Convertisseur CD
Objectif:
Après
avoir finit les
enceparaitintes, ajuster les amplis, il reste un
dernier objectif à réaliser: clean-er complètement
la sortie CD, c'est à dire la débarrasser des
imperfections
du à un prix d'achat modéré.
Alors mon projet consiste à
utiliser les DF1706 et PCM1704 de
Burr-Brown.
En me rendant sur le site de
Burr-Brown, qui d'ailleurs fait partie de
Texas Instrument maintenant, j'ai découvert qu'il existait des
circuits de démonstration (appeléanglais) qui intégrait l'essentiel des composants à utiliser
pour réaliser l'affaire.
J'ai hésiter quelques temps,
puis j'ai finit par me
décider à acheter ce module d'évaluation.
D'abord il est très bien
réaliser, plan de masse pour le
digital, un second plan de masse pour les DACs et les amplis de sortie,
3 alims différentes, un schéma propre!
Il m'était difficile de
faire mieux, et vu qu'il comportait un
circuit digital, c'était peut-être mieux d'utiliser
directement ce module d'évaluation.
DEM_DAI1706:
La
doc de Burr-Brown est la
suivante: dem_dai1706.pdf.
Ce module d'évaluation
peut-être achetée au prix de
399$ directement auprès de TI à l'adresse suivante: http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/dem-dai1706.html
Et voici la photo de ce module
d'évaluation tel que je l'ai
reçu:
Photo
Il contient tout les
circuits intégrés
nécessaires, les ampli-ops sont montés sur des support 8
broches afin de pouvoir les changer, les condensateur sont des ELNA
Cérafine de qualité suffisante je pense pour
l'application.
Du coup je prévoit peu de
modification:
- Changement des OPA2134 contre des
modules avec AD825 double.
- Ajout d'un quartz
extérieur dans l'immédiat.
- Remplacement de ce quartz par des
horloges à très hautes
stabilité comme par exemple: Superclock
III dans quelques temps lorsque
tout marchera bien.
Ce ciruit à un autre avantage: tout
est configurable à volonté
avec des cavaliers ou des interrupteurs. Du coup un update dans le
future, due par exemple à l'achat d'un nouvel appareil genre SACD, sera
très facile à faire!
Les Circuits intégrés
Voici
le DF1706, 24bits
stéréo, 192kHz, filtre digital à interpolation ä suréchantillonage 8 fois:
Photo
Le PCM1704, convertisseur du
digital vers l'analogique, BiCmos à amplitude signé:
Photo
Et puis un autre placé
discrètement par Burr-Brown
(because c'est un de ces concurrents), le CS8414 de Crystal
Corporation, un récepteur digital audio, 32...96kHz - 16,18,20
ou 24 bits:
Photo
Choix des alimentations.
Il
reste bien sûr les
alimentations à rajoutés.
Il faut réaliser:
- Alimentation 5V pour du digital
pure. Un régulateur
intégré sur ce circuit va abaisser cette tension à 3.3V
pour le DF1706.
- Alimentation +-5V
symétrique pour les deux DACs. Ces DACs
disposent d'une bonne réjection d'alimentation, genre -120dB
à 10Hz, donc inutile de prévoir des
références de
tensions complexe. Il suffit qu'elle soit le plus propre possible. Pour
ça j'utiliserait entre autre 4 condensateurs de 10000μF,
l'histoire de nettoyer complétement les alimentations.
- Alimentation +-15V
symétrique pour les amplificateurs
opérationnels: même remarque que la
précédente, 4 condensateur de 4700μF me filtreront
complétement les alimentations après le régulateur.
- Quand au régulateur lui
même, et bien on se contentera
de 7805, 7815, 7905, 7915. Ca devrait suffir, vu la cargaison de capa
de
4700μF qui va suivre derrière.
- Pour les transfos, on ne va pas
lésiner, on utilisera trois
transfo à noyau en R, vu qu'ils sont pas trop cher, même un peu
moins cher que les toriques dans la région des 30VA.
Schemas des alimentations
Il
y a 5 alimentations
indépendantes. 4 des 5 alimentation
possédent un
filtre en pi après le pont de diodes, basé sur des
grosses valeurs de
10000μF. J'utilise ça pour supprimer puissamment tous les
défauts
possibles du secteurs. Le filtre en pi utilise aussi des inductances de
180uH. J'aurais pu prendre des résistances. Les condensateurs
avant le
régulateurs sont des modèles standard, de marque Philips,
donc des
modèles
assez classique. Mais les condensateurs après le
régulateur viennent du
japonnais Rubycon, ce sont des condensateur blackgate (série
standard)
de 4700μF
réputé pour leur haute qualité en audio. Leur
valeur est énorme afin de
supprimer tous les défauts transitoires des régulateurs.
Un condensateur céramique de
100nF est aussi ajouté en
paralléle sur chaque condensateur chimique.
Toutes les masses sont
séparé dans les alimentations.
Elles ne seront reliées entre elles que sur le circuit.
Alimentations
des DACs:
Un transfo 2*9V est
connectée sur les ponts de diodes. Une fois
redressé, la tension continu est puissamment filtré grâce à C1, L1, C2
pour le coté positif, et C3, L2, C4 pour le coté
négatif. A ce point je
doit obtenir pres de ±15V. Ensuite j'utilise un classique
régulateur
7805 et 7905 pour abaissé ca à ±5V.
Photo
Alimentations
des
amplificateurs opérationnels:
Un second transfo 2*18V est
connectée sur les ponts
de
diodes.
Une fois
redressé, la tension continu est puissamment filtré grâce à C1, L1, C2
pour le coté positif, et C3, L2, C4 pour le coté
négatif. A ce point je
doit obtenir pres de ±-30V. Ensuite j'utilise un classique
régulateur
7815 et 7915 pour abaissé ça à ±15V.
Photo
Alimentations
des circuits
digitaux:
Un troisème transfo 2*9V est
connectée sur les ponts de
diodes,
les
deux secondaires en parallèle. Ici, je filtre plus simplement la
tension redressé grâce à C15. A ce point je
doit obtenir pres de +15V. Ensuite j'utilise un classique
régulateur
7805 pour abaissé ca à +5V. Ce qui ne m'empeche pas d'utiliser
encore
2200μF en sortie du régulateur. J'aurais pu mettre moins de
capacité
ici, mais j'avais ces condensateurs en stoc!
Photo
Résultats final:
Il
faut ensuite mettre tous
ça dans un boitier, en
s'arrageant pour que les prises d'entrées optique et digital du
module d'évaluation soit directement accessible depuis
l'extéreur.
Ca donne donc ceci:
Photo
Les 3 transformateurs sont à gauche, suivit immédiatement à droite par
les 5 ponts de diodes vissés sur le chassis du coffret. Puis la
tension
redressé est envoyé sur une plaque d'essai de 10*20cm
comportant tous
les circuits d'alimentations. Reste alors plus qu'a envoyé les
tensions
régulé sur le module d'évaluation de
Burr-Brown. Le circuit
d'alimentation est vissé au fond du coffret grâce à des vis et
entretoise classique. Même systême de fixation pour le
module d'évaluation. Pour fixé celui-ci, il faut faire
attention à percé des
trous juste à la hauteur des entrées digitales, car elles sont
placé
contre la parois arrière du coffret. Ca permet d'y avoir
accès plus
facilement. Reste alors les sorties audios. Je vais utilisé du
fil de
cuivre non pas émaillé, mais recouvert de PTFE, pour les
relié à des
prises CINCH adittionelles vissé sur le font du coffret. Les
prises
CINCH sont des versions isolés, ce qui permet de limiter les
boucles de
masses éventuelles.
Première écoute...
Le
premier soir, les 10
premières minutes d'écoutes
donnent une
impression surprenante. C'est la première fois que
j'écoute autre
chose que des électroniques égal ou inférieur à mon NAD512. D'abord
je suis surpris par les aigues, ils ont l'air plus
présent, et le son
est très clair. Mais c'est minuit, et il faut que me
couche.
On remets ça le lendemain en
écoutant la 9ème
symphonie de Dvorak, un
CD collection Deutsch Grammophon, série Gold. L'impressions est
alors
plus net. Les aigues sont nets, percutants et clair à la fois. J'en
suis même surpris, c'est la première fois que j'entends
ça. Les cuivres
sont impressionnant! A tel point que j'ai l'impression que mon NAD (et
pas que lui!) devait atténués les aigues. Les
médiums sont nets aussi,
sans bavures, et les basses sont là aussi et percutent bien
quand il le
faut. Le CD commence par une mélodie douce. J'attend donc un
moment où il va y avoir des fortes poussé orchestrale, car c'est la où ça pêche
en général. Et bien quand ça va se produire, tous
les instruments
resteront à leur place, ils restent tous clair, et à vrai dire la
distorsion que j'avais 1 an avant avec ma précédente
installation
devient très franchement difficile à détecter.
Finalement, je laisse
tomber, et je profite de la musique...
Bref, j'ai prit un risque, et je ne
le regrettes pas. Ah, ça
nettoie les oreilles ces circuits de Burr-Brown (DF1706, PCM1704)!
Quand même, ils sont pas
mal...
Mesures des signaux digitaux...
A
l'aide d'un oscilloscope 300MHz, et de sonde 500MHz, je peut vous
montrer les principaux signaux utiles
Entrée digital SPDIF
habituel:
On voit les bits de données
défilé
entremêlées avec la clock.
Photo
Voici un lot de 4 images montrant
les fronts de ce signal d'entrée.
La porte TTL du NAD512 est capable
de generer un front descendant en
5ns ou montant en 10ns.
Photo
Photo
Mais le NAD512 utilise un transfo
de sortie sur le sortie digital.
Les fronts s'étalent alors
sur 30ns... et ils arrivent comme
ça sur l'entrée digital de notre convertisseur.
Photo
Photo
Signal d'entrée du DF1704:
BCK.
C'est le signal d'horloge qui va
avec DATA. La fréquence est 64
fois celle du signal d'entrée. Elle est fabriqué par le
CS8414.
Photo
Signal d'entrée du DF1704:
CLKO.
C'est la fréquence de
fonctionnement du DF1706. Ce signal est
issue du flux de données, et il est malheureusement impossible
de faire autrement avec ce board.
Photo
Signal d'entrée du DF1704:
DATA.
Ce sont les bits de données
converties en tension utilisable par
le CS8414.
La fréquence affiché
ne correspond à rien.
Photo
Signal d'entrée du DF1704:
LRCK
Il indique en alternance les
données qui correspondent à la
voies de gauche et à la voie de droite. Je vérifie aussi que mon
NAD512 tourne bien à 44.1kHz.
Photo
Signal d'entrée du DF1704:
SCLK.
C'est la clock de sortie du DF1706
et d'entrée pour les DAC
PCM1704. Elle est à 11.2896MHz (=256*44.1) et est identique
à CLKO. Elle permet de cadencer les bits digitalDOL et DOR
suivant.
Photo
Signal de sortie du DF1706:
DOL.
Données gauche de sortie du
DF1706 et d'entrée du
PCM1704. Elles fonctionnent avec WCK et BCK.
Photo
Signal de sortie du DF1706: DOR.
Données droite de sortie du
DF1706 et d'entrée du
PCM1704. Elles fonctionnent avec WCK et BCK.
Photo
Signal de sortie du DF1706: WCK.
C'est une données indiquant
le début et la fin de chaque
paquet de données. Elle est à 8 fois 44.1kHz, car le DF1706
suréchantillone 8 fois.
Photo
Signal de sortie du DF1706: BCK.
C'est la clock qui cadence DOL et
DOR pour les DAC.
Photo
Mesures des signaux analogiques...
Signal de sortie
du convertisseur
tension/courant.
L'action du DF1706 combiné
au DAC apparaît sur ce signal de
20kHz.
Les 2 photos suivantes montrent un
signal 20kHz puis un zoom...
Photo
Photo
Sortie audio avec un signal
musical:
Photo
Sortie audio avec une sinusoide de
20kHz:
Photo
Mesures des alimentations...
Voilà ce
que donne toutes les alimentations.
Voilà deux photos, et j'ai à peu de chose près toujours
ce signal.
Pas de signaux basse
fréquence, et les signaux haute
frequence peuvent en partie être due au setup de mesure (boucle
de masse en HF avec le scope).
Photo
Photo
réalisation d'un convertisseur CD - assemblage d'un
convertisseur CD - utilisation DEM_DAI1706
- schéma d'un convertisseur CD - mesure à l'oscilloscope d'un
convertisseur CD - oscilloscope convertisseur CD
Créer le : 01 juin 2004.
Dernière modification le : 11 novembre 2007.