DAC (ЦАП) на мультибите TDA1541

Этот сайт — правдивые обзоры о купленных товарах. Думаю — это простительно. Не судите строго… Не п.18…

Этот DAC построен на легендарной микросхеме Philips TDA1541. По скану даташита эти микросхемы выпускали еще в ноябре 1985 г. Древняя микросхема, однако.

Было куплено:

1. Плата DAC c ИМС $66.92 «YJ TDA1541+SAA7220+CS8412+NE5534 Fiber Coaxial USB PCM2704 DAC Board»- aliexpress.com/item/YJ-TDA1541-SAA7220-CS8412-NE5534-Fiber-Coaxial-USB-PCM2704-DAC-Board/32814143425.html

Платы такого типа бывают двух вариантов — вместе с микросхемой TDA1541 «со старых стоков» и вариант без микросхемы. Обращайте внимание при покупке платы на эту деталь.
Питание — переменное напряжение 9 В и два переменных напряжения по 15 В.

Фото платы и электронных компонентов на ней

Основные микросхемы на «кроватках»:
Микросхема DAC TDA1541
www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/19212/PHILIPS/TDA1541.html
Цифровой фильтр SAA7220 (зачем он нужен — www.youtube.com/watch?v=kac_Fzyf6qM)
Приемник цифрового аудиосигнала (Digital Audio Interface Receiver) CS8412
Как видно из конструкции, потока цифровой сигнал дойдет до DAC, он проходит через несколько чипов-преобразователей.
pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/87252/CIRRUS/CS8412.html

USB вход реализован на «народной» PCM2704. Тут она используется как USB приемник и преобразователь в S/PDIF. Гальванической развязки по USB нет. Установлено на отдельную плату. Такая установка будит творческий и пытливый ум на замену на что-то другое, более приличное…


«Выхлоп» (аналоговая часть схемы после микросхемы цапа) организован на «популярных» операциониках NE5534

Электролиты Sanyo по пути сигнала на выходе устройства:


Фильтры питания:
Конденсатор Nover….Hi-Fi Audio:

Конденсатор Elna:

2. Трансформатор R-core $27 — «R-Core transformer 30W 15V X 2 +9 V X 2 power transformer DAC board» — aliexpress.com/item/R-Core-transformer-30W-15V-X-2-9-V-X-2-power-transformer-DAC-board/1700923050.html

3. Корпус $21 «New aluminum amp chassis /home audio amplifier case (size 308 * 190 * 65MM)» — aliexpress.com/item/New-aluminum-amp-chassis-home-audio-amplifier-case-size-308-190-65MM/32665619991.html

4. Фильтр EMI $5 — «Details about 1pcs AC2A3-2 Power Line EMI Filter 250V 50/60Hz 3A» — ebay.com/itm/231116775179

Итого: 120$.

Собираем все в корпус. Дремель, напильники, паяльник и сверло в помощь!

Управление одной кнопкой на передней панели. Нажимаем на кнопку — аппарат включается. Еще раз — выключается. Все просто.

Сзади — входы цифровые — коаксиальный цифровой S/PDIF, оптический вход, USB вход. Тумблер-переключатель между коаксиальным цифровым и оптическим входами.

Отверстия под выходы платы делал сам с помощью сверла и дремеля.

Микросхема TDA1541 поддерживает преобразование в аналоговый сигнал 16 битных цифровых сигналов частотой 44.1/48 кГц — микросхема разрабатывалась в 80-х годах XX века для CD-плееров. Поэтому тут только CD-качество. По всем источникам приема сигнала! Если, например, подать на ту же оптику сигнал 24 бит — на выходе получите какой-то шум. Разрядность 96 кГц/24 бит и прочих высоких разрешениях с этой микросхемой забываем.
Микросхемы-стабилизаторы питания LM317/LM337 греются достаточно сильно.

Драйвера для подключения этого ЦАП-а по USB встроены во все операционный системы: Windows, Linux, OpenWRT и проч. Подключение к компьютеру по USB фактически определяется USB модулем. Тут он выполнен на PCM2704.

Тесты по USB:
Тестовый сигнал — синусоида 1 кГц.
При отключенной на компьютере регулировке громкости (0 dB) на выходе ЦАПа имеем:

Клипинг на выходе:

Для измерений в RMAA собираем стенд:


Результаты в RMAA:

Результаты моих измерений в целом совпадают с результатами Сталкера:

Этот видеообзор ЦАПа сподвигнул меня на покупку устройства.

В процессе эксплуатации и тестирования выяснились следующие глюки:
1. USB-кабель в ЦАП вставлен, другой конец кабеля в воздухе — не подключен к транспорту (компьютер, роутер, телефон). В этом случае на выход ЦАПа (соотв. и на усилитель) начинают идти сильные помехи (треск разный).
2. Иногда при переключении треков лёгкие щелчки слышны.
3. Иногда, когда долго нет сигнала, на выходе появляется легкий треск.

Специализированная часть: электроника, модификации ЦАПа и прочее

Схемотехника
За основу взяли ЦАП AnalogMetric TDA1541A DAC Kit (или ЦАП AnalogMetric дальнейшее развитие этой конструкции):
http://www.analogmetric.com/goods.php?id=428
http://www.analogmetric.com/goods.php?id=102
http://analogmetric.com/download/TDA1541A%20DAC%20User%20Manual.pdf

К схеме добавили оптический/USB вход (PCM2704 как преобразователь USB->S/PDIF), упростили питание, убрали внешний кварц, гальваническую развязку по коаксиальному входу, немного переделали «выхлоп» — аналоговую часть ЦАП после микросхемы TDA1541:

«Улучшения»:
1. Замена операционных усилителей в выходной схеме («выхлопе»).
По умолчанию стояли любимые китайцами NE5534. Я пробовал ставить вместо них AD797 и OPA134. OPA134 по звуку понравились больше. Их и оставил. С AD797 из ЧиД звук был какой-то слишком «грубый».

2. Улучшение «выхлопа». Поставил на выход ЦАП-а Elna Silmic II 470 мкФ. Поменял электролиты около ОУ и у стабилизатора аналоговой части на Nichichon LOW ESR.

Сделал раздельное питание цифровой и аналоговой части. Для этого установил в ЦАП еще один трансформатор с двумя обмотками на 15 В и выпрямитель + два конденсатора фильтра (Kemet 4700 uF/35V).

На плате разрезал дорожки питания аналоговой части и подключил свой двухполярный БП. Резал дорожки в месте, отмеченном чёрным маркером. Флюс ещё не отмывал с платы.

3. Заменил все диоды FR207 в мостах на диоды Шотки SR2010-TP, поменял конденсаторы фильтра Nover на Kemet 4700 мкФ/35V.

4. Советуют отключить микросхему цифрового фильтра SAA7220. Не пробовал пока.

http://www.diyhifi.org/forums/viewtopic.php?f=2&t=1697&p=36788&hilit=cs8412#p36788

5. Предлагают заменить приемник цифрового сигнала CS8412 на плату с DIR9001 (DIR9001 Digital receive to CS8412 or CS8414 upgrade replacement Converter Board).

В нескольких местах почитал мнение, что такое обновление не даст эффекта на 44 кГц/16 bit (у меня только такое разрешение ЦАПа). Вот для аудио высокого разрешения 96 кГц/24 бит — улучшение будет заметно. Может быть, через некоторое время внутренняя «жаба» будет побеждена. Куплю этот модуль за 40$.

6. Только фотографии:

7. Можно попробовать поменять приемник USB на другой. Но этим мне пока рано заниматься — знаний не хватает.

Итоговые замеры. Только USB. По оптике тоже самое, но чуток лучше на 2 dB где-то
Сигнал 1 кГц:

О разных модификациях ЦАПов на TDA1541 много страниц в инете — например, тут

Температура на радиодеталях через 5 часов работы в закрытом корпусе

Микросхемы:





Трансформатор:

Стабилизаторы:






Конденсаторы:

Указанные выше недостатки: только 16-битный звук, отсутствие коммутации входов, Mute недоделанный и проч. на звук ЦАП-а не влияют. Результат работы нравиться. Слушаю я его. Играет очень музыкально. Хотя сейчас, скорее всего, купил бы AnalogMetric TDA1541A DAC Kit и собрал бы ЦАП на ее основе.