ЦАП DSD Signalyst DSC1 — DIY


(стерео бармен) #1

Хочу начать тему про очень интересный ЦАП по открытому проекту - Signalyst DSC1.
Особенность ЦАП – работа только с SDM(DSD) потоком, что позволяет сделать его очень простым с технической точки зрения.

Автор идеи – Jussi Laako (создатель HQPlayer).
Проект датирован апрелем 2015 года. Активно обсуждался и обсуждается на computeraudiophile, diyaudio. В рунете есть ветка на ixbt и Вегалабе.

Идея ЦАП идеально проста:

  1. В SDM (DSD) потоке плотность логических 1 определяет величину сигнала, поэтому достаточно считать плавающее среднее по потоку и таким образом восстановить сигнал. Правда в нем будет много ВЧ шума.
    Принцип SDM модуляции наглядно проиллюстрирован на сайте Analog Devices.
  2. На втором этапе мы пропускаем восстановленный сигнал через фильтр НЧ (не обязательно сложный, достаточно аналогового) и далее его.

Классическая реализация не сложнее (описывается оригинальная схема Jussi Laako):

  1. Для первого этапа используются 4 сдвиговых регистра по 8 резисторов в каждом (см. ниже часть схемы). Т.е. мы получаем сумму 32 отсчетов SDM потока (плавающее среднее – значения от 0 до 32).
  2. Далее в оригинальной схеме идет IV конвертер, фильтр НЧ и выходной буфер.
    image

Более подробное описание принципа работы Signalyst DSC1 от автора идеи можно посмотреть по ссылке.

Кстати, примерно такой же принцип и у современных дельта сигма чипов (только количество тапов в фильтре у них больше 32) и в ЦАП на матрицах резисторов, если заявлена «родная поддержка DSD».

История развития
Первые реализации предложенной схемы давали неприятный эффект «журчания». По видимому, он представлял собой продукты корреляции несущей частоты SDM с сигналом или шумами. Хотя причина «журчания» до конца не понятна, самое разумное объяснение, с моей точки зрения, дал Герман (@pm325) в другой ветке этого форума.

Ссылка на крайне интересную статью по этому поводу, предоставленную Германом (idle tone, limit sycles - специфические аномалии SDM).

Уже в прошлом году появилась балансная версия ЦАП, в которых «журчание» полностью отсутствовало. Появились версии с трансформаторным выходом (т.е. IV конвертер, LPF фильтр и выходной буфер были заменены одним конденсатором и трансформатором).

Оцените красоту решения! Это даже ЦАП-ом сложно назвать!

Собранные платы и киты балансного варианта с разными выходными каскадами можно легко найти и купить на ebay и taobao. Китай вездесущий а проект открытый. Стоимость ~ 200 USD.

Российский вариант Sygnalist DSC1
Наш соотечественник Павел Погодин одним из первых (по моей информации, не хочу задеть других участников открытого проекта) довел DSC1 до достойного уровня (подобраны резисторы для минимизации SNR и трансформаторы, улучшена схема mute для устранения щелчков при переключении треков, балансная схема).

Andrea Ciuffoli дал высокую оценку его доработкам. В статье подробно описываются возможности воспроизведения PCM файлов через DSC1, приведены фото двух ревизий плат Павла.

Т.к. DSC1 понимает только SDM (DSD) поток, то для воспроизведения PCM контента нужно либо в реальном режиме времени делать конвертацию (HQPlayer, например) или заранее конвертировать коллекцию в DSD (PCM-DSD Converter, SOX 1.4.2, AuI ConverteR 48x44, Weiss Saracon).
С моей точки зрения это даже хорошо, т.к. HQPlayer даст фору почти всем ЦАП с точки зрения качества алгоритмов конвертации (“почти” добавил для приличия).

Насколько знаю, Jussi Laako, первоначально отрицательно относившийся идее трансформаторного выхлопа, изменил свое мнение после тестирования плат Погодина.

У меня версия 2.5 платы Погодина с трансформаторным выхлопом. Дополнительно на тестировании находится выхлоп по схеме Jussi Laako.

ВАЖНО:
проект не коммерческий, продажей плат Павел Погодин не занимается. Схемы, описание и возможные места покупки доступны по приведенным выше ссылкам.
Я готов предоставить свой экземпляр для ознакомления в пределах МСК/МО.

Планы
В начале следующей недели выложу свои измерения и сравнительное тестирование Signalist DSC1 v2.5 на обоих выхлопах с Auralic Vega.

Описание методики измерений:

  1. Тестовые сигналы генерируются в Matlab (24bit 44.1кГц).
  2. HQPlayer воспроизводит тестовый сигнал (апсемплинг в DSD64/DSD256 – модулятор ADSM7, фильтр poly-sync-shrt-2s) через uRendu (NAA) на DSC1.
  3. Аналоговые выходы DSC – на аналоговый вход Focusrite 6i6 в ASIO. Частота дискретизации – 192кГц.
  4. Сигнал принимался Matlab (он позволяет управлять настройками ASIO) и дальнейший анализ проводится в нем.
    Могу изменить, если необходимо.

Хочу выразить благодарность Герману (@pm325) и Павлу Погодину за помощь, консультации и возможность познакомиться с интересной констукцией.


(Дмитрий) #2

Лучше один раз услышать, чем 100 раз увидеть. И в тур его, в тур.


(Vitaly Bargatin) #3

В данный момент ЦАП на макетной плате. Я сделаю временный корпус и готов буду его дать на тестирование по МСК/МО. Если будет интерес.

Мне Signalyst DSC изначально был интересен с другой точки зрения - конструкция, потенциал SDM, возможность разнесения цифровой обработки (на компьютер) и простого восстановления сигнала (ЦАП).

По предварительным впечатлениям - ЦАП очень интересен.


(отдел визуальной гармонии) #4

Цап, который играет только DSD? Это как автомобиль, который ездит только задним ходом.


(Денис) #5

А автор этой версии есть у нас в баре?
Стабы ему надо оригинальные заказать, эти очень деревянно играют тк китайские


(Vitaly Bargatin) #6

Как с вашей точки зрения работают все современные дельта сигма ЦАП (АКМ, ESS)? Точно так же.
Просто в данном случае у вас есть возможность использовать заметно более продвинутую математику на компьютере.

Нет его в баре. Со стабами я поиграю. И с выходными трансформаторами.
Погодин сознательно использовал не “аудифильский”, а “разумный” (инженерный) подход. Стабы там TPS7A4700.


(Денис) #7

У меня есть эти стабилизаторы(плата в сборе) из китая, только сейчас продавец пишет что они используют оригинальные стабилизаторы TPS7A4700, но цена осталась таже, в общем когда я их заказывал то сравнил с оригиналом от TI (сам чип стабилизатора), оригинал был сильно лучше, очень сильно, есть конечно шанс что они начали ставить оригинал, но в их цену он не очень попадает. В итоге я оставил только плату а сами стабы и всю обвязку заменил.
Если будет мини-тур я бы с удовольствием ознакомился, концепт очень симпатичный.
Кстати у меня есть сейчас трансы на 600 ом и достойные китайские на 10K (должны быть лучше тех что стоят у автора), могу дать на пробу, пока лежат без дела.


(Vitaly Bargatin) #8

Ок. По поводу тура - конечно.
По трансам - давайте уже после НГ.
Я думаю Jensen или Lundahl попробовать.

Но до НГ я dam1121 доделывать буду и закончу сравнительное тестирование Signalyst с Auralic Vega.


(Vitaly Bargatin) #9

UPDATE
Павел Погодин сделал замечание по поводу природы “журчания”.

Теория Германа про журчание не подтверждается практикой. У меня в небалансе было максимальные журчания при DSD64 и еле различимые при DSD256.


(Павел Погодин) #10

Ну про журчания это я был не прав… Давно это было… Забыл…
Да, действительно “журчание” увеличивается в не балансной схеме с повышением частоты DSD. На DSD256 слушать класику или просто тихие записи было сложно.
По поводу левых TPS7A4700 у этого китайца согласен. Хотя если у него дядя на гуталиновой фабрике работает.:grinning: Может этим такая цена и объясняется.
В любом случае все мои версии этого цапа я считаю тестовыми. Есть куча планов и идей.


(Vitaly Bargatin) #11

Павел, приветствую на форуме!


(Денис) #12

Были точно левые, но всякое может быть, просто риск для звука очень большой,они реально убивают звук, вроде все чисто и вполне играет, но по сравнению с оригиналом плоско и мертво.
Не очень понятно от чего зависит выбор номиналов резисторов, как я понял можно ставить от 5 до 15K


(Павел Погодин) #13

Номинал резисторов подбирал практически, на слух и по замерам.
Компромисс между низким выходным сопротивлением матрицы для лучшего согласования с трансом и увеличением шумов из за нагрева резисторов. При 4.7К уже слегка ощущается нагрев.


(Марат) #14

Собирал с год тому. Дома две макетки. Аналоговая свертка - богатая идея, надо реализовать до конца.
От чирпа парафазная схема не избавит, ибо это коррелированный с сигналом шум, т.е. вычесть его полностью не получится. Транс как фильтр отчасти спасет.
Нужен нормальный модулятор. Начал писать. Некогда пока.


(Павел Погодин) #15

На столе лежали две китайских реализации баланс и не баланс. При прочих равных условиях и одном и том же муз. материале - в дифференциальной версии журчание не услышал ни с трансами ни с активным выхлопом. Раздражала только проблема с неэффективным mute. Вообщем то из за mute и развел собственную плату.


(Vitaly Bargatin) #16

Марат, согласен с вами по общей оценке DSC (в ветке по dam1121) - очень интересный и необычный ЦАП.
Я вот сижу и слушаю с удовольствием те DSD треки, которые на Vega мне казались скучноватыми. :grinning:

Но почему так категорично по поводу “журчания” (чирпа)?
Если его природа - idle tone (см ссылку на статью в шапке), то явление вообще мало изученное, даже теоретически.

В любом случае - на балансном DSC 2.5 Павла я его не слышу и на измерениях до 80 кГц не наблюдаю.


(Марат) #17

Если это idle tones, в модуляторе нужен ФВЧ герца на два-три, отсекать DC, и ничего малоизученного. Но есть некоторые сомнения, что это именно они…
Помаракуем, повторюсь, идея богатая.


(Павел Погодин) #18

Виталий, вот так прям сидите и слушаете?:grinning:
А как там с усталостью от прослушивания?
Сам пока к сожалению не могу в полном объёме его “отслушать”.


(Vitaly Bargatin) #19

Марат, то что idle tones изучают на постоянном сигнале в приведенной статье, не означает, что он проявляется только на DC. Просто академически его так проще изучать. Это только мое мнение, конечно.

По поводу сомнений - согласен. Просто это, к сожалению, пока вообще единственное сколько нибудь подходящее объяснение, известное мне. Да и статья интересная. :grinning:

По поводу идей - делитесь плс. ЦАП реально интересный.


(Vitaly Bargatin) #20

:grinning:
Сегодня просто время появилось. У меня фоном музыка всегда играет. Сегодня вот залип и уже не фоном слушал.