Gerts Mod für den Linn Akurate DS (G-ADS)

Gerts Modifikationen

Gerts Mod für den Linn Akurate DS (G-ADS)

Beitragvon Aktives Hören » 03.02.2012, 12:53

Nachstehend zusammengetragen sind sämtliche Beiträge von Gert, die die technischen Hintergründe seines Mods für den Linn Akurate DS bzw. DS/1 betreffen.

Fortepianus hat geschrieben:... und ich habe ein paar Messungen an seinem Akurate DS gemacht. Die Situation ist schwieriger, als ich dachte. Zunächst ist eigentlich klar, was gemacht werden muss. Ich zähle auf:

    Die Clockfraktion sieht ordentlich aus, aber die Spannungsversorgung der Clocks ist klar verbesserungsfähig - diese Spannungsversorgung ist recht entscheidend für die erreichbare Sauberkeit der Taktsignale.

    Die Ausgangsstufen. Oh Mann, das gleiche Drama wie im O-Sneaky. Zwar sind bereits LM4562 als OPs drin (gut!), aber dann 300 Ohm Ausgangswiderstand :roll: . Klar, da müssen Ausgangsbuffer rein. Allerdings sechs Stück, zwei für die asymmetrischen Ausgänge und vier für die symmetrischen. Die Behauptung im Audiotest, dass nach den OPs diskrete Ausgangsbuffer mit Mosfets kämen, ist eine klare Fehlinterpretation des Autors: Sowohl im Akurate DS wie im Akurate DS/1 sind die Mosfets nur für's Muting zuständig. Das gilt ebenso für den Majik, der ja die gleiche Platine hat, die aber nicht voll bestückt ist.

    Die Cinchausgänge werden beim O-Akurate einfach von dem OP-Ausgang mitgespeist, der für die positive Hälfte des symmetrischen Signals zuständig ist. Das ist halbherzig. Dass der Cinchausgang der bessere sein soll, wie wohl im Linnforum teilweise behauptet wird (ich les' dort nicht mit, aber das wurde mir berichtet), ist technisch gesehen blanker Unsinn. Man hört dann nämlich nur mit der Hälfte der verbauten DA-Wandler. Will man die Cinch-Ausgänge nicht stiefmütterlich behandeln, müsste man das so machen: Das symmetrische Signal nehmen, mit einem OP die Differenz bilden und dann die Ausgänge über eigene Ausgangsbuffer speisen.

    Die Ausgangsstufen werden beim Akurate DS nur mit +-9V versorgt. Das ist ein bisschen wenig nach meiner Erfahrung. Vor allem aber die Ausgangsbuffer sollten mit mindestens +-12V versorgt werden. Und da steckt das Problem: Das originale Netzteil liefert zu wenig Spannung. Im Standby sind das zwar -19V und +16V, die aus dem Netzteil kommen (war schon ein Dynamik oder wie das neuere heißt). Die brechen aber auf -13,8 und +10,6V zusammen, wenn der Akurate eingeschaltet wird. Das reicht bei der positiven Versorgungshälfte gerade so, damit der Low-Drop-Regler (LM2941) mit der verbleibenden Differenz von 1,6V noch arbeiten kann. Das Netzteil ist also extrem "weich" konzipiert. Wenn ich da noch 6x 15mA für die sechs Buffer, 20mA für die Clocks und 10mA für einen Doppel-OP, zusammen also 120mA abzweige, bricht die Spannnung des für meinen Geschmack viel zu mager konzipierten Netzteils völlig zusammen.
Nun könnte man sagen, ok, ein eigenes Netzteil für die Zusatzeinbauten muss her. Platz gibts ja genug im Gehäuse. Allerdings würde dieses Vorgehen das Linn-Konzept torpedieren, dass im Gehäuse bei der Elektronik kein 50Hz-Netzbrumm auftaucht, weil das völlig gekapselte Schaltnetzteil bereits Gleichspannung ins Elektronikabteil liefert.

Quelle: viewtopic.php?p=41907#p41907

Fortepianus hat geschrieben:Liebe Linn-Akurate-DS-Fans,

heute brachte mir Roland seinen Akurate vorbei. [...] Ich habe mich gleich dran gemacht, ihn durchzumessen. Hier ein Blick ins Innere des noch unmodifizierten Geräts:

Bild

Da hat's noch ordentlich Platz im Gehäuse, sehr komfortabel. Aber der der Reihe nach. Wie ja schon bei Matthias festgestellt, ist die Spannungsversorgung für meinen Geschmack etwas mager ausgelegt - aber das kann man schließlich ändern. Ich habe mir nun auch in Ruhe mal die Clockabteilung des Akurate angesehen.

Bild

Da fällt auf:

1. Der Takt ist recht sauber, das hat nichts mit dem Gezappel beim Sneaky zu tun.

2. Es gibt zwei XOs mit 33,8688 und 36,8640MHz, die den Takt je nach Abtastratenfamilie bestimmen.

3. Wozu die beiden VCXOs mit gleicher Frequenz sind, hat sich mir noch nicht erschlossen. Die Clocks sind mit einer Schaltspannung von 3,3V bzw. 0V zu- und abschaltbar. Ich dachte nun, klar, die VCXOs sind für den Songcast-Betrieb, wenn sich der Akurate auf den Takt eines anderen Linn synchronisieren muss. Aber nein:

4. Im Songcast-Betrieb arbeitet keine der vier Clocks. Nun kriegt der Taktaufbereiter (der Xilinx CPLD) die Wackelclock aus dem Virtex-4 wie beim Sneaky. Will man den Klang also maximal verschlechtern, betreibt man den Akurate im Songcast-Modus.

5. Die Versorgung der Clocks ist nicht schlecht, könnte aber besser sein. Hier ist sicher was zu holen.

6. Die XOs sind Sinusschwinger - gut! Erst der Xilinx macht für die DACs einen Rechteck daraus. Umso wichtiger ist eine saubere Versorgungsspannung.

Vor allem aber ist im Analogteil was zu holen, denke ich, einschließlich Versorgung.

Quelle: viewtopic.php?p=42304#p42304

Fortepianus hat geschrieben:Erste Fingerübungen am Sonntagnachmittag. Die Reinheit der Spannungen an den DACs ist wichtig für ein gutes Wandlungsergebnis. Es gibt zwei Spannungen: 3,3V für die Digitalfraktion im DAC-Chip und 5V für die analoge Wandlersektion, getrennt für jede DAC-Hälfte. Insgesamt sind es acht Elkos, die Linn hier spendiert: Zwei direkt nach den Reglern, je DAC einen für die Digitalspannung direkt am Chip, und je DAC-Hälfte einen direkt am Chip für die Analogspannung, also nochmal vier. Sie kommen hinter jeweils einem Längsregler. Jeder dieser Regler kriegt auch schon eine geregelte Spannung serviert: Der 3,3V-Regler kriegt geregelte 6,2V, der 5V-Regler die 9,2V der positiven Versorgungshälfte der Analogfraktion. Einer der vier analogen Versorgungspunkte misst sich im Original beispielsweise so:

Bild

Nun habe ich nach dem Regler allen acht Elkos die besten mir bekannten Elkos zur Seite gestellt, solche mit Dielektrikum aus organischem Polymer:

Bild

Nun am gleichen Punkt, nämlich dem Elko ganz rechts im Bild, der sich am weitesten entfernt vom Regler befindet und deshalb die schlechteste Spannung zu bieten hat, misst sich das mit gleichen Einstellungen so:

Bild

Die Werte rechts im Oszibildchen unter "Measure" bitte einfach vergessen, denn aus diesem Rauschgemisch kann der Oszi weder irgendeine Spannung noch Frequenz erraten, das ist Kaffesatzlesen. Im ersten Oszillogramm sieht man aber, dass sich eine sinusförmige Störfrequenz hier eingeschlichen hat, die von den neuen Elkos komplett geschluckt wird.

Das sind erste Vorbereitungen dafür, damit die Wandler später bestmöglich in Szene gesetzt werden können.

Quelle: viewtopic.php?p=42356#p42356

Fortepianus hat geschrieben:Ich habe das Layout fertig für eine stattliche Platine, die Huckepack links auf die große Akurate-Platine über das Analogteil in zweiter Ebene kommt. Da sind drauf: Sechs (!) Buffer mit Burr Brown BUF634 samt Offsetkorrektur, anständige Regler für +-15V, OP-Stufen vor den Buffern für den Cinch-Ausgang mit zweimal LME49710, die das Manko ausgleichen, dass im Original der asymmetrische Ausgang nur von einer Hälfte der Wandler gespeist wird, unzählige meiner neuen Lieblingselkos, und eine Versorgung à la G-Sneaky für die Clocks, also RC-Glied mit Panasonic FC, Längsregler mit dem Shuntreglertrick am Regelpin, dann Superreg bestehend aus Stromquelle mit LED und nachfolgendem Shuntregler, und das bisschen Rauschen des Shuntreglers noch mit einem transistorentkoppelten RC-Glied weggefiltert, bevor noch ein Elko mit organischem Polymer als Dielektrikum ran darf, und es dann endlich auf die LC-Filter geht, die Linn schon vorgesehen hat.

Nein, das ist noch nicht alles. Die Spannungsregler, von denen ich oben erzählt habe, wollen ja Futter, und da hat im Akurate DS Schmalhans Küchendienst. Deshalb habe ich eine zweite recht üppige Platine gemacht, die den gesamten leeren vorderen Raum ausfüllen wird. Da ist ein richtig saftiges Netzteil drauf mit feinem Ringkerntrafo, acht Schottkydioden, die erst mal getrennt für beide Spannungshälften gleichrichten, ersten Panasonic FC Elkos, gefolgt von Ringkerndrosseln und Widerständen, die dezent gedämpft insgesamt 55.000µF Siebkapazität laden, alles Panasonic FC. Aber richtig gemacht natürlich, nämlich so, dass die gepulsten Ladeströme der Elkos von der Masse fern bleiben. Jaja, ich weiß, da wäre so mancher Heimkinoreceiver stolz drauf, wenn er eine solche Siebkapazität vorweisen könnte für seine 9 oder 10 Endstufen, aber das soll ja schließlich kein Maßstab sein. Geschaltet wird das Kraftwerk über ein Relais, das im Standbybetrieb den Saft abklemmt. Beide Platinen sind nach Art der G-Sneaky-Platine in schwarz mit Goldkontaktierung ausgeführt. Das sieht einfach edel aus, finde ich.

Quelle: viewtopic.php?p=42658#p42658

Fortepianus hat geschrieben:Lieber Roland,

Roli hat geschrieben:Dies ist natürlich eine phantastische Nachricht für mich! Ich freue mich schon auf die
Bilder nach der "Lötorgie"! :mrgreen:

gestern abend habe ich noch die Netzteilplatine bestückt:

Bild

Ganz rechts ist das Standby-Relais (weiß), eine Sicherung (grün) und der Netzanschlussstecker (schwarz). Dann sieht man den Ringkerntrafo und links daneben linsen drei der acht Schottkydioden zur Gleichrichtung raus. Wieder links davon die ersten beiden Panasonic FC Elkos zur Vorsiebung, gefolgt von den Drosseln (die schwarzen runden). Dazwischen im Bild nur zu ahnen noch spezielle Kondensatoren (silber) zur Unterdrückung von HF-Müll vom Netz.

Nach Filter-Cs und Widerständen, die eine kontrollierte Stromzufuhr der ersten Versorgungsabteilung zur Masse und den Versorgungs-Lines sicherstellen, kommt eine ganze Batterie von Panasonic-FC Elkos, damit die Spannungsregler für die Analogausgangsstufen aus einem möglichst ruhigen See ihren Saft schöpfen können:

Bild

Als nächstes steht die Bestückung der Hauptplatine an - die ist allerdings recht komplex, das dauert ein bisschen länger.

Quelle: viewtopic.php?p=42813#p42813

Fortepianus hat geschrieben:Das Netzteil ist eingebaut, das sieht so aus:

Bild

Die Hauptplatine für's Upgrade wird gerade bestückt, wird aber heute nicht mehr fertig. Die Schrauben des Akurate-Boards habe ich teilweise durch Gewindebolzen ersetzt, da kommt dann die neue Analogstufe plus Clockversorgung drauf:

Bild

Quelle: viewtopic.php?p=42856#p42856

Fortepianus hat geschrieben:Heute um die Mittagszeit wurden die Ausgangsstufen dann fertig. Schnell mal provisorisch mit zwei Schrauben befestigt und die Funktion getestet:

Bild

Man sieht sechs Burr Brown Buffer im TO220-Gehäuse (die schwarzen Käfer mit fünf Beinchen nach links), ebenso 3 Spannungsregler. Oben rechts im Bild zwei OPs vom Typ LME49710. Links auf der Platine, ausgehend von der kleinen roten LED nach rechts und nach unten, ist der Superreg für die Clocks. Der Rest ist im Wesentlichen die Peripherie für die Buffer. Spannungen sind soweit alle überprüft und eingestellt. Jetzt gerade bin ich dabei, die Schnittstellen im Akurate bereitzustellen.

Ich habe mal zusammengezählt, es kommen doch noch immerhin ca. 7.500µF an Siebkapazität auf der Hauptplatine zusammen. Hier aber in Form von vielen kleinen Elkos, erstmal 6 Panasonic FC im Eingangsfilter vor den Reglern (die blauen rechts im Bild), aber der Rest ist alles mit den silbernen Super-Elkos mit organischem Polymerelektrolyt bestückt:

Bild

Quelle: viewtopic.php?p=42940#p42940

Fortepianus hat geschrieben:Für die folgenden Arbeiten ist ein Lötkolben wie dieser nötig:

Bild

Damit kann man SMD-Bauteile quasi in die heiße Zange nehmen und bequem auslöten. Damit ging es erst mal zwei Elkos an den Kragen, die unter sich die Verbindung der +-9V Versorgung für die OPs verstecken. Mit diesem Fräser hier werden die Leiterbahnen durchtrennt:

Bild

Für die Klarstellung des Maßstabs: Der Durchmesser des Fräserkopfs beträgt 0,7mm, die Breite des Fräsers, mit der gearbeitet wird, 0,3mm. Genau damit wird übrigens beim G-Sonos auch die Verbindung zur originalen Clock gekappt. Zurück zum Akurate:

Bild

Man sieht hier die originale Analogausgangsstufe. Unten die beiden LM4562, oben die Ausgangswiderstände und einen Teil der Mutingtransistoren. Ganz unten im Bild sieht man die Lötflächen, von denen ich mit der oben genannten heißen Zange die beiden Pufferelkos für die Ausgangs-OPs entfernt hatte. Jeweils über den vier blanken silbernen Lötflächen sieht man eine Durchkontaktierung (Loch), und wenn man genau hinsieht, kann man die vier mit dem 0,3mm Fräser durchtrennten Leiterbahnen zwischen Lötfläche und Durchkontaktierung sehen. Damit ist der Weg frei für den Saft vom Big Block auch für die beiden Doppel-OPs auf dem Akurateboard.

Elkos wieder drauf, Ausgangswiderstände noch raus, und dann den ganzen Kram verkabelt:

Bild

Bei den Clocks kam eine ähnliche Vorgehensweise zum Einsatz, mit der heißen Zange die vier Ferritdrosseln zu den Clocks rausgemacht und 90° versetzt wieder eingebaut. So mutieren sie zu Anschlusspins. Durch sie kriegt jede Clock eine eigene Versorgungsleine vom Big Block:

Bild

Eingebaut den Big Block und festgeschraubt sieht das dann so aus:

Bild

Die Anschlüsse sind:

Bild

Links kommt der Saft von dem schon diskutierten dezent dimensionierten Netzteilblock. Dann, die fünf Anschlüsse links am Big Block, Masse plus Versorgung für die vier Clocks. Rechts der Zehnpolige hat Anschlüsse für die Eingänge von den Filter-OPs und die Ausgänge hinter den Buffern. Vier Eingänge (L+R symmetrisch), sechs Ausgänge (L+R symmetrisch plus L+R asymmetrisch). Rechts daneben hat's noch einen freien zweipoligen Steckkontakt, der führt die Anschlüsse für einen Schaltausgang. Einen 12V-Triggeranschluss habe ich deshalb mal drauf gemacht, falls man mal eine Buchse zum Schalten von Aktivboxen oder Steckdosenleisten hinten rein machen will. Ist strombegrenzt und kurzschlusssicher. Oben rechts dann der Versorgungsanschluss für die OPs auf der Akurate-Platine.

Die beiden 9V-Regler für die bisherige Plus- und Minusversorgung der Ausgangsstufe (wenn man die Filter-OPs als solche bezeichnen möchte) haben aber immer noch ihre Aufgabe: Der +9V-Regler darf noch Vorregler für den Feinregler der DA-Wandler spielen, und der -9V-Regler - naja, der darf immerhin noch das Standby-Relais auf dem langen Netzteil ziehen. Was ja auch noch eine verantwortungsvolle Aufgabe ist, denn ohne Strom geht natürlich nichts.

Zurück zum Grund für den exzellenten Cognac, den ich mir eben genehmige :cheers: :

Das Erstaunliche ist, dass das ganze Opus schlicht und ergreifend funktioniert. Eingeschaltet, Spannungen eingestellt, Offsets eingestellt, hier und da noch ein bisschen was optimiert: Es läuft einfach so, wie gedacht! Immer wieder eine faszinierender Augenblick, wenn das, was man sich da ausgedacht hat, nachher in Hardware gegossen das auch macht, was man sich überlegt hat. Und es kommt sogar schon Musik raus! Ok, nur an meiner Kelleranlage (der Rest der Hausbewohner hat sich bereits zur Bettruhe zurückgezogen), da will ich mit dem Qualitätsurteil noch bis zu einem Hörtest warten, der natürlich folgen wird. Aber im ersten Hörtest sind erst mal Dinge wichtig wie "knallt es beim Ein/Ausschalten", "Störgeräusche irgendwelcher Art hörbar" etc. Nichts, einwandfrei. Wieder auf den Messtisch damit. Bemerkenswert ist eine unglaubliche Ruhe auf den Spannungsversorgungen, aber auch ohne Signal auf den Ausgängen. Es ist einfach ein gerader Strich auf dem Oszi, egal wo ich messe, das lohnt sich nicht abzufotografieren. Einfach tiefe Stille. Ah, der Cognac ist gut.

Quelle: viewtopic.php?p=42954#p42954
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Umbau des Akurate DS/1

Beitragvon Aktives Hören » 03.02.2012, 12:54

Hier nun die Modifikation des Akurate DS/1 mit abschießendem Vergleich zu den anderen G-Modellen
(G-Sneaky und G-Sonos):

Fortepianus hat geschrieben:... der Akurate DS1 ist vor einer Stunde angekommen und durfte sich erst mal aufwärmen. Mit offenem Deckel geht das doch gleich schneller. Nun ist er betriebsbereit und kriegt erst mal Daavar 5 verpasst:

Bild

Anschließend darf er, so wie er ist, gegen den G-Sneaky antreten. Mal sehen, ob da der DS1 weiter kommt als der DS.

Quelle: viewtopic.php?p=43238#p43238

Fortepianus hat geschrieben:Die schwarze lasergeschnittene Hochglanzplatine meines Netzteils macht der Akurate-Platine nicht Konkurrenz, sondern es sieht so aus, als wäre der freie Platz da vorne nur für sie freigehalten worden. Danke, Linn.

Bild

Quelle: viewtopic.php?p=43276#p43276

Fortepianus hat geschrieben:... habe ich ein paar Messungen gemacht am ADS/1. Insbesondere hat mich interessiert, wie sich das mit der einen Clock verhält. Es ist ganz einfach - es sind in Wahrheit zwei in einer winzigen Blechdose. Die Clock kann alternativ auf 22,5792MHz oder 24,576MHz schwingen:

Bild

Nun das Netzteil verkabelt:

Bild

Freundlicherweise findet sich am Abschirmblech des Originalnetzteils eine Art Dachrinne, in der das Kabel zum Netzschalter vorne läuft. Da häng' ich mich doch gleich dran mit der Versorgungsleine des Zusatznetzteils:

Bild

Vor dem Einbau des G-Blocks (die Ausgangsstufen) muss ich nun erst mal verstehen, was an der ADS/1-Ausgangsstufe anders ist als an der des ADS. Ins Auge springen sofort die Ausgangsfilter, das sind sogenannte stromkompensierte Drosseln, bei denen sich die Magnetfelder gerade aufheben bei Strom in Gegenrichtung, wie das beim Musiksignal der Fall ist, und die eine Induktivität darstellen für (gleichphasige) Störsignale:

Bild

Beim XLR-Ausgang ist das der sechspolige silberne kleine Kasten, links beim Cinch-Ausgang der schwarze mit Aufschrift 8X.

Die Mutingschaltung ist ein bisschen verändert. Beim ADS geht das so: OP-Ausgang -> 150 Ohm -> 2 Muting-FETs -> 150Ohm -> EMV-Filter-C und nochmal 1 Muting-FET. Beim ADS/1 kommen gleich nach dem OP 2 Muting-FETs, dann 300 Ohm, dann EMV-Filter-C, I-komp. Drossel und wieder ein Muting-FET.

Dann - wie sind die Ausgangs-OPs versorgt? Ähnlich wie beim ADS, aber anstelle eines Puffer-Elkos von - nach + gibt es jetzt zwei kleine Vielschicht-Keramik-Cs jeweils nach Masse, gefolgt von zwei größeren Keramik-Cs. Fein, da kommt man an die Durchkontaktierung dran, ohne was auszulöten, an jedem OP also zwei feine Schnitte gemacht mit der 0,3mm-Fräse. Unter dem OP sieht man links und rechts die zwei kleinen Cs, direkt darunter die beiden größeren und neben denen die Durchkontaktierung, wo die OPs von der Magerkost getrennt werden:

Bild

Neu verkabelt und schon mal die Abstandsbolzen für den G-Block reingeschraubt:

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Die Clock kriegt auch noch besseren Saft:

Bild

Die Analog-Spannungen an den Wandlern sind beim ADS/1 zusätzlich mit zwei 820µF-Elkos gepuffert, aber da setze ich noch den schon im ADS bewährten 8er-Satz an organischen Polymer-Elkos drauf:

Bild

Die acht Ausgangswiderstände raus und den Kabelbaum für die Analogausgangsstufen rein:

Bild

Das sieht nun, nachdem der G-Block eingebaut ist, recht lecker aus, alles in schwarz gehalten:

Bild

Von der Seite bietet sich der Einblick in den Sandwickaufbau:

Bild

Soweit, so gut - alles mal eingeschaltet. Aber was ist das? Die Spannung für die Clock kommt gerademal müde auf 1V hoch statt auf 3,3. Gleich wieder aus, die Kiste, und nochmal alles kontrolliert. Stimmt doch alles!? Externes Netzteil an die Clock geklemmt, das gute alte Peaktech. Ei, die winzige Blechbüche mit den zwei Clocks drin zieht satte 70mA! Normalerweise will ein Schwinger so ca. 20mA, und dafür ist die Schaltung für die Clockversorgung (aus dem G-Sonos stammend) auch gemacht. Wer sich so ein bisschen mit Superregs (Querregler mit Stromquelle) auskennt weiß, dass das völlig schief geht, wenn ein anderer als der berechnete Strom gezogen wird. Ok, erst mal alles umdimensioniert auf den hungrigen neuen Kollegen am Taktstock, und schon läuft das wie geschmiert.

Quelle: viewtopic.php?p=43324#p43324

Fortepianus hat geschrieben:Heimgekommen und sofort den DS1 wieder zerlegt. Nun hat's ja zwei Cinchausgänge, und an einem habe ich die die beiden stromkompensierten Drosseln, die im Grunde sowas wie quer beschaltete Trafos sind, rausgelötet. Zur Größe - das hat nichts mit einem Trafo zu tun, wie man ihn kennt. Die Fläche oben, auf der 8X steht, ist 5mm mal 5,5mm groß:

Bild

Da die beiden Ausgänge mit der neuen Ausgangsstufe nicht mehr durch die vorher vorhandenen jeweils 300 Ohm Ausgangswiderstand getrennt sind, dachte ich mir folgerichtig, dass damit eigentlich auch einer der beiden Sätze EMV-Kondensatoren überflüssig ist. Also auch raus, das bremst ebenfalls unnötig. Nun hat es zwei etwas unterschiedliche Ausgänge, einmal die Basis des gestrigen Hörtests, und dann den heute geschaffenen ohne Ausgangsdrosseln:

Bild

Ab in den Hörraum damit. Das war die kleine Bremse! Diese kleinen Miststücke haben einfach nichts im Signalweg verloren. Jetzt hat sich das umgedreht. Am Ausgang "ohne" ist der G-ADS1 eine Spur knackiger als der G-ADS, am Ausgang "mit" ist es umgekehrt.

Quelle: viewtopic.php?p=43360#p43360

Fortepianus hat geschrieben:... der G-ADS1 von Franz wartet ja nun auf den Vergleich am Digitalausgang mit seinen Geschwistern G-Sonos und G-Sneaky. [...]

Zu dieser Standortbestimmung bietet sich mein Jittermonitor an - nochmal in Kurzfassung, was er macht. Er hat eine sehr präzise Referenzclock, die auf die genaue Frequenz des Eingangssignals synchronisiert wird. So ähnlich wie im Big Ben, aber mit noch besseren Clocks. Allerdings funktioniert er nur mit den Samplingraten 44.1k und 48k. Dort wird das Regelsignal der PLL, die die Synchronität gewährleisten muss, im Rohzustand vor der Filterung abgegriffen und verstärkt, dabei aber auf 20kHz begrenzt. Wären beide Taktsignale, also der interne Referenztakt und der aus dem ankommenden S/PDIF-Signal rekonstruierte Takt, nun genau synchron und ohne jeden Jitter, wäre das Regelsignal Null. Sobald sich eine Taktflanke zeitlich vor oder hinter die des anderen Signals schiebt, gibt das ein Ausgangssignal. Je größer die Abweichung (Phasendifferenz), desto größer das Ausgangssignal. Damit wird die Referenzclock nachgeführt, aber nicht direkt mit dem Signal - sonst hätte die Referenzclock den gleichen Jitter wie das S/PDIF-Eingangssignal. Das Signal wird sehr stark gefiltert - das Filter hat eine Zeitkonstante von ca. 20s. Die Frequenz wird also nur ganz langsam nachgeführt, so dass sie gemittelt über 20s mit der Eingangsfrequenz übereinstimmt. Vor der Filterung jedoch hat man dann ein genaues zeitliches Abbild des Jitterverhaltens des Eingangssignals. Jedesmal, wenn der Eingangstakt zuckt, gibt das ein Ausgangssignal, je mehr es zuckt, desto größer, und die Frequenz des Jitters ist genau im Ausgangssignal abgebildet. Schließt man das an einen Verstärker an, kann man genau die Jitterfrequenz und -amplitude hören. Das Interessanteste dabei ist, dass man je nach Quellgerät und Kabel das Musiksignal auf dem Takt hört.

Ich habe nun über alle drei Streamer dasselbe Signal abgespielt, mit audacity jeweils 5s aufgenommen und dann über diese 5s mir in audacity das Spektrum anzeigen lassen. Die habe ich im folgenden Bild direkt für die drei Probanden G-Sonos, G-Sneaky und Akurate DS/1 untereinander gestellt. Für diesen Versuch habe ich die Versorgung der Clock im Akurate wieder auf den originalen Spannungsregler umgelötet, um für den Digitalausgang genau die Verhältnisse wie im Originalgerät zu haben. Alle drei Streamer spielten bei der Messung als Signal ein rosa Rauschen mit -20dB Amplitude ab:

Bild

Der G-Sneaky ist ja nach dem Doppelreclocking, das ich bei ihm machen muss, ganz erheblich verbessert bzgl. Jitter am Digitalausgang gegenüber dem Originalgerät. Er ist ungefähr auf dem Niveau des G-Sonos, wobei der G-Sonos mit seiner fixen Clock im unteren Frequenzbereich noch ein paar wenige dB unter dem G-Sneaky liegt.

Beim Akurate findet ja keinerlei Reclocking statt, und er ist schon von Haus aus sehr gut. Er spielt aus dem Stand schon fast auf dem Niveau des G-Sneaky, der aber durchweg so ca. 2-3dB niedriger liegt. Da stellt sich natürlich die Frage, wie das Spektrum aussieht, wenn die Clock an meinem Netzteil saugen darf. Im folgenden Bild ist oben nochmal zum Vergleich das Spektrum des Gerätes mit der originalen Clockversorgung und in der Mitte mit der G-Versorgung. Das senkt das Jitterniveau im unteren und mittleren Audiobereich ziemlich genau auf das G-Sneaky-Niveau und übertrifft diesen im oberen Frequenzbereich sogar leicht.

Bild

Dass ich mich damit zufrieden gebe, habt Ihr aber nicht wirklich geglaubt, oder? Das untere Spektrum im oberen Bild ist nochmal ein bisschen besser und stellt das Ergebnis meiner Bemühungen dar. Es ist schlicht der jitterärmste Digitalausgang der G-schwister.

Was ich gemacht habe: Ich habe die die Schaltung des Digitalausgangs nochmal genau angesehen im Akurate. Den Ausgangsübertrager, der schon wie im Sneaky perfekt im Impulsverhalten durch allerlei Beschaltungsmaßnahmen intergriert wurde, treibt ein recht zackiger Bustreiber, ein 74ALVC125. Interessant ist nun dessen Spannungsversorgung, da ein evtl. Ripple darauf sich direkt im Jitter des Ausgangssignals widerspiegelt:

Bild

Oben die Spannung, wie sie original aussieht. Schon recht gut, aber noch ein kleiner Ripple erkennbar. Nun meine Allzweckwunderwaffe, einen Nichicon Aluminium Organic Polymer mit 220µF/10V dem Käfer an die Beinchen gelötet: Das Ergebnis zeigt das Bild in der Mitte. Völlig weg, der Ripple. Nun höre ich schon die Fragen, aber was ist denn das noch für ein Restgerausche und was sind die kleinen Peaks - kannst Du das nicht gefälligst auch wegmachen? Zur Beantwortung dieser Frage habe ich den Wechselspannungsanteil, der in den oberen beiden Bildern dargestellt ist, nochmal aufgenommen, aber mit ausgestecktem Gerät. Man sieht also, der Dreck, den man jetzt da im mV-Bereich sieht, ist der Dreck aus der Umgebung, das hat gar nichts mehr mit der Spannungsversorgung selbst zu tun.

Damit ist der Umbau des Akurate DS/1 für Franz am Ende angelangt.

Quelle: viewtopic.php?p=43480#p43480
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DAC-Mod für den Akurate DS: G-Akurate DS DAC

Beitragvon Aktives Hören » 03.10.2012, 20:22

... und weiter geht's mit dem DAC-Mod für den Linn Akurate DS:

Fortepianus hat geschrieben:Liebe Freunde des gepflegten Linn-Streamings,

es gibt Neuigkeiten. Ich habe ein neues Upgrade entwickelt, das auf das bisherige aufsetzt. Gestern wurde es fertig. Aber der Reihe nach.

Im Sommerurlaub, wenn die Kinder am Strand beschäftigt sind und ich mich unter drei Sonnenschirme zurückziehen, die Augen über's Meer schweifen lassen und so meinen Gedanken nachhängen kann, kommt ab und zu eine kleine Idee vorbeigeflogen. So auch dieses Jahr.

Initiator war der Rosita-Test bei Sigi am 7.7.2012. Erstaunlich einerseits, dass der von mir frisierte Linn da klar das Nachsehen hatte, andererseits aber erfreulich zu wissen, dass da noch was geht und ein G-ADS1 in seiner bisherigen Ausbaustufe noch nicht das Ende der Fahnenstange darstellt. Stillstand ist ja bekanntlich Rückschritt. Einfach eine La Rosita zu kaufen kommt für mich nicht in Frage, denn ich werde mich weiter standhaft weigern, in die Apple-Welt mit iTunes einzusteigen. Das ist nichts für mich. Zunächst aber war klar, dass ich für meine Versuche einen G-ADS1 brauche. Ich habe zwar schon unzählige G-ADS1 für Euch hier umgebaut, habe aber selbst "nur" einen G-Sneaky. Der Schuster hat ja bekanntlich die schlechtesten Schuhe. Wie geschickt, dass sich Franz gerade von seinem G-ADS1 Nr. 3 trennen wollte - den habe ich kurzerhand vom Urlaub aus zurückgekauft. Ich habe jetzt also auch einen G-ADS1.

Aber wo sind die Stellen, an denen noch was zu holen ist?

Um diese Fragestellung kreisten meine Gedanken am Strand. Wo suchen? So ein Streamer besteht grob gesagt aus:

1. Dem Prozessor mit Netzwerkanbindung, der auf Befehl Daten vom Netz zieht und diesen Datenstrom an die nachfolgende Digitalabteilung liefert

2. Der zugehörigen Software, die diese Datenauslese steuert und ihre Befehle dazu von extern (einem anderen Rechner, z. B. iPad) über's Netzwerk kriegt

3. Der digitalen Verarbeitung der Signale, die den Stream in das passende Datenformat (I²S, linksbündig, rechtsbündig etc.) bringt und evtl. ein Upsampling mit dazu gehöriger digitaler Filterung macht

4. Der zentralen Clock, die alles steuert

5. Dem DA-Wandler

6. Dem analogen Antialiasing-Filter, um die Samplingfrequenz zu entfernen

7. Der analogen Ausgangsstufe

8. Dem Netzteil

Wenn man die nicht ganz so informativ gehaltene Homepage der La Rosita studiert, fällt einem natürlich 2. und 4. auf. Die Software - weil es dieses spezielle Plugin für die Apple-Welt gibt, und die Bioclock. Mit beiden Punkten habe ich gedanklich einige Zeit zugebracht, mit dem Fazit, dass dort der Unterschied La Rosita vs. G-ADS1 nicht zu finden sein dürfte. Das Plugin ist nötig, damit die La Rosita nicht Datenkomprimiertes von Apple vorgesetzt kriegt, und die Bioclock ist, abgesehen vom Namen, sicher spitze, aber die Clock mit G-Versorgung im ADS1 eben auch. Gehen wir die anderen Punkte durch: 1. ist im einen Fall direkt von Apple übernommen, im anderen Fall von Linn selbst programmiert. Das läuft bei Linn auf einem Prozessor, der sonst genau nichts zu tun hat. Da würde ich auch nicht suchen wollen. Bei 3. ist Linn spitze, der Virtex-4 darf mit ordentlich Rechenpower recht lange FIR-Filter reinfalten ins hochgesetzte Signal, die La Rosita dagegen macht gar kein Upsampling, wenn ich den schlichten Satz auf der Homepage "die digitale Seite ist recht flach gehalten" (oder so ähnlich) richtig interpretiere. Beides hat Vor- und Nachteile, aber ich denke, beides kann man zu exzellenten Konzepten ausbauen. Für mein Verständnis überwiegen aber die Vorteile beim gut gemachten Upsampling. Bei 7. und 8. glaube ich, dass ich dem G-ADS1 Ausgangsstufen mit Netzteil spendiert habe, die ihresgleichen suchen.

Bleibt 5. und 6., DAC und Filter. Ja was willst du denn jetzt da, höre ich schon aus der verehrten Forumsgemeinschaft murren, der WM8741 ist einer der besten DA-Wandler, die es gibt. Ist er nicht. Ich bin mittlerweile fest davon überzeugt, dass genau hier die Schwachstelle der Linns liegt, an der ich bisher aber nichts geändert hatte. Um das zu verstehen, lasst mich dazu bitte nächstes Mal ein bisschen ausholen, wie so ein DAC grob funktioniert.

Quelle: viewtopic.php?p=53951#p53951

Fortepianus hat geschrieben:Liebe Linn- und G-Linn-Fans,

danke für Eure netten Reaktionen. Das macht ja richtig Spaß - Ihr glaubt kaum, welche Flut von PNs und Mails mich zum Thema erreicht haben, u. a. mit allerlei Mutmaßungen, woran's denn liegen möge. Und die erste Blindbestellung kam auch schon :cheers: .

Ich möchte vielleicht noch erwähnen, dass es mir nicht darum geht, wer da gewinnt. Die Linn und erst recht die G-Linn machen auch jetzt schon schön Musik. Aber wir wollen uns doch alle in unserem Hobby und dem Verständnis der dahinter stehenden Technik weiterentwickeln, soweit sitzen wir doch alle im gleichen Boot. Deshalb betrachte ich das vielmehr als einen Akt der Befruchtung, wenn verdiente Foristen sagen, das geht noch besser und wir haben das alle so gehört. Bisher dachte ich eben, ein Linn ist das Maß der Dinge im Digitalbereich, und seine Schwächen im Analogteil bügle ich gerne aus. Das ist doch wie bei Lautsprechern auch: Hast du mal bessere gehört als du selbst hast, gibst du solange keine Ruhe, bis deine eigenen mindestens so gut sind. Aber du musst erst mal wissen, dass es überhaupt besser geht.

Bernd Peter hat geschrieben:Und ich dachte, so ein DAC ist eine relativ dumme Zustandsmaschine...

Ja, so ist es. Wie so ein DA-Wandler prinzipiell funktioniert, habe ich hier schon einmal versucht grob zu erklären. Schauen wir uns das Ende der Zustandsmaschine an, den Ausgang. Da kommt Strom raus, der den digitalen Zahlenwert repräsentiert. Diesen Strom muss man irgendwie in eine Spannung umwandeln, um das Signal sinnvoll weiterverarbeiten zu können (Filter, Ausgangsstufe). Und genau da liegt der Hase im Pfeffer. Für diese sog. I/U-(deutsch) oder I/V-(englisch)Wandlung gibt's diverse Möglichkeiten. Ich will mal die vier gängigsten rausgreifen:

1. Die Standardmethode, die meist verwendet wird, ist die sog. Stromsumpfschaltung eines OPs. +Eingang an Masse, R vom Ausgang zum -Eingang und dort auch den Strom reinschicken. Die Ausgangsspannung ist dann -R*I. Hat den enormen Charme, dass der DAC-Ausgang immer Null Volt am Stromausgang sieht, was er sehr gerne hat für beste Performance. All die tollen Messwerte der gängigen Spitzenwandler sind mit solchen Schaltungen an den Ausgängen und nachfolgenden Tiefpass-Filtern (auch mit OPs) ermittelt. Hier ein Bild aus dem Datenblatt des BurrBrown PCM1794A:

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Man erkennt gut die vier Stromausgänge aus dem DAC, die an die vier OPs in Stromsumpfschaltung gehen.

2. Ein einfacher Widerstand. Das ohmsche Gesetz sorgt dafür, dass an ihm eine Spannung abfällt, wenn man Strom durchschickt. Das ist eine der beiden passiven I/V-Lösungen.

3. Eine diskrete Lösung. Ganz hervorragende Lösungen gibt's von Altmeister Nelson Pass. Beispielhaft für die Flut an Schaltungsvorschlägen, die es zum Thema gibt, will ich die hier zeigen:

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Man nehme zwei komplementäre gepaarte FETs und schalte die in sogenannter Gateschaltung zusammen. Hat nur die Verstärkung 1, aber transformiert einen hohen Widerstand am Drain (R3, R4) mit der Steilheit des FETs nach vorne an den Source-Anschluss, an dem der DAC-Ausgang hängt (IN).

4. Ein Transformator wird mit dem Strom des DAC gefüttert und transformiert den Widerstand an der Sekundärseite mit dem Quadrat des Übersetzungsverhältnisses an die Primärseite zum DAC. Das ist die zweite passive Methode. Zum Verständnis ein Bild von der Homepage der Firma Sowter, die solche Übertrager herstellen:

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Schauen wir uns mal die Vor- und Nachteile dieser Methoden an.

ad 1. Für fast alle auf dem Markt befindlichen Spitzenwandler wird im hinteren Teil des Datenblattes eine solche Schaltung abgedruckt, mit der auch die Messwerte ermittelt wurden. Der Entwickler eines DACs ist in der Regel dankbar dafür und übernimmt diese Schaltung 1:1 in sein Layout. Aus klanglicher Sicht ist das aber eigentlich nicht besonders gut. Warum denn, es machen doch fast alle so? Weil ein OP an dieser Stelle so betrieben wird, wie es ihm gar nicht schmeckt. Jeder, der schon mal selbst Schaltungen zusammengelötet hat, weiß, dass es grauenvoll klingt, wenn ein OP schwingt. Warum eigentlich? Die gleichzeitig produzierte HF müsste sich ja eigentlich perfekt überlagern mit dem Nutzsignal, wenn der OP schnell genug ist und solange die Aussteuerungsgrenzen nicht erreicht sind. Irgendwo wird die HF dann wieder ausgefiltert, sei es am Endverstärker oder spätestens am Lautsprecher, dessen Mechanik der hohen Frequenz nicht folgen kann und so nur noch das Nutzsignal wiedergibt. Aber der OP selbst degradiert wie auch eine diskrete Elektronik in seiner Performance, wenn er Hochfrequentes (HF) und Niederfrequentes (NF) gleichzeitig übertragen soll. Die Probleme hängen im Wesentlichen mit der starken notwendigen Gegenkopplung zusammen. Nelson Pass hat dazu in der Vergangenheit ein paar prominente Versuche gemacht. Er wollte die Übernahmeverzerrungen von ClassB-Endstufen verkleinern, indem er ein hochfrequentes Rauschsignal dem Nutzsignal überlagerte (eine Art analoges Dithering). Er berichtete exzellente Messwerte, aber verheerend schlechten Klang, weshalb er sich dann doch wieder auf seine ClassA-Endstufentechnik verlegte. Nun, und genau so ist es hier am DAC-Ausgang. Das Nutzsignal ist mit einer Menge HF verseucht, es kommt ja gequantelt in Treppenstüfchen raus. Den I/V-Wandler-OP durchläuft beides, das niederfrequente Nutzsignal und die Quantisierungs-HF. Hinzu kommt, dass eine Stromquelle idealerweise einen unendlich hohen Innenwiderstand hat. Und eine hohe Quellimpedanz mag ein OP schon gar nicht. Fazit: An dieser Stelle wird ein OP gequält wie sonst eigentlich nirgends in der Audiotechnik, und das ist der Grund, warum dies auch die klangsensibelste Stelle ist, wenn man Versuche mit verschiedenen OPs macht. Kein Wunder, dass sich die besten OPs am Markt wie OPA627 oder LME49710 hier am besten schlagen. Noch besser ist es aber, hier gar keinen OP zu verwenden. Und nun das Problem des Wolfson-DACs WM8741 im Linn: Er hat diese OPs für seine vier Stromausgänge schon integriert! Er lässt dem Entwickler also gar nicht die Wahl, einen anderen I/V-Weg einzuschlagen. Die meisten Entwickler sind dankbar dafür, dass sie sich die Bauteile für die I/V-Wandlung sparen können und das Signal gleich in das nachfolgende Filter schicken können.

ad 2. Ist absolut simpel, hat aber den Nachteil gegenüber 1., dass mit dem Strom der Ausgang des DACs eine sich ändernde Spannung sieht. Die darf, abhängig vom verwendeten Chip, nur kleine Modulationen haben. Also muss der Widerstand klein sein und liefert damit nur wenig Ausgangsspannung. Die muss man dann entsprechend hochverstärken und handelt sich dabei dann einen verschlechterten Signal-Rauschabstand ein.

ad 3. Die FET-Lösung von Pass ist deshalb recht unempfindlich gegen die HF-Degradierung, weil sie keinerlei über-alles-Gegenkopplung hat. Nachteil: Die FETs müssen aufwändig selektiert werden, was mich jetzt nicht wirklich stören würde. Aber ein wirklicher Nachteil ist, dass die Ausgangsspannung einen hohen Gleichspannungsoffset hat, weshalb man Koppel-Kondensatoren braucht. Da geht dann die Diskussion los, welchen C man nehmen soll. Der beste Kondensator im Signalweg ist nämlich kein Kondensator. Aber es gibt auch aufwändigere diskrete Lösungen, die den Offset wieder korrigieren. Eine solche diskrete Lösung ist nach meiner Einschätzung von den drei bisher genannten Varianten diejenige mit dem größten Potenzial, weshalb sie in sehr guten DA-Wandlern hin und wieder verwendet wird. In einem evtl. entscheidenden Punkt ist aber die nächste Lösung noch besser.

ad 4. Übertrager im Signalweg waren mir schon immer suspekt. Die Nichtlinearitäten durch Hystere und Verluste im Kern waren mir immer ein Dorn im Auge. Außerdem haben die meisten Übertrager einen eher bescheidenen Frequenz- und Phasengang. Andererseits gibt es kaum eine Stelle in der Audiotechnik, wo ein Übertrager sinnvoller wäre als hier. Nehmen wir mal an, wir hätten einen Übertrager, der so gut ist, dass man die gerade aufgeführten Nachteile vergessen kann. Dann könnte er die Aufgabe der I/V-Wandlung nahezu ideal erfüllen: Bei passend gewähltem Übersetzungsverhältnis liefert er an der Sekundärseite eine ordentliche Ausgangsspannung, dabei aber einen sehr kleinen Widerstand an der Primärseite für den DAC, was wünschenswert ist. Alles ganz nett, aber jetzt kommt der entscheidende Punkt: Man kann bei geeignetem Schaltungsdesign die digitale Welt von der analogen komplett trennen, keine gemeinsame Masse, kein Übersprechen all der digitalen Störsinale in die analoge Welt - die HF lässt er prinzipbedingt nicht durch. Das ist eine ideale Bremse für den "Digital noise floor", lieber Herbert. Und damit sind wir zugleich auch beim dritten Vorteil - er ist ganz nebenbei gleich noch das Antialiasing-Filter für die Rekonstruktion des Analogsignals, ohne jedes elektronische Filter.

Vieles spricht also für einen Übertrager, aber sein Einsatz hängt natürlich davon ab, ob es Übertrager mit den hier geforderten Eigenschaften, also Linearität und Frequenzgang, überhaupt gibt.

Bevor ich aber mit irgendeiner anderen I/V-Wandlung experimentieren konnte, brauchte ich neue DACs im Linn - die WM8741 bringen ja wie gesagt die I/V-Wandlung schon mit. Und bei der Implementierung neuer DACs in den Akurate lauern Hürden, die ich nächstes Mal erzählen will.

Quelle: viewtopic.php?p=54059#p54059

Fortepianus hat geschrieben:Hallo Udo, hallo liebe Linnianer,

Udor hat geschrieben:Frage, es gibt ja etliche Leute die sich diese diskret aufgebauten Monster OPs von Burson in die I/V Wandlung basteln und darauf schwören wie gut das klingt(die mit dem üblen Offset). Geht das eventuell in die gleiche Richtung ?

die diskreten OPs haben weit weniger Verstärkung und sind deshalb wesentlich schwächer gegengekoppelt. Das kann dann in der IV-Stufe durchaus besser klingen. Hängt aber natürlich von der Schaltung ab. In der IV-Stufe ist aber eigentlich ein normaler Spannungsverstärker eh falsch am Platz. Ein Stromverstärker wie die gezeigte Pass-IV-Stufe ist da wesentlich besser.

Zurück zum DAC. Bei der Entwicklung eines neuen DAC-Boards ist die allererste Frage: Welcher DA-Chip? Die Antwort ist hier einfach zu geben. Sie lautet: Burr Brown PCM1794A. Ja, klar, ist mein Lieblings-IC und auch die AGM-Wandler haben den in Mono-Beschaltung drin. Ich kenne ihn also wie meine Hosentasche. Das allein wäre aber noch kein Grund. Ich zähle mal die Gründe auf:

1. Der PCM1794A hat wie der WM8741 vier Ausgänge, zweimal differenziell. Er lässt sich auf Mono schalten, dann liefern alle vier Ausgänge das gleiche Signal, zweimal invertiert, zweimal nicht invertiert. Aber eben das rohe Stromsignal statt per OPs aufbereiteter Spannungen.

2. Wie beim Wolfson kann man das interne Upsampling ausschalten und ihn direkt mit der hochgesetzten Taktrate von 352,8 bzw. 384kHz vom Linn beaufschlagen.

3. Alle Einstellungen lassen sich per Hardware einstellen. Man braucht also keinen zusätzlichen PIC, der die Einstellungen vornimmt und mit seiner zur Nutzdatenwelt völlig asynchronen Taktfrequenz die Jitterwerte verhunzt.

4. Er braucht genau die gleiche Spannungsversorgung wie der WM8741, 3,3V für's Digitale und 5V für's Analoge. Er zieht auch ähnlich viel Strom wie der Wolfson, sogar ein bisschen weniger.

Der letzte Punkt ist nicht ganz unwichtig. Da schwebte nämlich folgendes Konzept über das türkisfarbene lauwarme Wasser vor Korsikas Ostküste an mir vorbei:

Es soll eine komplett in sich geschlossene Digitalwelt geben, die ihre Versorgung aus dem Linn-Netzteil holt. Auch die Clock, die bisher aus dem G-Netzteil versorgt wird. Man kann nämlich den Längs-Querregler dafür auch vom Linn aus versorgen, wenn man ihn ein bisschen umdimensioniert. Dann die Wolfson-Chips komplett rauslöten und ein neues DAC-Board mit den PCMs reinmachen, das räumlich ganz dicht an der Clock sitzt und feinste Spannungsaufbereitungen für die Versorgungspins der DACs bereithält. Da gehen dann die Signale Wordclock, Bitclock, Masterclock und die upgesampelten Daten links und rechts rein. Dann das ganze Digitalteil mit einer fetten genau passend zugefrästen Aluwanne überdecken, in der bestens geschirmt die Analogabteilung sitzt. Die wird wie bisher auch vom dicken G-Netzteil versorgt. Die Versorgungen und Massen der analogen und der digitalen Welt sind völlig getrennt. Die Ausgangsbuchsen hinten werden ebenfalls von der bisherigen Masse getrennt und hängen nur noch an der Analogwelt.

Der Reiz eines solchen Konzeptes ist, dass man einerseits die Superclock des Linn (0,5ps Jitter) direkt am DAC hat, wo sie hingehört, und die Datenauslese rückwärts, wie immer bei Linn, damit synchron gehalten wird. Die Takte und Signale müssen nicht wie bei einem externen DAC in irgendwelche Transportformate gewandelt werden. Aber soweit waren wir bisher auch schon. Neu ist aber, die Analog- und Digitalwelt trotz des Ein-Gehäuse-Konzeptes komplett zu trennen. Nicht nur wie im Klimax DS oder DS1 mit dickem Alu, sondern auch elektrisch. Und das in Kombination mit einem neuen DAC, der vor allem eine viel bessere I/V-Konvertierung mitbringt. Ihr seht schon, das schreit nach der Trafo-Lösung im letzten Beitrag.

Aber erst mal zum neuen DA-Board. Auf den ersten Blick scheint ja alles klar, auf den zweiten wie so oft nicht. Schauen wir uns mal die Datenformate an, die die beiden Chips, WM8741 und PCM1794A, verstehen. Aus dem Datenblatt des WM8741:

Bild

So ähnlich beim PCM1794A. Da sollte sich doch was Gemeinsames finden lassen. Aber halt, gilt das auch, wenn die Jungs im sog. 8fs mode betrieben werden, also der Betriebsart mit externem Upsampler? Leider nein. Beim Wolfson gibt's immerhin noch zwei Varianten:

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Beim BurrBrown nur noch eine:

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Immerhin, die rechtsbündige Variante ist die gleiche. Da schicke ich doch mal gleich ein Stoßgebet zum Himmel, dass genau das im Linn verwendet werden möge.

Das erste, was ich mit meinem G-ADS1 nach dem Auspacken machte, war, die Platine der Ausgangsstufe runterzumachen, die Clock provisorisch vom Linnnetzteil aus zu versorgen und die Digitalsignale mit dem Speicheroszi genau zu untersuchen. Dass nämlich sich alles auf die Frage nach einem gemeinsamen Datenformat zuspitzen würde, war mir im Urlaub nach eingehendem Studium der Datenblätter klar geworden. Murphy und sein stets gültiges worst-case-Gesetz bewahrheitet sich aber leider auch hier. Ich fand natürlich die linksbündige Variante im Linn, die der PCM1794A im 8fs mode nicht versteht.

Was tun? Ok, man kann einen PIC nehmen, der schnell genug ist, und eine Software schreiben, die die Daten umsortiert. Ich fand es aber irgendwie eleganter, das zu Fuß zu machen, also per Hardware. Erster Ansatz: Man muss eigentlich nur die Daten um 8bit nach rechts schieben und die Wordclock invertieren, dann passt das. Zweiter Ansatz: Noch eleganter wäre es, die Daten unangetastet zu lassen und die Wordclock zu verschieben. Das klingt aber einfacher, als es dann tatsächlich ist. Jedes Digitalgatter hat nämlich eine gewisse Durchlaufzeit des Signals, und es kommt am Ende auf ns an. Ich habe das rauf und runter simuliert, bis es genau gepasst hat. Aber wie immer, erst, wenn man die Schaltung aufgebaut hat, ist man schlauer. Also ein Board gemacht:

Bild

Man erkennt auf 60x60mm² (mehr Platz hat's nicht) dicht gedrängt die zwei PCM1794A, umgeben von einer Menge Filterspülchen, Polymerelkos der feinsten Sorte und NPO-Cs direkt an den Versorgungspins. Unten rechts noch ein bisschen Resetgedöns, darunter der Eingang für die 3,3V und 5V Versorgung vom Linn. An der rechten Kante die Eingangssignale: Bitclock, Wordclock, Masterclock links und rechts, Daten links und rechts, Muting und neben jedem Signal noch ein Massekäbelchen daneben, so dass die, wenn auch sehr kurzen Signalkäbelchen immer mit dem Massekäbelchen daneben verdrillt werden können. An der linken Kante im Bild ein Stecker mit 8 Pins: Das sind die unbearbeiteten acht Stromausgänge der beiden PCMs. Oben rechts die ns-Impulsküche, ein blitzschneller sechsfach-Inverter und ein ebenso schnelles 8bit-Schieberegister für die Formatwandlung von linksbündig zu rechtsbündig. Ob das funktioniert?

Quelle: viewtopic.php?p=54118#p54118

Fortepianus hat geschrieben:Liebe Ungeduldige,

Spaß beiseite, wie es der Zufall so will, war ich aber eh gerade am Ende des nächsten Kapitelchens abgelangt.

Das war natürlich spannend, als ich den ersten DAC aufgebaut hatte und dann anschloss. Die Peripherie dafür sieht jetzt so aus:

Bild

Ein ziemlich ausgeschlachteter Akurate DS1 in der DA-Abteilung. Auf den beiden leeren SMD-Plätzen mit 28 Pins waren mal die WM8741. Wer genau hinschaut, sieht auch schon einen Teil der dicken Silberdrähte, die jetzt schon die Massen der Ausgangsbuchsen miteinander verbinden - die sollen ja später an die neue völlig getrennt Analogmasse. Alle notwendigen Signale sind zu den passenden Steckverbindern für die neue DAC-Platine verbunden, die Lötpunkte alle mit kleinen Klebepunkten gesichert, damit eine Bewegung der Kabel nicht eine der empfindlichen Leiterbahnen abreißen kann. Am Ausgang des DACs habe ich dann erst mal quick and dirty einfach acht kleine Widerstände an einen passenden 8pol. Stecker gelötet als IV-Konverter nach Variante 2 - es ging ja erst mal drum, ob da überhaupt was rauskommt - oder eben nicht. Weil das mit dem ns-Geschiebe vielleicht nicht so funktioniert wie es soll, ein Bestückungs- oder schlimmer Layoutfehler drauf ist etc. Eingeschaltet, der Linn bootet hoch, alle Spannungen sind da wie sie sein sollen an den Chips, 1kHz-Testsignal mit 0dB in die Playlist und - Signal am Oszi 8) . Alle acht DAC-Kanäle liefern genau was sie sollen. Test mit verschiedenen Samplingraten. Es läuft!

Jetzt kommt das Platinchen auf eine massive Alupatte, die - Schaeffer in Berlin sei Dank - exakt auf Maß gefräst ist:

Bild

Die wiederum kommt an den Platz, an dem ursprünglich die G-Ausgangsplatine saß, welche dadurch nach oben rutscht. Hier ein Blick von links ins Gehäuse:

Bild

Wenn man genau hinschaut, kann man jetzt unter der Aluplatte die nach unten hängende neue DAC-Platine genau über der Masterclock-Abteilung des Linn erkennen. Oben über der Aluplatte sitzt der G-Ausgangs-Block mit den Buffern.

Jetzt kann's losgehen mit der IV-Konvertierung!

Quelle: viewtopic.php?p=54130#p54130

Fortepianus hat geschrieben:Liebe Freunde der sauberen IV-Konvertierung,

weiter im Text. Das Konzept ist jetzt natürlich maßgeschneidert für einen IV-Trafo. Erinnert Euch, die mechanische Trennung der digitalen und analogen Welt ist erfolgt und muss jetzt irgendwie auf die elektrische Trennung der beiden Schaltungsteile ausgeweitet werden. Ich habe mich einige Zeit damit beschäftigt, was der Markt dafür an Übertragern bietet - es gibt da einiges von Jensen, Lundahl und Sowter, was mir interessant erschien. Hängen blieb ich beim Sowter Typ 9545:

Bild

Ja, ich weiß, ist auch der teuerste, kostet das eineinhalbfache der Lundahls, aber was soll's. Brian Sowter finde ich auch persönlich sehr nett, er hat sich per Mail sehr interessiert gezeigt an meinem Vorhaben und eifrig mit mir diskutiert. Der Sowter 9545 hat einen Frequenzgang, der von 5Hz bis 50kHz innerhalb +-0,25dB verläuft! Ein Trafo! Das muss man sich erst mal klarmachen. Er hat eine Induktivität von 6H, das ist gewaltig. Mumetallkern. Vollgeschirmt mit zusätzlichem innerem Schirm. Zwei bifilar gewickelte Primärwicklungen - das ist ideal! An jeder Primärwicklung kann ein DA-Wandlerzweig differenziell andocken, so dass die Addition der beiden Mono-DACs auch noch gleich ganz nebenbei vom Übertrager übernommen wird. Die Sekundärwicklung hat einen Mittelabgriff - so liefert er ein symmetrisches Signal. Und er verstärkt das Signal gleich um 20dB, also Faktor 10, weil die Windungsverhältnisse 1+1:5+5 sind. Die beiden Primärspulen werden jede von einer DAC-Hälfte beliefert, also ist das Übersetzungsverhältnis 1:10.

Allerdings liefert so ein Übertrager sein Signal an einen ganz genau berechneten Sekundärwiderstand, der ja, wie weiter oben beschrieben, mit dem Quadrat des Übersetzungsverhältnisses, also hier 100, an die Primärseite, also die DAC-Ausgänge, tranformiert wird. Deshalb wird hier oft das (extrem hochohmige) Gitter einer Verstärkerröhre angeschlossen, um keine weiteren, das Ergebnis verfälschenden Ströme durch die nachfolgende Verstärkerstufe zu ziehen. Aber alles was recht ist, zum Röhrenfreak werde ich nicht, keine Sorge. Jetzt geht es darum, die Spannung nochmal um ca. Faktor 4 zu verstärken und gleichzeitig den Trafoausgang nicht zu belasten. Das nun ist eine Paradedisziplin eines OPs. Nur, weil ein OP da vorne am Stromausgang des DACs nichts verloren hat, heißt das noch lange nicht, dass man hier keinen einsetzen dürfte. Es wäre etwas merkwürdig, hier Bedenken zu haben, und am Ende dann spielen zwei Aktivboxen das Musiksignal ab, in denen geschätzte 50 OPs in jeder verbaut sind. Die HF ist weg, und der OP kann ganz in Ruhe seiner Verstärkungsaufgabe nachkommen. Die Quellimpedanz ist niedrig, im Wesentlichen der Innenwiderstand der Sekundärwicklung, und wenn der OP ein bisschen verstärken darf, ist das umso besser, weil er weniger gegengekoppelt werden muss.

Das Platinchen mit diesen OPs drauf kriegt gleich noch einen Job. Es ersetzt die bisherige Eingangsplatine, um dem G-ADS1 DAC im Standby die Eingänge zu den Ausgängen durchzuschleifen, und unterdrückt Ein- und Ausschaltplopps mit diesen kleinen Goldkontaktrelais:

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Die Übertrager kommen nun in den Alublock:

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Der kommt dann in den ADS1. In der Mitte sieht man die Schrauben des DAC-Boards, das von unten angeschraubt ist:

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Die Übertrager schweben nun über einer Stelle des Akurate-Boards, an der eh keine Bauteile sind:

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Der Ausgang des kleinen Zwischenverstärkers geht nun direkt in die bisherige Ausgangstufe. Fertig verdrahtet sieht das dann so aus:

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Was messtechnisch ideal funktioniert, ist das Anti-Aliasing-Filter. Bei der Abtastfrequenz von 352,8 bzw. 384kHz darf möglichst nichts mehr durchgehen. Linn macht das in seiner Filterstufe so, dass ein moderat steiles Filter bei ca. 60kHz anfängt abzuschneiden. Bei den Übertragern kann man die Filterfrequenz einfach dadurch einstellen, dass man den IV-Widerstand nicht nur auf der Sekundärseite einsetzt, sondern den geforderten Wert durch eine Mischung aus primär- und sekundärseitigem Widerstand zusammensetzt. Rechenbeispiel zur Verdeutlichung:

Nehmen wir an, der IV-Widerstand sollte 100 Ohm sein (in Wirklichkeit ist er kleiner, aber ich nehme mal ein rundes Beispiel). Nun kann man den so realisieren, dass man primärseitig 100 Ohm nach Masse hinmacht und auf der Sekundärseite offen lässt, also einen unendlichen Widerstand. Oder man lässt primärseitig offen und setzt sekundärseitig n² mal 100 Ohm, also 10kOhm ein. Oder eben eine Mischung, z. B. die Parallelschaltung aus 200 Ohm primärseitig und n² mal 200 Ohm sekundärseitig. Oder 150 Ohm plus n² mal 300 Ohm oder 300 plus n² mal 150 etc.

Auf diese Weise habe ich die -3dB-Frequenz des Filters auf 65kHz eingestellt, also ähnlich wie im Originalfilter. Aber ohne irgendeinen Kondensator im Signalweg! Viel mehr als 65kHz lässt der Übertrager eh nicht zu - aber 65kHz ist schon ein Wort für einen Trafo. Aber eins ist klar, die Klangqualität steht und fällt natürlich mit der Qualität des eingesetzten IV-Trafos. Allerdings ist es nicht gerade schwierig, den Klang eines OPs an dieser Stelle zu toppen.

Für das DAC Upgrade kann man nun also einen G-ADS1 nehmen und die Hauptplatine ein bisschen umstricken, so dass die Versorgung der dort sitzenden Clock-Spannungsregler aus dem Linnnetzteil erfolgt. Dann werden die DA-Wandler entfernt und die Verkabelung für den neuen DAC vorgenommen. Dann werden auf dem neuen Subchassis DAC, Übertrager, Zwischenverstärker und die modifizierte Hauptplatine montiert. Die Hauptplatine des Linn muss man leider komplett ausbauen, weil man an die Unterseite der Buchsenanschlüsse muss, um die Masseverbindungen zu kappen und neue zu schaffen. Dann müssen neue Kabelverbindungen für die Ausgänge rein und man kann alles zusammenbauen. Bleibt zu hoffen, dass dann alles funktioniert. Der gezeigte Prototyp jedenfalls funktioniert prächtig.

Quelle: viewtopic.php?p=54228#p54228

Fortepianus hat geschrieben:Es ist ja mittlerweile schon fast Tradition, dass ich über den ersten Umbau - vom Prototyp mal abgesehen - hier berichte. Wie so oft ist es das Gerät von Roland: Sein G-ADS trägt die Seriennummer 1, und das DAC-Upgrade wird ebenfalls die Seriennummer 1 tragen.

So sieht das gute Stück aus, wenn man den Deckel runter macht:

Bild

Erst mal alles raus. Radikal, bis man das Mainboard des Linn alleine vor sich liegen hat:

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Das Gehäuse wirkt dann etwas leer, nur noch das O- und das G-Netzteil sind noch da und wissen nicht, wohin mit dem Strom:

Bild

Am Mainboard wird oben und unten die Masseleitung gekappt und mit dickem Silberdraht die neue Analogmasse zwischen den Anschlüssen durchverbunden:

Bild

Das 10polige Kabelbäumchen ist für die Digitalsignale zum DAC, das dreipolige für die Masterclock:

Bild

Das sieht dann eingelötet so aus - bei genauerer Betrachtung sieht man auch, dass die Wolfson-Wandler bereits gegangen sind:

Bild

So kommt dann später das neue Board mit den PCM1794A oben

Bild

Das ist Maßarbeit. Die Platine kauert von oben direkt am Taktaufbereiter des Linn (der Xilinx rechts im Bild):

Bild

Am offenen 8pol. Steckverbinder liegen die acht Stromausgänge der beiden PCM1794A an, die dann in die beiden Sowter-Trafos gehen.

Dann kommt der neue DAC auf ein fettes Aluschirmblech:

Bild

Bevor es weitergehen kann, brauche ich die Übertrager aus England. Die kommen dann in die beiden Aussparungen oben im Bild. Sie sitzen nicht nur elektrisch, sondern auch mechanisch genau an der Grenze zwischen analoger und digitaler Welt. Bei der Stückzahl, die ich bestellt habe, braucht's aber ein Weilchen, bis die alle gewickelt sind. Immerhin konnte ich bewirken, dass die ersten vier Übertrager zum Ende des Monats kommen, also bald. Dann geht's weiter.

Quelle: viewtopic.php?p=54969#p54969

Fortepianus hat geschrieben:Rolis G-ADS DAC Nr. 1 ist fertig:

Bild

Bild

Bild

Beim ADS ist der Anschluss des Flachbandkabels für's Display an anderer Stelle als beim ADS1, aber da die Abschirmbecher der Übertrager mit etwas Abstand über der Hauptplatine schweben, passt das gerade obendrüber.

Quelle: viewtopic.php?p=55307#p55307
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