался следующий – КНИ составило 0.002% что, с учётом нелинейности моего буфера (0.0005%) вполне укладывается в заявленные производителем 0.0018..0.0032%. Уровень паразитных компонентов (являющихся следствием немонотонности шкалы) сотавил в среднем -100..-110 дб.
Для сравнения у PCM1704 КНИ 0.0025..0.003% (из PDF), а уровень паразитных компонент -95..-105 (по измерениям), т.е. его монотонность на 1 разряд хуже.
У PCM1702-K КНИ 0.0008..0.0015% (из PDF), а уровень паразитных компонент -105..-115 (по измерениям), т.е. его монотонность на 1 разряд лучше.
У AD1865N-K КНИ 0.0017% (с той же аналоговой частью, что и для TDA1541A и настройкой старшего разряда), а уровень паразитных компонент -102..-115 (по измерениям), т.е. его монотонность на 1 разряд лучше.

Вывод: на данном историческом этапе TDA1541A является лучшей микросхемой по соотношению цена/качество, при этом само качество находится на очень высоком уровне и соответствует первому отбору PCM1704 – J.

к емкостям 1541 надо соблюдать некоторые требования
1. Минимальный импеданс на частоте 100 и 200кгц
2. Минимальные ток утечки! (не более 10нА)
3. По возможности мин. коеф. диелектр. абсорбции
4. Мин. габариты
Nazar

Совершенно справедливо. Именно из этих соображений достаточно удачны полифенилсульфидные плоскопрессованные Rifa SMC.
Lynx

1. Этот чип совсем не так плох, но имеет специфические особенности.
Главная из них – это то, что он оптимизирован по динамической точности (отсутствию резкого ухудшения монотонности с частотой сигнала) и тепловому шуму, а не по статической точности, и имеет большой выходной ток, который, кстати, и является одной из основных причин дифнелинейности на постоянном токе (тепловые явления). Собственный джиттер у него очень мал, заведомо меньше нескольких пикосекунд (RMS).
2. Для него весьма желательно введение сигнала дисперсии большой амплитуды, порядка 256 квантов, эффективно усредняющего микронелинейности и позволяющего воспользоваться очень хорошей интегральной линейностью.
3. Для конденсаторов там критичен не столько тип, сколько топология и конструктивное оформление (к сожалению, этот ЦАП очень боится ловли помех). Оптимальный вариант – SMD полипропиленсульфоновые, расположенные под корпусом.
К сожалению, в 95% аппаратов эти требования не выполняются.
4. Если п. 2–3 реально выполнены, то лучше, чем 1541А (и то в ЦЕЛОМ, НЕ в частностях) из опробованных мною работают только AD1862 и, пожалуй, PCM58 и PCM1702.
SIA

Я очень глубоко этот вопрос не исследовал, но у меня малогабаритные полипропиленовые Panasonic не давали статистически заметной разницы по сравнению с полипропиленсульфоновыми (тоже Panasonic), а помехи ловили больше.
Что давало разницу, так это номинал – он однозначно должен быть больше 0,1 мкф, при переходе к 0,33 и 0,68 (максимум, который пробовался) улучшение было. Частота переключения, которую эти кондеры усредняют, около 500 кГц (но полный цикл – не 2 состояния, а 4, т.е низкий импеданс должен быть и на 2 00–250 кГц).
Возможно, хороший результат дадут кондеры просто большого номинала с малой собственной индуктивностью (Stacked Film).

Насчет реального влияия абсорбции и пр. конденсаторных заморочек в данной ситуации я сильно сомневаюсь, т.к. упомянутые кондеры стоят в источниках тока ДО всяких переключений и, соответственно, даже теоретически звуковой сигнал или сигналы переключения ключей на них никак не попадают.
SIA

Да, увеличение емкости до 1мкФ, при условии сохранения низкой индуктивности и малой величины тока утечки весьма заметно улучшает звук от 1541-й.
Lynx

1541
Специфика этого кристалла в том, что у него фактически нет цифрового питания – т.к. в нем нет цифровых пеедискретизаторов, а регистр сдвига слелан на беспомеховой логике (логика на переключателях тока, типа ЭСЛ), его лучше питать как целиком аналоговое устройство.

P.S.
А сам ЦАП – просто замечательный даже сейчас, хотя ему уже больше 20 лет. И технология при его изготовлении была самая сермяжная, даже без второго слоя металла – умели же работать старые инженеры! Зато идея динамического усреднения токов – редчайший случай, когда и очень красиво, и дешево, и отлично работает (идеологом был Van De Plashe, один из старейших разработчиков микросхем, разработавший,кстати, и TDA1540, хотя чип 1541 делал уже его напарник, и TDA1547 – DAC7).
SIA

Пока мы только начинаем исследовать принципы проектирования ЦАП в цикле одноименных статей, Николай Штаюра уже прошел этот путь от задумки до конечного изделия и готов доступно объяснить все шаги. Читаем, от души благодарим автора и вдохновляемся на свои подвиги.

ЦАП начального уровня

В цифровом блоке применены недорогие трехвыводные интегральные
стабилизаторы (L7805, 78L33). Для обеспечения устойчивой работы их выходы отвязаны от низкоимпедансных блокирующих емкостей (10 мкФ) небольшими сопротивлениями (1 Ом).
Стабилизатор микросхемы-ЦАП и аналоговой части дискретный, параллельного
типа. Состоит из источника стабильного тока (ИТ), выполненного на LM317, источника опорного напряжения, реализованного на стабилитроне BZX55C, а в качестве усилителя рассогласования и регулирующего элемента использован составной транзистор-Дарлингтона ( TIP132) с большим значением коэффициента усиления по току, обеспечивая таким образом малое выходное сопротивление и высокий коэффициент стабилизации всего стабилизатора. Суммарный потребляемый ток стабилизаторами микросхемы-ЦАПа и аналогового блока от первичного питателя постоянен и составляет 240 мА. Для корректной работы стабилизатора аналоговой части, входное
нестабилизированное напряжение должно быть не ниже +20В, а фильтрующая емкость выпрямителя 10000-30000 мкФ.
Конструктивно ЦАП состоит из 2 модулей. Модуль первичных питателей,
включающий входной фильтр, трансформаторы, выпрямительные мосты и фильтрующие конденсаторы, выполнен на односторонней печатной плате размером 100х160 мм.
Непосредственно модуль ЦАП выполнен на односторонней печатной плате размером 100х80 мм. Вид со стороны SMD компонентов.

Автор: Николай Штаюра
Краматорск, 2016 г.

ЦАП начального уровня

Автор: Николай Штаюра
Краматорск, 2016 г.

Читайте также: