Joachim Gerhard Filter Buffer

[lemon]

Ως γνωστό η Sabre στο 9023 σχεδίασε ένα dac-chip με έξοδο τάσης 2.0Vrms (σε τροφοδοσία 3.6V) με μηδενικό offset. Η αντίσταση εξόδου του κυμαίνεται γύρω στα 240 Ωμ.

Ο Joachim Gerhard, για το παραπάνω dac-chip, σχεδίασε ένα φίλτρο-μπάφερ με μοναδιαίο κέρδος (1Χ) ειδικά προσαρμοσμένο για τις απαιτήσεις τις εξόδου του Sambre.

Το μπάφερ κατεβάζει την αντίσταση εξόδου γύρω στα 22-24ωμ (ιδανική αντίσταση) για εύκολο ταίριασμα σε οποιοδήποτε δύσκολο στάδιο και έχει δεχθεί πολύ καλές κριτικές στο diyaudio.
Απαιτεί συμμετρική τροφοδοσία αξιώσεων 12-18Vdc για τη λειτουργία του και εδώ τα τροφοδοτικά του συμπατριώτη μας (Salas) έχουν την τιμητική τους.

Ως jfet έχουν επιλεχθεί τα λιλιπούτεια BF862 & MMBFJ310 τα οποία αργότερα αντικαταστάθηκαν με τα MMBFJ111.

Στο πρωτότυπο κύκλωμα υπήρχε σχεδιασμός για ρύθμιση του dc-offset δίχως την ανάγκη για ειδικό ταίριασμα των Jfet (πρώτο επισυναπτόμενο).

Στην έκδοση που ανέπτυξε το diyaudio (πλακέτα), αφαιρέθηκε η δυνατότητα ρύθμισης του dc-offset γιατί επιλέχτηκε το ακριβές ταίριασμα των ημιαγωγών εξόδου.
Για το λόγο αυτό έγιναν οι παρακάτω μεταβολές από το αρχικό σχέδιο του J.G.

1) R6,C2 δεν υπάρχουν στο pcb, επειδή είναι μέρος του κυκλώματος του ES9023 DAC.
b) R2, P1 αφαιρέθηκαν λόγω ταιριάσματος των ημιαγωγών.
c) R3 αλλάχθηκε σε 100R, and 2 επιπρόσθετα gate stoppers τοποθετήθηκαν για τα J111.
d) R4 παρέμεινε στα 10k και δεν αλλάχθηκε με 18.9k

Φυσικά, αυτές οι αλλαγές εγκρίθηκαν από τον Joachim.

BoM για μία πλακέτα

4x 10R 0.5% SMD 0805 Digikey RR12Q10DCT-ND
6x 100R 0.5% SMD 0603 Digikey RR08P100DCT-ND
2x 0R SMD 0603 Digikey P0.0GCT-ND
2x 10k 0.5% SMD 0603 Digikey RR08P10.0KDCT-ND
2x 470R 0.5% SMD 0805 Digikey RR12P470DCT-ND

4x 220µF 25V Digikey P10271-ND
2x 150pF 16V PPS SMD 0603 Digikey PCF1461CT-ND

2x 18mH 5%, matched to 1% Mouser 434-02-183J

 

[ΣΤΑΥΡΟΣ ΤΡΥΠΗΣ]

Και ποια είναι η πρακτική αξία του συγκεκριμένου κυκλώματος? Να συνδυαστεί με παθητικό? Η με ενεργό προ πολύ χαμηλής εισόδου?
Κατά τη γνώμη μου δεν πιστεύω ότι μπορεί να προσφέρει κάτι "σημαντικό" σε καλούς προ με τυπική αντίσταση εισόδου 47k.

 

[lemon]

Σταύρο κατά τη γνώμη μου, πρέπει να σχεδιάστηκε για τις περιπτώσεις της πρώτης παραγράφου σου.

Γενικά δεν νομίζω ότι ένας προ με αντίσταση εξόδου 47Κ (όπως το παράδειγμά σου) επηρεάζεται ακουστικά αν η αντίσταση εξόδου του dac είναι 240 ή 22 ωμ.

Βάζει όμως το "χεράκι" του και σε κάτι άλλο, που θα το παρουσιάσω τις επόμενες ώρες...(το ετοιμάζω).

 

[ΣΤΑΥΡΟΣ ΤΡΥΠΗΣ]

Αναμένουμε λοιπόν.

 

[lemon]

Αυτό το μπάφερ, βάζει το "χεράκι" του, ελαφρώς στην σκηνική εικόνα.

Το είχαμε ακούσει με το Νίκο (Dalanik) πάνω στο mambo και οι δύο διακρίναμε ότι έδινε μία μικρή αύξηση του πλάτους της σκηνικής εικόνας. Ο Νίκος διέκρινε και ένα μικρό πλάτιασμα στις χαμηλές, προσωπικά αυτό το πλάτιασμα, δεν το διέκρινα ευκρινώς γιατί καθόμουν πίσω του και όχι σε ιδεατή θέση στο αυστηρό ακουστικό τρίγωνο που είχαμε δημιουργήσει (περισσότερα επί αυτού στο νήμα του μάμπο).

Ήθελα να δω μετρητικά, πως το κάνει αυτό...τι "φτιάξιμο" δηλ. έκανε και επηρρέασε τη σκηνική εικόνα.

Σε ένα 9023 based dac το οποίο έχει ενσωματωμένο αυτό το φίλτρο-μπάφερ, μετρήθηκε τόσο η απευθείας έξοδος του dac-chip (μετά το φίλτρο) όσο και η έξοδοs του μπάφερ-φίλτρου.

Εκ των αποτελεσμάτων των μετρήσεων, αποδυκνείεται ότι η αυξημένη σκηνική εικόνα που αντιλήφθηκε ο εγκεφαλός μας, δεν ήταν τίποτα άλλο από μια ισοπέδωση της καμπύλης συχνοτήτων σε σχέση με το roll-off των υψηλών συχνοτήτων, που κάνει το dac-chip κατευθείαν στην έξοδό του.
Για να είμαι πιο ακριβής στις παρατηρήσεις μου, έκανα δύο μετρήσεις των δύο εξόδων, η πρώτη με δύσκολο φορτίο των 10Κ και η άλλη με μία εξωπραγματική είσοδο του 1 Μεγαώμ. Οι καμπύλες αναλόγως του φορτίου δεν διαφοροποιήθηκαν καθόλου και αυτό είναι καλό σημάδι ότι το 9023 οδηγεί τα πάντα...καλά!
Στην μεν πρώτη περίπτωση τοποθετήθηκε ανάμεσα στο dac και την μετρητική συσκευή ένα 10Κ ladder attenuator στην ελάχιστη εξασθένησή του στη δε δεύτερη περίπτωση το dac συνδέθηκε απευθείας στην τεράστια είσοδο της μετρητικής συσκευής.

Ένα δεύτερο συμπέρασμα είναι ότι το μπάφερ, δεν επηρρεάζει άλλες παραμέτρους που τουλάχιστον τις αντιλαμβανόμαστε μετρητικά. Εάν παρατηρήσουμε τον πίνακα που συγκρίνει τις δύο εξόδους, με εξαίρεση εκείνη της απόκρισης της συχνότητας, οι άλλοι παράμετροι παραμένουν μέσα σε αποδεκτά όρια διακύμανσης. Στη συχνότητα του δικτύου (50Hz) δείχνει μία "αντίσταση" και δεν τη μεταφέρει στο fft.

Εν κατακλείδι, δεν θα πω ότι αξίζει ή δεν αξίζει πάνω στην έξοδο του 9023 ή οποιαδήποτε άλλου dac.
Θα έλεγα ότι εάν νιώθετε ότι θέλετε ένα παραπάνω αέρα στις υψηλές να το προτιμήσετε, εάν ο "αέρας" περισσεύει δεν θα σας λείψει!

 

[Internet King]

To ESS SABRE 9023 αν το μετρήσετε σωστά θα διαπιστώσετε ότι είναι εντελώς FLAT μέχρι τα επάνω όρια της ανθρώπινης ακοής μέσης ηλικίίας 20 ετών. Οποιαδήποτε επέμβαση αποτελεί κατά την ταπεινή μου άποψη μία υπερβολή που απέχει κατά πολύ από το απολύτως ουδέτερο ηχητικό αποτέλεσμα.

 

[tmjuju]

Και τα buffer έχουν ψυχή
Ας το πώ αλλιώς, κάποιοι δε θέλουν άλλο προ, κάποιοι θέλουν απλά ένα buffer
Γενικά, τα buffer έχουν μια θέση στο audio, αρνητικοί δεν είναι ανάγκη να είμαστε
Το τι παρουσιάζουν οι μετρήσεις είναι documented Και ξεκάθαρο

Γενικά, πάντα χαίρομαι να βλέπω να μοιράζονται δικοί μας άνθρωποι μετρήσεις μαζί μας

Μπράβο!

 

[FaRMaX]

Σε περιπτωση που δεν εχεις προ ας πουμε το Bufferακι και η μειωση τις αντιστασης εξοδου της σαβρας που προσφερει
εχει καποια πρακτικη διαφορα?Η εμεις με ολοκληρομενο δεν εχει νοημα να το κοιταμε?

edit:Ας μη ξεχασω βεβαια και την απομονωση που σε καποιους μπορει να χρειαζεται

 

[lemon]

Θέλει περισσότερη διερεύνηση το θέμα, σίγουρα αυτό το μπαφεράκι βοηθά στο σωστότερο ταίριασμα με το επόμενο στάδιο εάν είναι δύσκολο δηλ. έχει χαμηλή αντίσταση εισόδου.
Όμως ακουστικά έβαλε το χεράκι του, λίγο στον περισσότερο αέρα της σκηνικής εικόνας (αυτό το τεκμηριώσαμε και μετρητικά), λίγο στα περισσότερα σώματα σε σχέση με την έξοδο μετά το φίλτρο του 9023 (αυτό δεν επιβεβαιώνεται μετρητικά), δεδομένου ότι το επόμενο στάδιο (pga2311) οδηγείται άνετα με πηγές ≤600ωμ οπότε δεν υπήρχε θέμα ανάγκης για προσαρμογή της αντίστασης.

 

[Chris1967]

Ευχαριστούμε Μανώλη για την παρουσίαση!

Να σε ρωτήσω κάτι... έχεις διαπιστώσει βελτίωση δυναμικών καθόλου, εκτός από το πλάτος σκηνής και τον "αέρα"?

 

[lemon]

Χρήστο, εάν ψάχνεις για εμφανή βελτίωση των δυναμικών...δεν νομίζω να στη δώσει αυτό το μπάφερ.
Ετοιμάζω ένα ανεξάρτητο μπάφερ το οποίο αυτή τη στιγμή είναι μεν τελειωμένο, αλλά θέλει ένα ψάξιμο στην ισορροπία των δύο καναλιών. Εάν το λύσω σύντομα, θα το διαθέσω στα αγαπητά μέλη για ακρόαση στο χώρο σας (ας κάνει γύρα...).
Θα ενημερώσω εδώ για το εάν θα γίνει διαθέσιμο.

 

[Chris1967]

Ευχαριστώ Μανώλη, γενικά είμαι κατά των buffer, αλλά ένα γνωστό μέλος του diyaudio, μου το παίνεψε, σε συνδυασμό με το νέο μου dac που έχω φτιάξει (από jlsounds με το usb to I2S)... θα φτιάξω πρώτα την διπλή τροφοδοσία Salas και μετά θα δω αν μου χρειάζεται... αλλά πολύ αμφιβάλω ιδιαίτερα μετά τα δικά σου λεγόμενα.

 

[lemon]

...

Εκ των αποτελεσμάτων των μετρήσεων, αποδυκνείεται ότι η αυξημένη σκηνική εικόνα που αντιλήφθηκε ο εγκεφαλός μας, δεν ήταν τίποτα άλλο από μια ισοπέδωση της καμπύλης συχνοτήτων σε σχέση με το roll-off των υψηλών συχνοτήτων, που κάνει το dac-chip κατευθείαν στην έξοδό του...

Έλαβα την εξής πληροφορία για το παραπάνω αποτέλεσμα

"The Filter has a slight peak of 1.9dB arround 80kHz. At 24kHz the amplification is approximately 0.3dB".

Να, γιατί έχει αυτή τη συμπεριφορά. Στην ουσία αυτή η άρση κατά 0.3dB στα 24KHz συμπαρασύρει με μια ελαφριά αύξηση των συχνοτήτων από πιο χαμηλά, όπως πολύ καλά φαίνεται στις μετρήσεις μας.
Αυτό έχει και ως συνέπεια να δίνει έναν αέρα στις υψηλές συχνότητες που εγκέφαλος το αντιλαμβάνεται με το δικό του απροσδιόριστο τρόπο.
Έχω να δοκιμάσω και μία τροποποίηση που προτάθηκε προς αυτήν την κατεύθυνση, θα ενημερώσω και για αυτό...

 

[Internet King]

Με τις κουδουνίστρες ηχεία που έχουμε οι περισσότεροι, τα +0.3 dB στα 24KHz είναι φύσει αδύνατον να τα αντιληφτούμε, οπότε για πιο αέρα και πράσινα άλογα συζητάμε ...

 

[lemon]

Γιώργο, ψάχνοντάς το χθες το απόγευμα είδα ότι η λειτουργία αυτού του φίλτρου είναι παραμετροποιήσιμη.
Παίζοντας με την τιμή των C1,C3 στα σχήματα που έχω ανεβάσει, γίνεται παραμετροποίηση αυτού του φίλτρου. Ανεβάζοντας την τιμή ανεβάζεις το άνω άκρο της καμπύλης, κατεβάζοντας την τιμή επιτυγχάνεις το αντίθετο.

Δεν είναι +0.3 dB μόνο στα 24KHz, η άρση που κάνει (ή το αντίστροφο) ξεκινούν ομαλά από πολύ χαμηλότερες συχνότητες με ομαλό τρόπο, οπότε σε αναλυτικά συστήματα η επίδραση μπορεί να είναι ακουστή. Εάν δεις στο πρωτύτερο διάγραμμα που είχα ανεβάσει ξεκινά από τα 5KHz η επίδρασή του.

Το απόγευμα ή το βράδι, θα ανεβάσω μέτρηση της απόκρισης του φίλτρου όπως είναι τώρα σε σχέση με την επίπεδη απόκριση της εξόδου της emu 0404 (usb). Εκεί ίσως φανεί πιο εύκολα...

Το θέμα είναι να το ταιριάξεις με τη συμπεριφορά του dac σου ή του συστήματός σου.
Υπόψη, το "μάζεψα" στο ταίριασμα των δύο καναλιών και λίαν συντόμως θα είναι διαθέσιμο....σε "σανίδα".

 

[progressive1908]

Μα δεν νομιζω οτι υπαρχει κανενα κυκλωμα που να εχει πυκνωτες στη θεση αυτη η παραληλα και αν τους αλαξεις να μεινη ιδια η συμπεροφορα του,οπως και σε αυτο.

 

[lemon]

Δεν αντιλέγει κανείς, αλλά η συζήτηση αφορά συγκεκριμένο φίλτρο-μπάφερ και επ' αυτού αναφέρομαι.
Σε συζήτηση που είχα με πιο γνώστες της συγκεκριμένης σχεδίασης, μου πρότειναν απλά να προσθέσω μία αντίσταση (συγκεκριμένης τιμής) παράλληλα στο πρώτο εν σειρά πηνίο (L1).
Στην πορεία και παίζοντας ελαφρώς με το κύκλωμα, είδα ότι το ίδιο έχεις με την αλλαγή της τιμής των πυκνωτών που αναφέρομαι.
Φυσικά όπως προείπα στο πρώτο μήνυμα, το συγκεκριμένο φίλτρο-μπάφερ έχει σχεδιαστεί ειδικά για την έξοδο του 9023 λαμβάνοντας υπόψη φυσικά τα χαρακτηριστικά εσωτερικής αντίστασης, αλλά και απόκρισης του dac-chip. Για άλλα dac προφανώς θέλει παραμετροποίηση.

 

[lemon]

@ Internet King.

Γιώργο, ίσως τώρα τα παρακάτω διαγράμματα, φανούν πιο λογικοφανή στην εξήγηση των όποιων διαφορών που προσδίδει ακουστικά η σχεδίαση.
Παραθέτω διαγράμματα από δύο διαφορετικά λογισμικά, το RightMark Audio Analyser Pro και το Arta (και τα δύο στις τελευταίες εκδόσεις τους).
Το RMAA μελετά πάντα το σήμα στο αυστηρό 20-20KHz, με δυνατότητα για εκτός μόνο για THD,IMD.
Tο ARTA είναι πιο ευέλικτο και έχει τη δυνατότητα για σύλληψη σε μεγαλύτερη συχνότητα δειγματοληψίας (στην προκείμενη περίπτωση έχω δώσει δειγματοληψία 96KHz).

Επειδή η EMU έχει 600ωμ έξοδο από τις αναλογικές εξόδους, πήρα την έξοδο ακουστικών (λόγω χαμηλής αντίστασης εξόδου). Οι προδιαγραφές της εξόδου είναι:
DAC AK-4396
Frequency +0.06/-0.035dB
Signal to Noise & Dynamic Range (A-weithted) = 114dB

Στον πίνακα η έξοδος ακουστικών μετρήθηκε μέσω loop στην emu, η αντίστοιχη μέτρηση του μπάφερ είναι το ίδιο loop με το μπάφερ ενδιάμεσα.
H ανάλυση στον κάθετο άξονα στα διαγράμματα (arta) επιλέχθηκε στο 0.1dBV για καλύτερη ανάλυση.

Νομίζω τώρα και ειδικά στα διαγράμματα του ARTA που είναι πιο εκτεταμένα, είναι λογικοφανής η εξήγηση γιατί δίνει αυτή τη διαφορετική αίσθηση παρόλο που οι διαφορές είναι στο όριο του ±0.1dB

 

[lemon]

Ο σχεδιασμός του φίλτρου του...

Σύμφωνα με το "At 24kHz the amplification is approximately 0.3dB", μετρήσαμε γύρω στα 0.25dBV (οπότε καλά μετράμε...)

 

[Salas]

Ή ενδυνάμωση στό πάνω άκρο άν δέν είναι ενδογενής συντονισμός καί είναι προϊόν καλύτερης οδήγησης τού φορτίου δέν είναι απαραίτητο νά είναι αυτή καθεαυτή ακουστή (σέ χαμηλές εντάσεις όπου τό αυτί χαζεύει στά άκρα τού φάσματος ούτε μικρά παιδιά δέν ακούνε πάνω από τά 15kHz όταν παίζουν στήν ίδια ένταση μέ τό κέντρο τού φάσματος). Αυτό πού μπορεί νά έιναι ακουστό όμως είναι ό μεγαλύτερος ρυθμός ανόδου πού επηράζει τήν κρουστική απόκριση τής αλυσίιδας μέχρι τά ηχεία. Νιώθουμε σάν όταν βάζουμε ένα σούπερ τουίτερ κάπως π.χ. Έχετε διαβάσει μερικούς νά λένε έβαλα ένα σούπερ σέ ένα "ληθαργικό" ηχείο καί καθάρισαν ακόμα καί τά μπάσα καί μάς περνάει από τό μυαλό ότι πάει αυτός τζάζεψε; Δέν τζάζεψε, ψυχοακουστικό είναι, τό ηχείο του απέκτησε μεγαλύτερο ρυθμό ανόδου στό impulse response.