Gerts Mod für den Linn Sneaky DS (G-Sneaky)

Gerts Modifikationen

Gerts Mod für den Linn Sneaky DS (G-Sneaky)

Beitragvon Aktives Hören » 13.12.2011, 17:17

Nachstehend zusammengetragen sind sämtliche Beiträge von Gert, die die technischen Hintergründe seines Mods für den Linn Sneaky DS betreffen.

Zunächst einmal die Modifikationen in der Übersicht:

Fortepianus hat geschrieben:
  1. Modifikationen des Analogteils:

    • Bessere OPs LME49740MA

    • Verbesserung der Spannungsversorgung, insbesondere bei der Analogausgangsstufe und dem DAC-Chip

    • Eine dicke Ausgangstreiberstufe mit BUF634ern ohne Über-Alles-Gegenkopplung, wodurch eine massive Absenkung des Ausgangswiderstandes möglich wurde

  2. Modifikationen des Digitalteils:

    • Sehr präzise Taktsignale durch Doppel-VCXO (2 Tentclocks) mit schaltbarer Filterzeitkonstante für:
      - PLL
      - DAC
      - S/PDIF

      Wie man diese PLL - was die Regelschleife ist, die den sauberen Takt der Tentclocks mit dem etwas wackeligen des Sneaky synchronisiert - auf Akurateniveau bringen kann (damit der Takt noch deutlich unabhängiger vom Linn-Takt wird und die Tentclocks nahezu frei schwingen können), ist eine Frage der Grenzfrequenzen, Zeitkonstanten und Phasenverschiebungen innerhalb der Regelschleife.

      Endergebnis: Eine 20dB höhere Jitterdämpfung ab 30Hz, das ist Faktor 10! gegenüber der Grundeinstellung Doppel-VCXO.

    • Die sauberen Taktsignale der bereits im Analogupgrade synchronisierten Tentclocks gehen nicht nur in die onboard-PLL und den DAC, sondern außerdem in den Frequenzvervielfacher ICS601-02, der sich durch besonders niedrige Jitterwerte auszeichnet.

      Dessen Ausgang wird dann so konfiguriert, dass er die Vierfache Eingangsfrequenz liefert, also die 45 bzw. 49MHz (VCXOs mit 45,1584 bzw. 49,1520MHz. gibt's in der Güte der Tentclocks nicht zu kaufen), und damit wird dann ein Reclocker-Doppel-Flipflop ("Duscherlebnis": ein Reclocking mit zwei Flipflops, wobei der Trick ist, die beiden FFs auf einem Chip zu nutzen und das zweite mit dem invertierten Signal des ersten zu füttern, bei im Prinzip gleichem Takt ) getriggert, das den S/PDIF-Datenstrom einliest und mit der neuen Clock an den S/PDIF-Ausgang weiterleitet.

      Diese Maßnahmen führen zu einem erheblich reduzierten Jitterwert trotz variabler Samplefrequenzen.
Quelle: viewtopic.php?p=40272#p40272

Und so ging's los:

Fortepianus hat geschrieben:Hallo liebe Linn-Fans,

gestern war's soweit und ich hab' den Sneaky zerlegt:

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Oben das innere Gehäuse, links unten das Schaltnetzteil und rechts unten die Platine.
Beim näheren Blick blieb ich zunächst an der Analogfraktion hängen:

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Man erkennt den Wandlerchip, einen Wolfson WM8740. Dahinter das Analogfilter, gemacht mit einem Vierfach-OP namens OPA4134UA. Das ist die Vierfachversion des OPA134 und soweit ganz ordentlich. Schaut man sich die Multilayer-Platine aber etwas genauer an, fällt auf, dass das Differenzfilter pro Kanal nur mit einem OP gemacht ist (gut), und der zweite OP nur als Spannungsfolger und Linetreiber arbeitet (weniger gut). Hier im Bild der DAC-Chip und rechts davon die Bauteile des Analogfilters:

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Hier mit Vierfach-OP und einer ganzen Armada von Mutingtransistoren, die zwar sehr brauchbar verschaltet sind, aber den armen OP samt EMV-Filter recht stark kapazitiv belasten:

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Na, was fällt einem denn da sofort als kleine Verbesserung ein? Die zwei üblichen Dinge natürlich, erstens einen besseren OP (LME49740MA anstelle OPA4134UA), und zweitens BUF634 zur Entkopplung von OP und Ausgang einschließlich Ausgangs-EMV-Filter und Muting-Gedöns.

Die LMEs habe ich zwar in Single- und Dualausführung immer in der Schublade, aber den den Quad nicht. Also mal schnell Muster bei TI geordert gestern, aber bis die aus USA da sind, vergehen ein paar Tage. Eine kleine Ausgangsbufferschaltung habe ich aber gleich aufgebaut:

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Man sieht die beiden Burr Brown Buffer (in ClassA-Beschaltung natürlich), die zur schnellen Stromlieferfähigkeit die beiden silbernen Elkos gekriegt haben. Die habe ich kürzlich bei Mouser in den USA entdeckt, die haben einen ESR (also Verlust-Widerstand) von nur 7mOhm bei 330uF! Das ist extrem. Da kann man sich übrigens die Folien-Cs parallel getrost schenken. Die beiden Potis mit den kleinen Pana-FC Elkos dienen zur Offsetkorrektur - die Bufs bringen immer ein paar mV mit, die sich damit sehr schön ausbügeln lassen.

Zusammengebaut sieht das dann so aus:

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Zum Hören bin ich aber dann nicht mehr gekommen, folgt in Kürze.

Was habe ich noch entdeckt? Klar, die Clockfraktion habe ich mir natürlich angesehen. Den Takt macht dieser Xilinx-Käfer:

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Links am Bildrand ist übrigens ein Ausgangstrafo für S/PDIF zu sehen. Aber zunächst interessant ist, dass die Lötplätze auf der Platine für die beiden XO und die beiden VCXO, die ich auf der kürzlich hier irgendwo vorgestellten China-Seite beim Akurate und Klimax in der Nähe des gleichen Chips entdeckt habe, fehlen. Es ist aber wohl das gleiche Platinenlayout, nur sind die XO/VCXO-Plätze unbestückt:

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Umso erstaunlicher, dass es Linn gelingt, auch ohne die XO/VCXO einen so sauberen Takt hinzukriegen, wie ich ihn am S/PDIF-Ausgang mit dem Jittermonitor höre. Die S/PDIF-Ausgangsschaltung mit dem Trafo ist aber evtl. noch verbesserungsfähig.

Ich will aber nicht mehrere Schritte gleichzeitig machen, weil ich sonst nicht mehr weiß, welcher klangliche Effekt von welcher Maßnahme kam. Deshalb werde ich mir jetzt erst mal in Ruhe den Analogausgang mit den Buffern anhören. Dann den Quad-OP tauschen. Und dann an die Digitalfraktion gehen.

Als ich übrigens nach dem Zusammenbau kurz getestet habe, ob alles funktioniert, ist mir Folgendes aufgefallen:

Ich habe vom Kinsky-Desktop in meiner Werkstatt einen 1kHz-Sinus mit Vollaussteuerung abgespielt. Nun kann man ja die Lautstärke digital verändern per Kinsky. Dreht man aber weiter auf als 85, geht das Signal Digital ins Clipping, der Sinus wird also oben flach abgesägt. Das passiert genau zwischen Einstellung 85 und 86. Der Analogpegel, der dabei rauskommt, ist aber niedriger als üblich. Der vollausgesteuerte Sinus bei Einstellung 85 liefert eine Amplitude von 1,1V gleichbedeutend mit ca. 0,78Veff. Üblich bei DACs oder CD-PLayern sind aber 2,1Veff. Deshalb, liebe Linn-Besitzer, Vorsicht beim Einsatz der Lautstärkeregelung. Wem der Sneaky zu leise spielt am Analogausgang und deshalb die Lautstärkeeinstellung über 85 hochdreht, muss mit massiven Verzerrungen rechnen.

Quelle: viewtopic.php?p=35446#p35446

Fortepianus hat geschrieben:Hallo Freunde,

weiter geht's. Aber erst nochmal:

play-mate hat geschrieben:Mal abgesehen von den Ausgangsstufen und die digitale Pegelanpassung, ist mir nicht ganz klar wo die Sneaky Modifizierungen hinführen sollen.

Wenn der Sneaky 44.1kHz digital ausgibt, kann man bei dieser Samplingrate mit dem Sonos vergleichen, richtig? Wenn aber der Sneaky nur höhere Samplingraten analog ausgeben kann, und der G-Sonos eh nur 44.1 kHz ausgeben kann, gibt es doch ein Problem der Vergleichbarkeit.

Bei 44,1 am Digitalausgang ist für mich der Fisch schon geputzt. Meine Ohren hören an meinem DAC keinen Unterschied zwischen Sneaky und G-Sonos am Digitalausgang, und mein Jittermonitor bescheinigt beiden exzellentes Verhalten mit leichten Vorteilen für den G-Sonos. Was soll ich mich da weiter aufhalten? Ich denke, dass beide vermutlich exakt bitidentisch spielen werden und hoffe, dass Ralph (Koschnicke) das, wenn er seinen Sneaky hat, verifiziert.

Für CD-Material auf Festplatte ist es aus meiner Sicht Jacke wie Hose, welchen Streamer man nimmt. Der Sonos hat aus meiner Sicht Bedienungs- und Installationsvorteile, ist winzig und braucht keinen UPnP-Server. Außerdem hat er eine sehr gut gemachte digitale Lautstärkeregelung.

Aber der Linn hat einen ganz klaren Vorteil: Er spielt HD gapless in Top-Qualität. Das ist der entscheidende Punkt für mich. Ob er

play-mate hat geschrieben:Ist es denn nicht relevant zu wissen, ob sich die Klangqualität des Sneaky bei einem Upsampling verbessert?

mit dem ihm möglichen Upsampling vor der Ausgabe einem nachfolgenden DAC auf die Sprünge helfen kann, hängt vom nachfolgenden DAC ab. Viel reizvoller erscheint mir momentan folgende Fragestellung:

Die Linn DS spielen unbetritten am eingebauten Analogausgang in der Champions League. Da gibt es aber wohl deutliche Unterschiede von Sneaky bis Klimax über Majik und Akurate. Wenn ich nun den Analogausgang des Sneaky in die Liga der großen DS bringen könnte, wäre das doch für viele Sneaky-Besitzer einschließlich mir interessant, denke ich. Der etwas einfachere DAC (WM8740 gegenüber 8741) ist zwar eine Tatsache, aber nach meinen ersten Eindrücken ist das nur eine Nuance im Vergleich zu dem, was am Analogteil dahinter möglich ist. Der Sneaky hat einen Line-Ausgangswiderstand von satten 300 Ohm im Original und wird von einem ganz einfachen OP getrieben.

Heute abend habe ich mir die Netzteile genauer angesehen, welcher Regler welche Spannung macht etc. Ein bisschen ein Dorn im Auge war mir von vornherein, dass die Analogstufe nur mit +-12V betrieben wird. So steht's auf dem Board, aber nachgemessen sind das +11,4V und -11,7V. Ich habe mich ein bisschen mit den Reglern beschäftigt und rausgefunden, dass ich mit zwei Präzisions-Trimmern an der richtigen Stelle die Analogspannungen von 12 bis 15V beliebig variieren kann:

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Ein bisschen mehr Spannung tut sowohl den BUFs wie den LMEs gut. Insgesamt fällt aber auf, dass die Spannungen alle sehr sauber sind, ich habe mir die alle in Bezug auf Ripple und Rauschen mit dem Oszi angeschaut. Eine Spannung fällt etwas aus der Reihe, das sind die 3,3V für die großen Xilinx-Käfer im LAN-Teil des Boards, die rauscht deutlich stärker als die anderen Spannungen und zappelt auch hin und wieder rhythmisch hin und her. Da spielt natürlich auch ordentlich Musik auf dieser Spannung, alle möglichen hochintegrierten Käfer beziehen hier ihre Nahrung. Ausgerechnet daraus bezieht auch die einzige Clock des Geräts ihren Saft, eine 12,5MHz XO, aus der vermutlich alle nötigen Takte vom benachbarten Xilinx-Käfer per Frequenzsynthese gemacht werden. Also habe ich die kleine HF-Drossel, die längs zwischen der 3,3V-Rail und der XO liegt, ausgelötet, um 90 Grad gedreht und ein Ampèremeter dazwischen geschaltet, um zu erfahren, welcher Strom da fließt:

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Bescheidene 1,8mA fließen da. Na, diesen Strom kriege ich sauber, das wird die nächste Maßnahme.

Quelle: viewtopic.php?p=35520#p35520

Fortepianus hat geschrieben:Nun habe ich gestern abend noch ein bisschen weiter gemacht. Ich stellte mir die Frage, wie denn eigentlich der (variable) Takt in der Kiste erzeugt wird. Man sieht genau einen Quarzschwinger, der an dem fetten ersten Xilinx-FPGA am Eingang sitzt. Dort doch vermutlich, und zwar irgendwie per Frequenzsynthese. Ich kann mir aber gut vorstellen, dass der Jitter dieses Taktgenerators in der einen oder anderen Weise seinen Weg bis zum Digitalausgang und zum DAC findet. Egal, wie gut die XO selbst ist, sie kann nur so sauber laufen wie ihre Versorgungsspannung es zulässt. Und, wie schon weiter oben bemerkt, hängt die Clockversorgung an der dicken 3,3V-Versorgung für den ganzen Digital-IC-Park. Die Versorgung direkt an der Clock gemessen sieht so aus (entschuldigt das schiefe leicht verwackelte Bild vom Oszischirm):

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Zeitachse 1ms pro Div., y-Achse 20mV pro Div.

Das ist ein recht beachtlicher breitbandiger Rauschteppich mit einer Amplitude von grob 20mV. Nachdem ich den Strombedarf von 1,8mA für die Clock ja schon rausgefunden habe, war es ein einfaches, einen Superreg (Stromquelle plus Shuntregler plus nachgeschalteter passiver Transistorglätter) auf genau diese 1,8mA für 3,3V zu dimensionieren, die aus der schon recht sauberen (inzwischen +13V) Analogspannung gespeist wird. Voila, ist drin:

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Links auf der kleinen Zusatzplatine sieht man erst mal einen der neuen organischen Polymer-Elkos mit 7mOhm ESR, dann kommt von links nach rechts die Transistorstromquelle, die eine LED als Konstantelement hat, dann der Shuntregler (sieht auch aus wie ein schwarzer kleiner Transistor) und dann rechts ein RC-Glied mit einem Panasonic FC, entkoppelt über einen (vom Elko fast verdeckten) Emitterfolger und ein kleiner Folien-C zum Schluss, bevor es auf das HF-Filter direkt an der Clock geht.

Bei gleicher Einstellung am Oszi sieht das dann so aus an der Clock:

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Schon besser, würde ich sagen. Heute abend will ich mal am Jittermonitor prüfen, ob sich was getan hat. Und, falls ja, mal reinhören. Falls nein, ist der Jitter dieser Clock warum auch immer egal für das Endergebnis. Oder er ist gar das Linn-Geheimnis :mrgreen: .

Quelle: viewtopic.php?p=35555#p35555

Fortepianus hat geschrieben:Hallo Freunde,

ich möchte ganz bestimmt nicht, dass Ihr von mir denkt, dass ich mich irgendwo auf die faule Haut lege und vor lauter Gänsehaut bzgl. des neuen Linn-Klangs nicht mehr in die Höhe komme. Also:

Die Büchse wieder in den Keller getragen und mir gedacht, also, am Digitalausgang könnte man doch das Einfachste, was denkbar ist, mal ausprobieren. Nämlich diesen Ausgangstrafo enfernen. Diese Trafos haben mir bis jetzt eigentlich immer Schwierigkeiten gemacht bzgl. Jitter. Wobei ein Trafo hauptsächlich den dateninduzierten Jitter begünstigt, der ja beim Linn nun gar nicht zu finden ist. Dennoch, wer weiß, vielleicht sammelt das Teilchen irgendwie Schmutz aus der Umgebung auf oder was weiß ich, jedenfalls will ich den Versuch nicht auslassen, ihn mal probehalber zu entfernen (hallo Kai, mit meiner kleinen Entlötsaugpumpe ging das trotz Multilayerplatine ganz locker :cheers: ):

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Der Trafo will ja nun irgendwie überbrückt werden, und einfach die Masse durchverbinden birgt die Gefahr von Masseschleifen - also kommt auf der Masseseite ein MKS4 mit 100nF zum Einsatz (warum gerade der? Er passt geometrisch gerade zwischen die zwei zu überbrückenden Punkte :P ). Auf der heißen Seite ist in der Originalschaltung schon ein Kondensator drin (muss drin sein, sonst kriegt der Trafo einen DC-Offset, der ihn in die Sättigung treibt), also tut's hier ein provisorisches Käbelchen:

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Was mir schon mit dem Trafo auffiel, war ein kleiner Überschwinger auf den Digitalimpulsen, über 5%, wenn man den Digitalausgang direkt an der Buchse mit 75 Ohm abschließt und dort einen Oszi anklemmt. Der Überschwinger war auch ohne Trafo noch da, also habe ich mal ein bisschen experimentiert mit ein paar pf hier und dort, und siehe da:

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Hier ist die richtige Stelle für empirisch ermittelte 22pF, und dann sieht das Ausgangssignal so aus:

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Feine Sache, sauber in 8ns rauf, sauber in 8ns wieder runter. Wobei der kleine Oszi, mit dem ich gemessen habe, eine ähnliche Anstiegszeit hat. Da muss man dann die Wurzel aus der Summe der Quadrate der beiden Anstiegszeiten ziehen, näherungsweise. Also geht der Ausgang jetzt in knackigen 4ns rauf und runter. Das höre ich mir morgen dann am Jittermonitor an - wieder ein Schuss in den Ofen?

Quelle: viewtopic.php?p=35601#p35601

Fortepianus hat geschrieben:Hallo Ralf,

Ralf Koschnicke hat geschrieben:Erster Eindruck hinterlässt zunächst mal große Zufriedenheit. Nur: Gert, könntest Du bitte mal nach einem Baustein für die Lautstärkereglung suchen? Ich bin mir nicht sicher, ob die im FPGA gerechnet wird. Vielleicht ist da noch ein konventioneller Regelbaustein, der nur digital angesteuert wird. Unerwartet, aber umso glücklicher, lässt sich die Laustärkereglung abschalten und das bleibt sie.

Da gibt's ja drei FPGAs von Xilinx auf dem Board. Theoretisch kann der Wolfson-Wandler die Lautstärke regeln, aber das schließe ich aus, nachdem ich die Pins alle auf Spannung und Frequenz durchgemessen habe. Danach stellt sich die Lage so dar:

Der WM8740 wird im Hardware-Mode betrieben, und zwar im sog. 8fs-Mode (8faches Oversampling) nach 24bit I²S-Spezifikation für die Datenorganisation. Im 8fs-Mode gibt es zwei digitale Eingangspins, getrennt für links und rechts. Ich habe gemessen, während ein 44,1kHz Messsignal lief. Beim 8fs-Mode wird der interne Upsampler des DAC, aber auch seine interne Lautstärkeregelung umgangen. Die LR-Clock liegt mit 352,8kHz an, die Bit- und Systemclock mit 11,2896MHz.

Damit muss die Lautstärkeregelung extern gemacht werden, und zwar digital, weil auf Analogseite ganz sicher nichts Derartiges drin ist. Lediglich die Signalabschwächung (-12db etc.) ist analog ausgeführt. Direkt vor dem DAC sitzt ein Xilinx XC9536XL, und da bei den größeren Modellen hier eine VCXO dran hängt, schreibe ich die Takterzeugung und das je nach Eingangsfrequenz mehrfache Upsampling diesem Chip zu (vielleicht denke ich da auch falsch, aber das ist meine derzeitige Arbeitshypothese). Das Upsampling wird vermutlich nicht im dicken Eingangs-FPGA gemacht, denn es kann ja getrennt für Analog- und Digitalausgang in der Frequenz eingestellt werden. Da ist aber keinesfalls gesichert, sondern so reime ich mir das momentan zusammen.

Den Test ohne Ausgangsübertrager vor dem Digitalausgang am Jittermonitor habe ich übrigens gemacht, der Unterschied am Jittermonitor ist marginal. Auch ohne Übertrager ist ein höherer Jitter als beim G-Sonos auszumachen, aber es ist egal, ob mit oder ohne Trafo. Also wieder rein damit :D .

Oszibildchen mit und ohne Trafo, oben mit, unten ohne:

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100ns/Div t-Achse, 100mV/Div y-Achse. Die unterschiedlichen Pulsbreiten kommen daher, dass der Sneaky oben eine 44,1k-Datei abspielte und unten im Leerlauf war, was aber für die Anstiegsflanken und die Pulsdächer egal ist. Man sieht mit Trafo, dass die Dächer ein ganz klein wenig schräg sind. Das ist aber so wenig, dass es offensichtlich keinen Einfluss auf den Jitter am Ausgang hat.

Ich denke, dass der Systemtakt des Sneaky eben nicht so besonders gut ist, und da unterscheidet er sich vermutlich von den größeren Brüdern. Ihm fehlt ja auch die VCXO am letzten FPGA, und ich vermute jetzt einfach mal, dass dieser FPGA einen integrierten Taktgeber besitzt, der benutzt wird. Ein besserer Takt würde natürlich auch und vor allem dem internen Wandler auf die Sprünge helfen. Um das zu ändern, muss ich aber noch ein ganzes Stück tiefer in die Kiste einsteigen. Das lässt sich nicht einfach machen, indem man die externen Clock-Bauteile, die man bei den größeren DS am gleichen FPGA sieht, drauf macht, denn der FPGA ist ja individuell für jedes Modell programmiert. Ich habe aber schon ein paar Ideen, wie das gehen könnte.

Quelle: viewtopic.php?p=35627#p35627

Fortepianus hat geschrieben:Heute kamen die LME49740MA aus Singapur, das ging extrem zackig. Der OPA4134UA ist auch schon draußen und der LME49740MA drin:

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Eine Kleinigkeit habe ich noch verändert: Der originale Tiefpass ganz am Ende ist so dimensioniert, dass der Ausgangswiderstand von 300 Ohm (was für meinem Geschmack zu viel ist) 750pF nach Masse findet. Das macht einen passiven Tiefpass mit einer Grenzfrequenz von rund 700kHz. Juckt nicht weiter, kann man sagen, aber wozu, außer für die Erfüllung der in diesem Punkt völlig unsinnigen EMV-Vorschriften, kann man sich ebenso fragen. Inzwischen ist der Ausgangswiderstand auf 50 Ohm erniedrigt. Mit den Bufs davor könnte man den auch gefahrlos noch erheblich niedriger machen, aber das bringt nach meiner Erfahrung nichts mehr, und dann wäre die Mutingschaltung völlig ausgehebelt, weil der BUF634 ungerührt Saft in die MOSFET-Schalter pressen würde, bis sie glühen. Dafür habe ich die 750pF auf 330pF erniedrigt, damit hat der Tiefpass am Ausgang jetzt rund 10MHz Grenzfrequenz und ist jetzt wirklich nur noch für HF wirksam.

Wieder in den Hörraum gestapft mit der Kiste und angeschlossen. Vergleich Sonos am DAC gegen Linn analog. Da stimmt doch der Pegel nicht mehr, dachte ich gleich, und erst mal nachgemessen. Doch, er stimmt, bei Stellung 82 spielt der Linn nach wie vor gleich laut wie der DAC. Aber interessanterweise muss ich jetzt den Linn 2dB (also auf 80) zurück nehmen, um den gleichen Lautheitseindruck zu bekommen! Das hat enorm an Druck und Struktur gewonnen, das ist offensichtlich und ich brauche diesmal Annette nicht zu bemühen :D . Das sind die LMEs, ganz klar. Die sind einfach gut, und LMEs mit BUF634 dahinter sind saugut. Für alle, die nicht an den unterschiedlichen Klang von OPs glauben, entweder, weil sie es noch nie im Vergleich gehört haben oder weil ihre Anlage das nicht rüber bringt: Vielleicht macht Euch ja nachdenkllich, dass Linn von Sneaky und Majik zu Akurate und Klimax von OPA4134 auf LM4562 (baugleich mit LME49720) wechselt.

Das Zwischenergebnis beflügelt mich jetzt doch enorm, muss ich sagen.

Die Takt-Geschichte im Sneaky wird aufwändig, enorm aufwändig sogar, wenn man es richtig machen will, da schrecke ich noch ein bisschen davor zurück, weil ich mich frage, ob man für die damit erreichbare Liga nicht besser doch gleich einen Akurate kauft, dann hat man auch gleich kanalgetrennte 32Bit-Wandler, und die LMEs sind auch schon drin. Da fehlen dann nur noch die Buffer am Ausgang. Aber vielleicht geht auch dort noch ein bisschen was an der Spannungsversorgung, mal sehen :mrgreen: .

Aber am Analogausgang des Sneaky ist enorm viel zu holen, das ist ganz klar. Als nächstes möchte ich mir die Spannungsversorgungen noch ein bisschen zur Brust nehmen. Die Regler auf dem Bord (LM2941S und 2991S) für die Analogspannung habe ich ja schon so verändert, dass sie nun +-13,5V anstelle +11,4V und -11,7V bringen. Da fühlen sich die LMEs ebenso wie die BUF634 wohler, wenn es nicht so knausrig zugeht beim Essen. Man könnte natürlich auch auf +-15V gehen (in den AGM versorge ich sie mit 15,5V), aber dann werden die Buffer recht heiß, weil ich sie im ClassA-Betrieb betreibe. Da sind die 13,5V ein guter Wert.

Welche Spannungen mir in erster Linie verbesserungswürdig erscheinen, sind die Analogspannungen des DAC. Es gibt drei Pins am Wolfson dafür. Sie sind im Sneaky alle zusammengelegt und werden aus einem LM317 versorgt, der seine Spannung wiederum aus den +11,4V (jetzt 13,5V) erhält. Die Spannung ist eine der entscheidenden am Wandler, sie ist die Referenz für die Wandlung ins Analoge, und wenn da was zappelt, zappelt 1:1 das Analogsignal mit. Hier etwas Aufmerksamkeit zu spendieren, lohnt sich durchaus, denke ich. Warum nicht dafür eine Sonos-Upgrade-Platine opfern und so bestücken, wie für die HiFace-Upgrades? Natürlich angepasst an den Strombedarf von 13mA des Wolfson-DACs. Ich glaube, das wird die nächste Stufe, die ich am Analgteil zünden kann.

Quelle: viewtopic.php?p=35643#p35643

Fortepianus hat geschrieben:Hier ein erster Eindruck der Prototypenplatine in Lochrastertechnik. Die analoge Ausgangsstufe mit den BUF634 hatte sich schon als sehr brauchbar herausgestellt, die findet sich auch im neuen Aufbau:

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Was bisher aber noch suboptimal war, ist die Spannungsversorgung sowohl der BUFs wie auch der analogen Ausgangsstufe auf dem Linn-Board. Die Versorgung des Vierfach-OPs im Analogteil aufzutrennen ist übrigens nicht so einfach, wie man zunächst denkt. Die Analog-Spannungsversorgung beliefert nämlich allerlei Bauteile und hat einen eigenen Layer tief im Sandwichaufbau der Multilayerplatine. Aber ich habe unter einem kleinen Elko, nachdem ich ihn ausgelötet hatte, die Durchkontaktierungsstellen vom OP zu diesem Layer entdeckt, kann sie dort auftrennen und dann unauffällig den kleinen SMD-Elko wieder drauflöten. Also, die neue Spannungsversorgung. Das ist so ziemlich der aufwändigste Längs-Querregler, den ich bisher entworfen und gebaut habe, und da habe ich die letzten Abende einige Zeit mit Feinabstimmung verbracht:

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Die LM317 bzw. LM337 sind nur für's grobe Erste da:

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Die Feinarbeit basiert auf einem Regler mit OP, für den ich den gleichen Typ wie in der Analogausgangsstufe nehme:

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Dann hat's noch ein D-Flipflop an Bord, um den S/PDIF-Ausgang neu zu takten:

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Die vielen silber-roten Elkos sind übrigens diese neuen Typen mit organischem Polymer als Elektrolyt, die mit 7mOhm ESR rekordverdächtig sind. Am Wochende will ich die neue Platine dann in den neuen Sneaky einbauen. Aber vorher will ich noch den Jitter am Jittermonitor aufnehmen, damit ich einen Vergleich habe, ob das Reclocking was bringt.

Quelle: viewtopic.php?p=36099#p36099

Fortepianus hat geschrieben:Heute war der Umbau dran. Gestern abend habe ich noch ein bisschen an den Reglern rumgemacht und die OPs nochmal getauscht. In der Netzteilschaltung ist der AD811 doch etwas besser als der LME49710 - mit letzterem neigt die Schaltung zu leichten Überschwingreaktionen bei Lastwechseln, wogegen mit dem AD ein perfektes Ausregelverhalten erzielt wird. AD797 hatte ich gerade keine mehr, habe ich aber bestellt und werde ich versuchsweise auch mal probieren (der rauscht deutlich weniger).

Das Analogteil vor dem Umbau (links unten ist schon ein neuer Stützelko für die Clockversorgung zu sehen):

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OP, Elko und Widerstände ausgelötet:

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Unter dem ausgelöteten Elko sitzt die besagte Durchkontaktierung zum Versorgungslayer. Direkt davor wird aufgetrennt:

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Der neue Vierfach-OP und die neuen Ausgangswiderstände sind drauf, ebenso ist der Elko wieder an seinen Platz gewandert:

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Danach werden die Flussmittelreste mit Waschbenzin und Zahnbürste entfernt. Jetzt wird's fummelig, das Kabelbäumchen muss rein:

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Huckepack sitzt die neue Ausgangsstufe mit Spannungsversorgung im Hintergrund:

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Versuchsweise auch noch den Kabelbaum für den Reclocker reingemacht:

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Alles wieder zusammengebaut:

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Durch die Steckverbindungen kann ich jederzeit einfach die Zusatzplatine abstecken und in Ruhe ändern oder einfach eine neue Platine dranstecken. Wofür der freie 3pol. kleine Steckverbinder ist? Damit will ich noch bei Gelegenheit eine neue Versorgung des DAC-Chips probieren, und dafür ist auch der noch freie Platz auf der Prototypenplatine reserviert.

Strom drauf, und - welch Wunder - alles spielt auf Anhieb (das ist nicht ganz selbstverständlich, wie jeder Selbstbauer sicher aus eigener Erfahrung weiß).

Ich war doch recht gespannt, was sich jetzt im Hörraum tut. Zunächst interessierte mich das Jitterspektrum. Gestern abend hatte ich noch den Ausgang des Jittermonitors mit und ohne Musiksignal mit dem Notebook aufgenommen (immer 10s) und darüber gemittelt das Spektrum abgespeichert, damit ich einen Vergleich habe nach dem Umbau.

Allerdings war nach einem ersten Anhören des Jittermonitorausgangs klar, dass das Reclocking kontraproduktiv ist. Plötzlich waren nicht unerhebliche Musiksignalanteile auf dem Takt zu hören - also kurzerhand wieder raus damit.

Mir war jedoch ein Verdacht gekommen beim Sichten der Spektren. Waren da möglicherweise Schweinereinen durch die Versorgungsspannung auf dem Takt? Also habe ich die einfachste Möglichkeit zur Verbesserung der Spannungsqualität gewählt - höchstwertige Elkos zur Stützung gezielt an zwei Stellen, und schon hörte sich das Jitterspektrum besser an. Also genau wie das gestern aufgenommene Spektrum des originalen Sneaky und des G-Sonos gespeichert.

Ich habe mich nun ein wenig in Powerpoint verkünstelt und versucht, die Spektren im Vergleich darzustellen. Im unteren Frequenzbereich sind sie alle recht ähnlich, und es kann gut sein, dass da die Spannungsversorgung des Referenztaktes, der zum Vergleich herangezogen wird, einen Fingerabdruck hinterlässt. Ab 2kHz werden die Unterschiede aber interessant:

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Die Signale sind mit 96kHz Abtastrate und 24Bit Auflösung aufgenommen, wobei der Verstärker des Jittermonitors bei ca. 20kHz einen Tiefpass hat, damit nicht der ganze HF-Müll in den Verstärker gelangt. Die große lila Fläche ist der Rauschteppich, aus dem sich einzelne kleine Peaks nach oben erheben. Einen roten Strich habe ich jeweils ungefähr auf dem Niveau des niedrigsten Spektrums in Höhe des Rauschanteils gezogen. Der Sneaky zeigt mit und ohne Musik zwei signifikante Peaks, einen bei ca. 6,5kHz und einen etwas kleineren bei ca. 11kHz. Zwischen 2 und 4kHz findet sich bei allen ein ganz ähnlicher Fingerabdruck, den ich der Referenzquelle zuschreiben würde. Insgesamt sieht man jedoch, dass der Sneaky ein höheres Phasenrauschen hat im Vergleich zum G-Sonos. Der Effekt der beiden 7mOhm-Elkos aus organischem Polymer zeigt sich dabei deutlich - der Rauschteppich geht also zu einem guten Teil auf die Rechnung der Versorgungsspannung.

Was jedoch bleibt, sind diese beiden charakteristischen Peaks beim Linn, die auch nach der Reinigung der Versorgung in gleicher Größe aus dem Rauschteppich hochstehen. Sind die gewollt oder nicht? Sind sie gar das Geheimnis?

Klar ist aber, dass man mit einfachen Maßnahmen das Jitterniveau auf das des G-Sonos drücken kann, zumindest ohne Signal. Aber auch mit Musiksignal zeigt sich eine Verbesserung, wobei die beiden Peaks immer bestehen bleiben. Auch zu sehen sind, trotz Abschneiden mit dem analogen Tiefpass, beim Sneaky ein paar Peaks zwischen 24 und 48kHz, die auf dem Takt Piccoloflöte spielen und die beim Sonos fehlen.

Hörtest folgt. Besonders auf den Analogausgang mit der aufwändigen Versorgung bin ich gespannt.

Quelle: viewtopic.php?p=36209#p36209

Fortepianus hat geschrieben:Hallo liebe Linnfans,

meine Untersuchung macht Fortschritte. Mittlerweile habe ich Folgendes begriffen:

1. Der letzte XILINX-Käfer vor dem DAC ist lediglich ein sog. CPLD (Complex Programmable Logic Device). Das ist ein Teil, bei dem man aus einer Ansammlung von Gattern und Flipflops sich eine Schaltung per Software zusammenbauen kann - Löten per Software sozusagen. Dieser CPLD macht keinesfalls das Upsampling, wie damals in der Audio beim Test behauptet, dazu ist dieser IC nicht in der Lage. Das macht der Virtex-4.

2. Das Digitalteil von Sneaky bis Klimax sieht zwar gleich aus, ist aber an einer Stelle grundsätzlich unterschiedlich zwischen den verschiedenen Modellen: Der o. g. CPLD ist anders programmiert.

3. Beim Sneaky macht er lediglich das Setzen der Hardware-Pins des DAC-Chips WM8740 und routet die Takte durch, die vom Virtex kommen. Den Datenstrom sieht das Teil nicht, weder beim Sneaky noch beim Klimax.

4. Bei Klimax und Akurate kommen als DAC-Chip zwei WM8741 zum Einsatz, ebenfalls im sog. 8fs-Mode mit 24bit Wortlänge, Daten linksbündig, der das interne Digitalfilter umgeht. Merkwürdigerweise ist dieser Modus beim WM8741 nur im sog. Software-Control-Modus einzustellen, beim WM8740 nur im Hardware-Modus.

5. Kommt der WM8741 zum Einsatz, braucht er aber einen Mastertakt von 33,8688 bzw. 36,864MHz, der dann vom völlig anders programmierten CPLD bereit gestellt wird. Er hat dann zwei XOs und zwei VCXOs, je einen mit den beiden genannten Frequenzen, an der Seite, und ist als PLL programmiert. Bis auf die fehlenden Quarze beim Sneaky sieht das von außen gleich aus.

6. Will man dem Sneaky auf die Sprünge helfen im Digitalteil, muss man an seinem Takt was machen. Der 11,2896 bzw. 12,288MHz-Takt, den sein DAC vom FPGA geliefert kriegt, zappelt stark. Man sieht das schon mit dem Digitalspeicheroszi, die Taktflanken zittern innerhalb eines Zeitfensters von ca. 4ns. Das begrenzt die klanglichen Möglichkeiten des DA-Wandlers enorm. Man kann aber leider nicht einfach die fehlenden XOs bzw. VCXOs drauf löten und alles läuft, sondern dazu müsste der CPLD anders programmiert werden, wozu man Insiderwissen von Linn bräuchte. Das, was das Teil aber machen soll, kann ich natürlich auch extern nachbilden. Da bin ich dran.

7. Am Digitalausgang zappelt der Takt aber keineswegs so wie der Systemtakt und die Bitclock für den internen DAC.

8. Für die feinen Digitaldatenlieferanten G-Sonos und G-Sneaky hatte mein Jittermonitor zuviel Eigenrauschen. Ich habe ihn deshalb grundlegend überarbeitet. Ich habe mal drei Kandidaten im Vergleich angeschlossen, einen unmodifizierten ZP90, einen G-Sonos und den G-Sneaky, Stand heute:

Bild

Jedes Spektrum beginnt links bei 22Hz und endet rechts bei 20kHz, Einteilung logarithmisch. Man sieht sehr gut, dass das Rauschniveau insgesamt nun deutlich niedriger ist, und auch im Frequenzbereich unter 1kHz sind jetzt Aussagen möglich. Man sieht bei allen Spektren Vielfache von 200Hz, was ich der Spannungsversorgung des Jittermonitors zuschreibe. Man sieht beim Sneaky wieder die beiden ganz feinen Nädelchen bei ca. 7 und 11kHz, die bei den anderen fehlen. Im Wesentlichen ist aber das Niveau des breitbandigen Jitterrauschens interessant.

Man sieht, dass der G-Sneaky seinen Meister immer noch im G-Sonos findet. Allerdings könnte sich das ändern, wenn ich mit der neuen (automatisch umschaltbaren Clock) im Sneaky auch ein Reclocking des digitalen Ausgangsdatenstroms mache. Das ist nicht ganz so trivial, wie man zunächst denken mag. Ich habe jetzt erst mal Material bestellt für einen ersten Versuchsaufbau.

Quelle: viewtopic.php?p=36518#p36518

Fortepianus hat geschrieben:Nächster Zwischenstand:

"Sneaky" lässt sich ja ins Deutsche mit "raffiniert", aber auch "hinterhältig" übersetzten. Beides trifft zu. Raffiniert ist er, weil er das exzellente digitale Eingangsteil aller Linn DS Player hat. Warum er auch etwas hinterhältig ist, will ich im Folgenden erklären.

Ich habe mich etwas eingehender mit dem Timing seiner Digitalsignale beschäftigt. Der Xilinx CPLD, der die Clocksignale für den DAC aufbereitet, hat zwei Eingänge - die Wordclock (WClk) und die Systemclock (SClk), angeliefert vom Xilinx Virtex-4. Die WClk hat 352,8 bzw. 384kHz, die SClk 11,2896 bzw. 12,288MHz. Die erste der genannten Frequenzen tritt bei der Sampleraten-Familie von 44,1k, 88,2k und 176,4k auf, die zweite bei 48k, 96k und 192k.

Ich habe nun die Clocks mit einem digitalen Speicheroszilloskop (DSO) untersucht. Folgender Versuchsaufbau:

Oszi Ch1 geht an die Wordclock, die der Xilinx kriegt. Darauf wird getriggert, also bei jeder steigenden Flanke, die auftritt, ungefähr bei 1,3V Höhe der Verlauf rausgeschrieben. Nun kann man bei einem DSO entweder ein einmaliges Event aufzeichnen, oder wie bei einem analogen Oszi immer auf's Neue triggern und so online die Veränderungen am Signal beobachten oder auch die alten Kurven einfach stehen lassen und die neuen Verläufe drüber schreiben. In der analogen Welt der Oszis nannte man Letzteres das "Nachleuten" des Schirms. Das brauchen wir hier.

Schaut man nun in Bezug auf die WClk die SClk an, die in den Xilinx geht, sieht das so aus:

Bild

Ein WCkl-Zyklus dauert eigentlich 2,8µs, also 2800ns. Hier habe ich die Zeitbasis aber stark gespreizt, ein Kästchen sind 10ns. Man sieht oben in blau die WClk-Flanke, auf die auch getriggert wird. Genau in der Mitte des Bildes, senkrecht unter dem kleinen blauen Pfeil oben, ist t=0. Hier ist die blaue Linie deshalb am dünnsten, das ist der Trigger-Bezugspunkt für alle anderen Kurven. Die nächste steigende Wordclockflanke käme dann 2,8m weiter rechts, wenn ein Kästchen 1cm groß ist.

Der Verlauf des WCLK-Signals ist deshalb eine etwas dickere Linie, weil hier über ein paar Sekunden Millionen von WCkl-Verläufen übereinanderliegen. Wäre der WCkl-Verlauf immer genau gleich, wäre die Linie ganz dünn.

Interessant ist nun der gelbe Verlauf, die SCkl, die vom Virtex-4 geliefert wird. Zunächst sieht man, dass ein paar ns nach t=0 die Flanken im Wesentlichen zwischen zwei Zeitpunkten hin- und herspringen in Bezug zur WClk, abgesehen von den zwei Ausreißern rechts davon. Links davon sieht man die fallende Flanke, und die springt sogar zwischen drei möglichen Zuständen, der Zyklus wird also manchmal etwas verkürzt. Nach etwas Nachdenken, was denn das eigentlich soll, wird klar, dass im Virtex-4 so die genaue Frequenzabstimmung gemacht wird. Eine Art PWM-Taktung zwischen zwei möglichen Frequenzen, die eine zu hoch, die andere zu niedrig. Im Mittel kann man so die Frequenz feinfühlig einstellen.

Aber dieser Sprung zwischen den Zeitpunkten ist eben Jitter, der der DA-Fraktion da angeliefert wird. Nun, vielleicht kann ja der als Taktgeber geschaltete Xilinx danach was richten. Schauen wir uns also zunächst die Systemclock an, die aus dem Baustein raus geht und direkt den Wolfson-DAC füttert:

Bild

Das sieht keinesfalls besser aus. Na gut, vielleicht ist der Bitclock-Jitter, der im Wolfson (wie übrigens auch bei den Burr Brown) der entscheidende ist, besser:

Bild

Nein. Die Wordclock am Ausgang des Xilinx zeigt ein recht stabiles Verhalten im Vergleich zum WClk-Eingang, hat aber auch manchmal merkwürdige Patzer:

Bild

Die Daten dazu zappeln auch ein bisschen, auch wenn das nicht so entscheidend ist:

Bild

Diese Taktsprünge meine ich mit "hinterhältig". Erst beim genauen Studium der Taktverläufe merkt man, wo der Hase im Pfeffer liegt. Natürlich kann man das Problem richten, indem man - wie in den größeren Brüdern des Sneaky - den besagten Xilinx-CPLD als VCXO-basierte XO schaltet. Macht man das nicht, ist die klangliche Performance der nachfolgenden DA-Wandlung eben nicht über ein gewisses Maß hinaus zu kriegen. Ich kann aber durchaus verstehen, dass Linn hier diesen rohen Takt verwendet, sonst würde der Sneaky keinen Grund bieten, sich einen größeren DS zu kaufen.

Nun, mich hindert aber niemand, hier Hand anzulegen. Ich bin dabei, eine VCXO-basierte PLL an dieser Stelle einzuschleifen, die mit zwei Tentlabs-VCXOs arbeitet. Meine Hoffnung ist, dass das zusammen mit den neuen Analogausgangsstufen den Sneaky in die Liga der großen DS befördert. Ob es so sein wird, wird sich zeigen müssen.

Quelle: viewtopic.php?p=36593#p36593

Fortepianus hat geschrieben:Hallo Martin,

martino hat geschrieben:denkst Du Dein Sneaky wird nach den Modifikationen für neue Firmware/Software-Updates genauso offenstehen, oder ist es damit nach einem Umbau vorbei?

darüber habe ich mir natürlich schon recht intensiv Gedanken gemacht. Bei der Analogausgangsstufe und den Netzteilgeschichten ist eh klar, dass hier mit SW-Updates nichts zu ändern ist. Der Xilinx-CPLD dagegen, der den Takt für den DAC aufbereitet, ist dagegen per Software änderbar. Allerdings sind natürlich die Inputs und Outputs in der Hardware vorgegeben. Und ich gaukle dem Baustein vor, dass er ganz normal seinen Takt wie immer vom Virtex-4 kriegt, und zwar die Wordclock und den Systemtakt. Dass beide aufwändig neu erzeugt werden, weiß er nicht. Für ihn ist alles wie immer, egal, wie er umprogrammiert wird. Wenn er mit dem Wackel-Takt läuft, läuft er erst recht mit dem sauberen.

@Rudolf:

Rudolf hat geschrieben:3. Diejenigen User, die beim Sneaky auch am Digitalausgang (in Kombination mit ihrem DAC) einen gewissen "Linn-Sound" schätzen, könnten evtl. enttäuscht sein. Denn es ist - wenn ich Gert richtig verstanden habe - allein der gegenüber dem G-Sonos erhöhte Jitter, der zu diesem "Sound" führen könnte (der Vergleich ist natürlich ausschließlich für 16/44,1 KHz möglich). Wenn es also Gert gelingt, beim Linn Sneaky das Jitter-Niveau bei der Wiedergabe von höheren Auflösungen auf das des G-Sonos herunterzubringen, könnte es im Umkehrschluss sein, dass das klangliche Resultat nicht jedem besser gefallen wird.

Ja, es ist der Jitter, denke ich. Wobei ich den so richtig nur für den internen DAC wegkriege. Den Digitalausgang einem Reclocking zu unterziehen, habe ich mittlerweile verworfen. Der Takt ist zwar durch die Netzteilmaßnahmen schon sauberer gewordenen (siehe die kürzlich gezeigten Jitterspektren), aber die Linn-Jünger werden im Vergleich zum Sonos nach wie vor auf ihre Kosten kommen :cheers: . So sauber wie im Sonos wird der Digitalausgang nicht werden. Der Grund ist: Für das Reclocking bräuchte ich mindestens die doppelte Frequenz des S/PDIF-Datenstroms, Vielfache davon gehen auch. So hat z. B. ein S/PDIF-Signal mit 44,1kHz Samplingrate eine Frequenz von 5,6448MHz. Das kommt so: 24bit plus 8 Datenbits macht 32bit, mal zwei wegen Stereo sind 64bit, 44100 mal pro Sekunde macht 2,8224MHz. Nun ist das Signal bei S/PDIFG biphase kodiert, dazu muss es die doppelte Frequenz haben, macht 5,6448MHz. Beim Sonos ist das ideal, denn da hat der Systemtakt, den ich mit der Superclock mache, 11,2896MHz, was genau das Doppelte der S/PDIF-Frequenz ist. Der DAC im Sneaky dagegen läuft ja immer mit 352,8 oder 384kHz Samplingrate nach dem Upsampling, wozu ich zwei Superclocks mit 11,2896 und 12,288MHz brauche. Will ich diesen Takt für ein Reclocking des S/PDIF-Ausgangs verwenden, klappt das nur bei 44,1 oder 48kHz. Ok, Insider wissen, dass man mit Zweiflanken-getriggerten D-Flipflops das auch noch bei der doppelten Frequenz, also 88,2 oder 96kHz mit diesen Frequenzen machen könnte. Aber spätestens bei 176,4 oder 192kHz würde der S/PDIF-Ausgang schweigen, was ausgesprochen schade wäre. Denn bei 192kHz Abtastrate ist der S/PDIF-Datenstrom mit 24,576MHz getaktet, was die doppelte Frequenz dessen ist, was zur Verfügung steht.

Deshalb denke ich, dass der G-Sneaky am Digitalausgang zwar besser sein sein wird als der originale, aber immer noch den "Linnschmelz" behält. Am Analogausgang dagegen werde ich versuchen, den Jitter weitgehend weg zu kriegen. Und dann lohnt sich eine richtig gute Analogausgangsstufe natürlich erst. Nichts anderes macht Linn übrigens bei seinen Dickschiffen. Die Voraussetzungen, auf die ich im Analogteil bei Linn treffe, sind völlig andere als beim Sonos. Da hat es schon sehr gut gesiebte symmetrische Versorgungsspannungen, einen guten DAC-Chip, gut entworfene Analogfilter, brauchbare Mutingschaltungen und gute schaltbare analoge Signalabschwächer. Und nicht zuletzt hat es Platz ohne Ende. Das sind natürlich ganz andere Voraussetzungen.

Quelle: viewtopic.php?p=36620#p36620
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Beitragvon Aktives Hören » 13.12.2011, 17:19

Und nun die Modifikation auch des Digitalteils:

Fortepianus hat geschrieben:Hallo Rudolf, hallo Martin,

Rudolf hat geschrieben:So wie ich es verstanden habe, soll der Sneaky wie folgt optimiert werden:

1. Säuberung des Taktes, so dass die Sauberkeit des G-Sonos bei allen Taktraten erreicht wird.

2. Davon profitieren sollen sowohl der S/PDIF-Ausgang als auch der interne DAC.

3. Da wohl insbesondere der interne Wandler für den "Linn-Klang" verantwortlich ist, ist die Nutzung des analogen Ausgangs von größtem Interesse.

Meine Frage lautet daher: Planst du eine Modifikation des Analogteiles dahingehend, dass man mit dem Sneaky DS Aktivlautsprecher auch direkt wird treiben können? Oder ist das schon jetzt möglich? Ich gestehe, den Überblick ein wenig verloren zu haben ...

Status quo: Momentan fertig aufgebaut und spielfertig ist ein umfassendes Analogupgrade, bestehend aus:

- Bessere OPs (die gleichen wie in den größeren Brüdern, und, welch ein Zufall, die gleichen wie in der AGM-Elektronik)
- Eine erhebliche Verbesserung der Spannungsversorgung, bestehend aus komplett neuen Reglern für die Analogausgangsstufen und Eingriffen bei der Versorgung des DAC-Chips
- Eine dicke Ausgangstreiberstufe mit BUF634ern ohne über-alles-GK
- Dadurch möglich eine massive Absenkung des Ausgangswiderstandes

Martins Anmerkung
martino hat geschrieben:zumindest zur letzten Frage kann ich auch was sagen - es ist jetzt schon möglich! Der Sneaky könnte Passivlautsprecher treiben, da ein Endverstärker mit an Bord ist. Er kann über die Cinch-Analogausgänge direkt Aktivboxen treiben. So mache ich das ja schon lange mit dem großen Bruder Majik DS. In dem Falle würdest Du die (wie ich finde recht gute) digitale Lautstärkeregelung im Konfig-Programm aktivieren.

ist technisch korrekt, aber das klingt noch nicht optimal, weil die Ausgangsstufe des Sneaky wie auch die des Majik nicht mit der kräftigen Ausgangsstufe eines guten Vorverstärkers mithalten kann, wenn es um etwas längere Kabel wie bei Aktivboxen üblich geht. Mit dem Analogupgrade zieht man da mit sehr guten Vorverstärkern gleich.

Auf der Digitalseite habe ich bisher nur ein paar kleine Eingriffe in die Spannungsversorgung gemacht, was aber am Jittermonitor bereits deutliche Auswirkungen zeigt. Der Takt, mit dem der S/PDIF-Datenstrom rausgeschrieben wird, ist im Sneaky viel besser als derjenige, den die DAC-Abteilung geliefert kriegt. Das habe ich bei meinem Versuch, mit diesem DAC-Takt ein Reclocking am S/PDIF-Ausgang zu machen, zu spüren bekommen. So konnte ich mir auch indirekt den Jitter dieses Taktes am Jittermonitor anhören. Und so kam ich überhaupt auf die Idee, mir die Digitalsignale mal mit dem Speicheroszi genauer anzuschauen. Zur Verbesserung ist die zweite Prototypenplatine in Arbeit für ein reines Digitalupgrade, das sich bisher aber ausschließlich auf den Takt für den internen DAC bezieht. Das ist schon eine recht aufwändige Schaltung und die Frequenzen sind im Kurzwellen-Bereich, so dass ich beschlossen habe, das nicht wie beim Analogupgrade auf Lochraster aufzubauen, sondern auch schon für den Prototypen eine zweilagige lasergeschnittene Platine zu entwerfen, deren Qualität nicht nur in den verwendeten Bauteilen, sondern auch in der sauberen Signal- und Masseführung liegt. Sie ist fertig entwickelt und bestellt, aber ich warte darauf, bis sie geliefert wird. Dann muss ich das erst mal aufbauen, Material ist soweit alles beschafft, aber der erste Schuss sitzt meist noch nicht genau, da muss ich dann noch ein bisschen damit experimentieren und die Schaltung modifizieren. Wenn das dann alles so läuft wie geplant, verspreche ich mir davon in Verbindung mit dem Analogupgrade eine erhebliche Steigerung, aber das weiß ich erst, wenn alles spielt.

Die dritte Upgrade, das ich momentan sehe, wäre eine weitere Säuberung des S/PDIF-Datenstroms durch ein Reclocking. Wie schon erklärt, ist das hier aber nicht so einfach, weil ich die vierfache Frequenz meiner VCXOs vom Digitalupgrade dafür bräuchte, wenn die Schaltung 192kHz-fähig sein soll. Dazu könnte man einen sehr sauberen Sinusschwinger (z. B. mit einer Colpitts-Schaltung) aufbauen, der alle vier Perioden vom sauberen VCXO-Takt angeschubst wird, dann in ein Rechtecksignal gewandelt wird und das Reclocker-Flipflop triggert.

Allerdings sehe ich momentan die Hauptstärke eines Linn DS darin, mit seinem eingebauten DA-Wandler zur Höchstform aufzulaufen, was offensichtlich auch Linn so sieht. Dass die neuen DS alle einen Digitalausgang gekriegt haben, ist eher dem Druck durch das Gemecker der Kunden als Linns eigenem Bedürfnis entsprungen, denke ich. Wenn ich das richtig sehe, sind auch in den großen DS die Digitalausgänge nicht mit der Akribie getaktet wie die internen DACs. Je nachdem, wie gut das Ergebnis mit dem internen Wandler ausfällt, spare ich mir den Aufwand für die dritte Stufe auch.

Quelle: viewtopic.php?p=36846#p36846

Fortepianus hat geschrieben:Das Digitalupgrade macht in der Tat Fortschritte. Hier sieht man die Platine des Prototypenaufbaus außerhalb des Gerätes im Test. Vom Sneaky kriegt die Platine im Versuchsaufbau nur die Wordclock und Masse, versorgt wird sie von einem Labornetzteil:

Bild

Die Wordclock hat 352,8 oder 384kHz, je nachdem, zu welcher Abtastratenfamilie die aktuelle Rate gehört. Zur ersten Familie gehören 44,1/88,2/176,4kHz, zur zweiten 48/96/192kHz. Die notwendige Systemtaktfrequenz, die auch der DAC als Sysclock kriegt, ist dann 11,2896 bzw. 12,2880MHz.

Das stellt die Herausforderung im Wesentlichen dar: Man muss erkennen, welche Taktrate gefragt ist, und dann blitzschnell von einer Clock auf die andere umschalten. Blitzschnell ist schwierig, weil eine PLL umso besser und unabhängiger vom Eingangsjitter arbeitet, je langsamer sie ist, je weniger sie sich also um kurzfristige Zappler des Eingangstaktes kümmert. Deshalb hier wieder mein Trick, den ich auch schon im Denon DBP-4010 angewandt habe: Die PLL hat eine schaltbare Filterzeitkonstante, eine schnelle Variante zum zügig synchronisieren und eine langsame für den Betrieb, wenn gelockt ist. Nehmen wir an, es läuft z. B. ein 44.1k-File und die 11,2896MHz-Clock ist synchron. Wenn jetzt auf einen z. B. 192k-File gesprungen wird, muss innerhalb von ms erkannt werden, dass die Wordclocks asynchron sind. Mit einem kleinen Schaltungstrick, bei dem man die Zahl der Flipflops für eine PLL verdoppelt, kriegt man die Info geliefert, ob die Frequenz zu hoch oder zu niedrig ist. Die Info kommt, wenn die nachzuregelnde Frequenz aus dem Fangbereich läuft. Damit wird auch sofort die Filterzeitkonstante um Faktor 100 verkleinert. Die Info "zu hoch" bedient ein bistabiles Relais, das sowohl die Spannungsversorgung wie auch den Takt auf die 11,2896-Clock legt, "zu niedrig" schaltet auf die 12,288-Clock. Da habe ich ziemlich lange an der Feinabstimmung zugebracht, bis das für alle Fälle sauber und schnellst möglich klappt. Eingebaut sieht das so aus:

Bild

Oben die beiden Clocks, die weiße Dose links daneben ist das bistabile Relais. Die vier schwarzen Käfer rechts der Clocks bilden die PLL mit dem zugehörigen Filter unten Mitte. Das kleine Relais mit Aufschrift FRT5 etc. schaltet die Filterzeitkonstante um. Rechts unten sind zwei Spannungsregler. Der eine (LT1585) ist einer der brauchbarsten Regler, die man integriert kriegt, und versorgt die Digital-ICs und Relais. Der andere ist die Vorstufe zu dem aus dem Sonos bekannten aufwändigen Superreg ganz rechts unten und in der Mitte links im Bild. Damit werden die Clocks und das PLL-Filter versorgt.

Hier die beiden Herzen in groß:

Bild

Beim Betrieb zeigte sich natürlich gleich ein Problem: Wird der Takt umgeschaltet, geht das beim Linn sehr schnell, da muss ja keine PLL nachgezogen werden. Der Xilinx-CPLD vor dem DAC hat die Hoheit über die Mutingschaltungen im DAC und Analogteil und schaltet den Ausgang beim Umschalten der Abtastfrequenz für 15-20ms stumm, wenn die Frequenz umgeschaltet wird. Innerhalb dieser Zeit kriegt man aber beim besten Willen keine gute PLL synchronisiert, das braucht mindestens 200ms, und wenn man sich noch so anstrengt. Dadurch kommt es aber am Ausgang zu üblen Knack- und Knarzgeräuschen, solange die Clocks nicht mit den Datenbits synchron sind, logisch. Also muss man eine Schaltung machen, um ebenfalls die Mutingschaltung triggern zu können. Beim Umschalten zwischen den beiden Frequenzfamilien ist das kein Problem - sobald die PLL auf die schnelle Zeitkonstante geht, wird eben auch stummgeschaltet. Schwieriger ist es beim Umschalten innerhalb einer Familie, also z. B. von 44,1 auf 88,2kHz. Da läuft die Frequenz nicht aus dem Fangbereich, aber die Wordclock des Linn zuckt kurz und läuft nach kurzem Delay, was einer Phasenverschiebung entspricht, weiter. Da dauert es ca. 100ms, bis meine PLL wieder synchron ist, und solange rumpelt es am Analogausgang. Das hinzukriegen hat einige Zeit gedauert, weil man da aus allerlei Gattern Verzögerungsglieder, Triggerschaltungen etc. zusammen löten muss - unter E-Technikern nennt man sowas Impulskocherei. Das Geraffel sitzt alles frei verdrahtet unter der Platine, so dass man es nicht sehen muss :lol: .

Auf dem Labortisch läuft jetzt endlich alles wie gedacht.

Quelle: viewtopic.php?p=37465#p37465

Fortepianus hat geschrieben:Die Stange Frequenzvervielfacher-ICs aus den USA ist da, nachdem ich ordentlich Zoll abgedrückt habe, und das Kunstwerk ist schon mal schnell aufgebaut:

Bild

Das ist also der erste quick-and-dirty-Versuchsaufbau für den Reclocker des Digitalausgangs mit der Option, das Reclocking entweder mit 45/49MHz (4fache VCXO-Frequenz) oder 90/98MHz (8fache VCXO-Frequenz) zu machen, dafür ist der Jumper ganz vorne im Bild. Ich will ausprobieren, bei welcher Variante der kleinere Jitter rausspringt, beide Frequenzen gehen technisch gesehen gut und sind im Spezifikationsbereich der verwendeten Chips - das Reclocker-Flipflop kann bis 160MHz Taktfrequenz und der Vervielfacher arbeitet bis 170MHz. Das Reclocking muss mit Frequenzen getriggert werden, die bei 44,1/48KHz Abtastrate mindestens 11,2896/12,288MHz betragen, Potenzen zur Basis 2 gehen ebenso, also das Doppelte, Vierfache, Achtfache etc. Damit kann ich mit dem, was für die höchsten Abtastraten, also 176,4/192KHz, nötig ist, natürlich auch 88,2/96kHz oder 44,1/48kHz abtasten. Ich könnte aber auch das Doppelte davon nehmen, wie gesagt, die ICs geben das her. In dem ersten Prototypen-Aufbau will ich rausfinden, ob das ganze Gebilde überhaupt wie gedacht funktioniert, und wenn ja, welche Reclockerfrequenz die optimale ist.

Quelle: viewtopic.php?p=38745#p38745

Fortepianus hat geschrieben:Hallo Freunde des gepflegten Digitalsignals,

so, das Reclocker-Kunstwerk läuft. Allerdings nicht ganz auf Anhieb so wie gewünscht (wie hätte es anders sein können). Dazu will ich kurz zeigen, wie das Signal, das neu getaktet werden soll, aussieht:

Bild

Der Digitalspeicher-Oszi ist auf 10ns pro Zeiteinheit eingestellt und das sog. "Nachleuchten" ist mit einer Speicherdauer von 5s aktiviert. Das bedeutet, dass jedesmal, wenn getriggert wird - hier bei jeder positiven Flanke des Taktsignals der Masterclock, der Spannungsverlauf gezeichnet wird. Der Spannungsverlauf, der vor 5s aufgezeichnet wurde, wird wieder gelöscht. Es sind also 5 mal 12.288.000 Linien übereinander. Dass das nicht exakt einen dünnen Strich gibt, leuchtet ein: Nicht nur der Jitter des Signals verdickt den Strich, sondern auch der Jitter des Messsystems.

Die blaue, obere Kurve ist das direkte Clocksignal der Tentclock mit 12,288MHz, während eine Datei mit 192kHz/24Bit abgespielt wird. Auf die positive Flanke wird getriggert. Man sieht oben in der Mitte (bei t=0) einen blauen Pfeil, und rechts am Rand (bei einer Spannung von ca. 4,8V) ebenfalls einen. Denkt man sich die Pfeile in einer Linie fortgesetzt, findet man genau am Schnittpunkt der beiden Linien den Triggerpunkt.

Die Dicke der blauen Linie ist praktisch ausschließlich durch den Jitter im Digitaloszi bedingt, die Tentclock ist viel besser. Diese Dicke stellt also sozusagen die Messungenauigkeit dar.

Die gelbe Linie darunter auf Kanal 2 ist das vom Sneaky zum Ausgangsnetzwerk gelieferte S/PDIF-Signal, genau an der Stelle, an der ich für's Reclocking auftrenne. Man sieht, dass die Datenbits ca. 40ns lang sind, mal findet ein Übergang von 0 nach 1, mal umgekehrt statt, ebenfalls ca. 60 Mio. Linien übereinander. Man sieht, dass in Bezug zur sehr reinen Masterclock das Digitalsignal nicht immer genau zur gleichen Zeit umspringt - das ist der Jitter. Er beträgt von Peak zu Peak (also die gesamte sichtbare Breite beim 0-1-Übergang) ca. 5ns. Das ist ziemlich viel. Das sagt zwar noch nichts über die spektrale Verteilung aus, ist aber mal ein Anhaltspunkt.

Der Jitter ist so massiv, der vor dem Reclocker ankommt, dass mich erstens nicht wundert, dass der Akurate DS 1 soviel besser klingt am Digitalausgang als der Sneaky, und ich zweitens enorme Mühe hatte, das mit dem Reclocker-Flipflop wegzukriegen (Stichwort übersprechen). Es hat zwar funktioniert, aber der Jitter war im Vergleich zum G-Sonos immer noch deutlich höher am Digitalausgang.

In diesem Stadium gab ich in der Nacht zum heutigen Sonntag irgendwann auf - heute früh kam dann der Durchbruch: Ein Reclocking mit zwei Flipflops, wobei der Trick ist, die beiden FFs auf einem Chip zu nutzen und das zweite mit dem invertierten Signal des ersten zu füttern, bei im Prinzip gleichem Takt (hier und dort noch ein bisschen Laufzeit-Tuning und dann passt's). Die Idee flog mir von irgendwoher heute früh unter der Dusche zu. Hier das Oszibildchen nach diesem doppelten Reclocker:

Bild

Entscheidend ist der Schnittpunkt der gelben Linien zwischen dem oberen gelben Nivau (die logische 1) und dem unteren (logische 0). Der gelbe Strich ist ungefähr so dick wie der blaue - habe fertig. Check am Jittermonitor: Ja, der G-Sneaky ist jetzt so sauber wie der G-Sonos. Aber eben auch bei Sampleraten bis 192kHz. Die achtfache statt der vierfachen Reclockerfrequenz bringt übrigens genau nichts. So schenke ich mir die mit 98MHz immerhin schon im UKW-Bereich angesiedelte achtfache Reclockerfrequenz und nehme die vierfache. Niedrigere Frequenz heißt nämlich auch niedrigeres Übersprechen auf die Umgebung.

In der Büchse sieht es nun aus, wie eben ein Prototyp von innen aussieht, die drei handgestrickten Platinen sind:

Bild

Links die fette Analogausgangsstufe mit zugehörigen Spannungsreglern, dann Mitte unten der neue Doppel-Reclocker mit Frequenzvervielfacher, und rechts die Doppel-VCXO mit schaltbarer Filterzeitkonstante und allen zugehörigen Spannungsreglern.

Jetzt werde ich im nächsten Schritt den ganzen Krempel auf einer deutlich kleineren Platine eindampfen. Das ist jetzt noch ein bisschen Fleißarbeit, aber im Prinzip läuft das jetzt alles wie gedacht.

Das war nun ein ordentliches Stückchen Arbeit, seit ich Ende August Rainers Sneaky gekriegt habe. Und es ist nun doch ein erheblicher technischer Aufwand geworden, den ich da treiben musste. Aber wie immer - von nichts kommt nichts.

Quelle: viewtopic.php?p=38819#p38819

Fortepianus hat geschrieben:Herberts Sneaky in silber wurde schon vor ein paar Tagen angeliefert. Ich hatte eine Platine entworfen, auf die alles draufpasst, was man für den G-Sneaky braucht. Also Netzteilschaltungen, Clocks mit PLL, Reclocker für S/PDIF mit Frequenzvervielfacher und die Analogausgangsstufe. Von dieser Platine habe ich nur zwei machen lassen - weil oft beim zweiten Wurf, um den es sich ja hier handelt, noch ein Fehlerchen drin sein kann. Erfahrungsgemäß sitzt dann der dritte Wurf.

Bild

Na gut, die Schrift passt nicht überall, wie sie soll, aber wenn nicht mehr falsch ist, als dass mein Nachname fehlt, soll's mir recht sein.

Nun habe ich ja auf der Platine auch noch einen kurzschlusssicheren Schaltausgang integriert, nachdem Rudolf mich danach gefragt hatte - weil er gerne die Lautsprecher mit dem Sneaky gemeinsam schalten würde, wie das mit dem G-Sonos auch möglich ist. Das wäre evtl. auch eine interessante Option für Herbert, dachte ich mir, da er auch schon den Schaltausgang am G-Sonos haben wollte.

Also erst mal mit den mechanischen Arbeiten angefangen und ein Plätzchen für die Buchse gesucht:

Bild

Dann einige Bauteile vom Sneaky runter gelötet, so z. B. den Vierfach-OP in der analogen Ausgangsschaltung:

Bild

Ziemlich scharf angebraten nach so einer Aktion, der ca. 1cm lange Käfer, aber er wird eh entsorgt. So entsteht Platz für den LME49740:

Bild

Über und unter dem OP sind die Ausgangswiderstände mit zusammen 300 Ohm (!) auch schon entfernt.

Nach einigen Stunden Lötkolbenschwingen ist auch die neue Platine fertig - man beachte die noch freien Steckplätze für die Clocks (da gibt's mal wieder einen kleinen Lieferengpass):

Bild

Das passt ja wie dafür gemacht :-):

Bild

Es war gar nicht so einfach, ein Plätzchen für die Befestigungsfüßchen zu finden. Die kann ich übrigens auch nicht auf der Sneaky-Platine festschrauben, denn wenn ich durch die mehrlagige Platine ein Loch bohre, ist die Wahrscheinlichkeit, eine Leiterbahn zu treffen, ungefähr 1. Deshalb werden die Abstandshalter mit Zweikomponentenkleber befestigt.

Hier sieht man den Frequenzvervielfacher (der SMD-Chip) und das Reclocker-Flipflop:

Bild

Bevor die Platine eingebaut werden kann, müssen aber zunächst ein paar Stützelkos bester Sorte (7mOhm ESR!) an ein paar Stellen der Sneaky-Spannungsversorgung eingelötet werden:

Bild

Dann das elende Kabelgeschäft. Da ist man doch recht froh, wenn's fertig ist:

Bild

Die Spannung steigt - funktioniert das oder funktioniert das nicht? Ach so, richtig, die Clocks fehlen ja. Also meinen G-Sneaky aufgemacht und die Clocks in Herberts gesteckt:

Bild

Mit so einer neuen Platine ist das so eine Sache, man weiß nämlich nicht so genau, ob nicht vielleicht doch noch ein Fehler drauf ist. Das kann dann teuer werden, wenn der Sneaky sich verabschiedet:

Bild

Spielt! Auf Anhieb! Halleluja! Ok, ich geb's zu, der Schaltausgang tat's erst mal nicht. Basis und Emitter verwechselt beim Layout, aber das war sehr einfach und unsichtbar unten auf der Platine zu korrigieren. Sonst hätte ich mich ja ärgern müssen, dass ich nicht gleich ein paar mehr von den Platinen hatte machen lassen.

Von hinten mit der Buchse für den Schaltausgang:

Bild

Zusammengeschraubt und noch ein dezentes kleines Schildchen mit "G-Sneaky S.Nr.1" links unten drauf:

Bild

Jetzt aber in den Hörraum. Und siehe da, er liefert nicht nur die gleichen blitzsauberen Messsignale ab wie der Prototyp, er spielt auch genauso blitzsauber!

Jetzt kann ich nur hoffen, dass die Clocks bald kommen. Ansonsten, lieber Herbert, kriegst Du erst mal meine Clocks, damit das mit der Weihnachtsfreude was wird.

Quelle: viewtopic.php?p=39405#p39405

Fortepianus hat geschrieben:Hallo Freunde,

kleiner Zwischenbericht aus dem Bastelkeller: Die neuen Platinen sind da. Ich habe sie diesmal ganz bescheiden in schwarz gehalten, sämtliche Lötpunkte sind vergoldet. Sieht so aus:

Bild

Nun, und da werde ich nun die nächsten Nächte dransitzen, um wenigstens mal die ersten paar zu bestücken.

Herbert Z hat geschrieben:Irgendwie haben da Alle mir nicht geholfen. Weihnachtsman, Christkind, der Nikolaus, dass Deutschland trotz der gesetzten Nummer Eins wieder die Nase vorne hat. Hoert das seit 1974 denn nie auf?

Jetzt hilf mir weiter: Gab's echt Weltmeisterschaften, bei denen die Holländer mitgespielt haben :mrgreen: ?

Quelle: viewtopic.php?p=40512#p40512

Fortepianus hat geschrieben:Liebe G-Linnianer, die auf's Christkind oder den Weihnachtsmann warten,

ein kleiner Zwischenbericht aus der Werkstatt. Von den kleinen Schwarzen sind die ersten zwei bestückt und getestet:

Bild

(Nein, die Platinen sind nicht verbogen, das kommt durch die offensichtlich zu klein gewählte Brennweite beim Fotografieren :wink: .)

Fehlen noch die 11Mz-VCXOs (für den leeren Steckplatz oben), die sind auf nächste Woche avisiert. Bis dahin will ich weitere Boards bestückt haben. Dann kann's losgehen mit der großen Weihnachtsumbauaktion!

Quelle: viewtopic.php?p=40883#p40883

Fortepianus hat geschrieben:Liebe Ungedudige,

Bild

die Umbaumaschinerie ist volles Rohr angelaufen. Ich habe zehn G-Sneakies auf Weihnachten versprochen, und von meiner Seite aus werde ich das auch schaffen. Rudolf hat seinen schon, Herbert hat seinen gestern abgeholt (Grüße an alle!), und drei weitere sind schon umgebaut, aber es hängt an der Lieferung der fehlenden Clocks. Sie sind für nächste Woche versprochen, aber wie immer glaube ich das erst, wenn ich die silbernen Blechbüchsen in Händen halte. Ich muss eben alle mit den Clocks aus meinem G-Sneaky testen, und wenn die VCXOs da sind, bringe ich den ganzen Stapel Pakete auf die Post. Der sechste wird bald fertig sein, also dann noch vier. Platinen sind soweit alle bereit, siehe Bild.

Quelle: viewtopic.php?p=41092#p41092
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