AK4495SEQ + USB-конвертер: збираємо ЦАП із набору

Я збирав багато різних наборів: підсилювачі, осцилограф, генератор, безліч різних вимірювальних приладів і блоків живлення. Та ось дійшла черга до нового для мене напрямку — складання ЦАП. У цьому випадку йтиметься про аудіо ЦАП (цифро-аналоговий перетворювач).
Під час огляду я, як завжди, покажу сам набір, процес складання, деякі випробування, а крім того, спробую потім ще й запхати все це в корпус :)



Загалом у продавця є два варіанти цього ЦАП: у готовому вигляді та як набір для самостійного складання. Різниця становить приблизно 7 доларів, але, на мій погляд, більше задоволення дає саме придбання набору, хоча тут кому як.

Я замовив і сам набір, і USB-конвертер, але тут припустився помилки: замовив конвертер із кошика, де він пролежав у мене, мабуть, уже пару місяців, а за цей час продавець зняв його з продажу. Зрештою довелося дозамовляти в нього ж. Різниця в тому, що при замовленні через посередника в такому разі доведеться заплатити ще пару доларів за доставку другого товару, а при купівлі комплектом цього робити не потрібно: оплата йде за одну посилку, хоч у ній один товар, хоч три. Будьте уважні.

Відповідно, отримав не одну, а дві посилки з товарами.


Почну з найбільшої посилки, а до меншої перейду, коли вона знадобиться для монтажу.
Тут були друкована плата і два доволі об'ємні пакети з компонентами.


На друкованій платі вже розпаяні всі SMD-компоненти, стабілізатори живлення та пара мікросхем.


Стабілізатори однакові — LM2941
AK4118 — 192 кГц, 24-бітний трансивер виробництва Asahi Kasei Microdevices
AK4495SEQ — 32-бітний ЦАП того самого виробника.

Далі в тексті я часто згадуватиму назви відомих виробників. Не можу сказати, що все це оригінали, навіть радше навпаки, але назва написана, тому я її й згадую. Щоправда, щодо деяких компонентів я, найімовірніше, одразу напишу, що це підробка.


Жодної документації в комплекті немає. Для складання я використовував номінали, зазначені на платі за допомогою шовкографії, та фотографії зі сторінки товару. На сторінці продавця є посилання на всю документацію, але завантажити її мені так і не вдалося — потрібен пароль. Утім, здається, і без цього все вийшло; тонкощі поясню під час опису складання.


Знизу плати є лише кілька пасивних SMD-компонентів. Крім того, на платі був шар флюсу, який частково допомагав, а частково заважав.


У другому пакеті також були плати, деталі, шлейфи та інші корисні речі, але про це я розповім, коли дійду до їх складання.


А в основному пакеті були деталі — я б сказав, навіть багато, і спочатку здалося, що складання буде складним. Але насправді все виявилося відносно просто. Мабуть, навіть нещодавню плату блока живлення було складніше збирати.


Опис процесу складання сховаю під спойлер, бо він цікавий далеко не всім, тим паче що є варіант купити готовий виріб.


Зібраний комплект: плата керування під’єднується за допомогою доволі довгого шлейфа, думаю, підійде до будь-якого корпусу. Крім того, плата з кнопками також має довгий провід, тож її можна розмістити досить далеко від дисплея.
Загалом вигляд відносно непоганий, хоча до складання, а особливо до використаних компонентів, у мене є претензії.
Не всі компоненти відповідають зазначеним на платі, та й конденсатори (принаймні) явно не оригінальні.


Подаємо живлення і.... нічого. :(
З’ясувалося, що плата керування може керувати живленням системи, але немає ні кнопки "мережа", ні транзистора керування, ні роз’єму для під’єднання реле.
Ба більше, на платі є місце для фотоприймача і навіть поклали в комплект деталі для його під’єднання (резистор і конденсатор), але самого фотоприймача немає, тож незрозуміло, як керувати живленням. Спроби замкнути контакти на платі ні до чого не привели.
Зрештою я просто замкнув майданчики під відсутній транзистор, і лише після цього плата ожила.


На етапі перших тестів використовувався вже відомий трансформатор ТПП270 у конфігурації обмоток 12+12+(15+15) Вольт.
Не лякайтеся, навушники тут просто для перевірки, чи воно взагалі якось працює. Тести здебільшого проводилися зі старенькими ТДС-15.


І тут я виявив другу проблему. Плата доволі чутлива до якості кабелю, або ж мій кабель — повне лайно.
Ліворуч — той, який я спробував першим: суцільні клацання у звуці, що посилюються зі збільшенням частоти дискретизації, а також періодичне "від’єднання" пристрою від системи.
Зрештою дістав із шухляди новий кабель, на вигляд помітно якісніший, і з ним усі проблеми повністю зникли. Думаю, проблема зумовлена тим, що плата XMOS живиться від комп’ютера через USB-кабель, а через жили малого перерізу й виникали ці проблеми.


Продавець пропонує для живлення ЦАП кілька варіантів трансформаторів (велика рогата худоба), вимоги до напруги такі:
Одна обмотка із середньою точкою 16+16 Вольт
Дві незалежні обмотки 8-9 Вольт.

При цьому потужність трансформатора в обох випадках становить близько 30 Ватт, а обмотки розраховані на струм 0.6-0.7 Ампера.


Я все думав, навіщо платі така потужність і куди її дівати. Адже 30 Ватт — це потужність невеликого підсилювача потужності, а не невеликого ЦАП.
Зрештою з’ясувалося, що:
1. Двополярне живлення використовується лише для живлення операційного підсилювача, а струм від трансформатора становить лише 28 мА без звуку і до 36-38 мА зі звуком.
2. Одна з напруг 8-9 Вольт потрібна для живлення цифрової частини, тобто самого ЦАП; струм там становить 164 мА в робочому режимі й близько 15 мА в режимі "очікування".
3. Друга напруга 8-9 Вольт подається на живлення плати керування, і струм там становить близько 70 мА незалежно від режиму роботи.

У підсумку виходить, що реальна потрібна потужність — близько 3.5 Ватта. Ну нехай навіть із запасом — 7 Ватт. 30 Ватт якось уже зовсім забагато.


Також мені незрозуміла ємність 2х8200 мкФ у живленні маленького ОП: з таким самим успіхом можна було б поставити й таку батарею, сенс особливо не змінився б. Хоча, можливо, я й помиляюся.


Керування гранично просте: двома кнопками перемикаються входи — S/PDIF коаксіальний, S/PDIF оптичний і USB.
Коли вхід активний, праворуч угорі відображається частота дискретизації, а праворуч унизу — стрілочки, що показують наявність сигналу.
Крім того, доступні чотири режими цифрових фільтрів, які перемикаються по колу однією кнопкою:
Short Slow
Short Roll
Slow Roll
Sharp Roll.

Фактично для керування вистачило б двох кнопок, адже вибір входу все одно відбувається по колу, а кнопки визначають лише порядок перемикання.


Перш ніж перейти до тестів, я все-таки вирішив установити всю конструкцію в корпус. Для цього взяв якийсь старий супутниковий ресивер, у цьому випадку це був Star Track.


Він уже напіврозібраний, лежав і чекав своєї долі.


Виймаємо стару начинку й приміряємо нову плату.


Звісно, ніхто й не очікував, що все збігатиметься. Насправді підійшли лише отвори для RCA-роз’ємів, на них я й орієнтувався, а решту підганяв на місці.


Був у мене й другий варіант корпусу, навіть, мабуть, зручніший усередині, але індикатор тут нікуди поставити. Ну, скажу, що він потрібен, і насправді вистачило б просто кількох світлодіодів, але під’єднати їх я не зміг.


На сторінці продавця є й варіант корпусу, який пропонують для таких плат, щоправда, у цьому варіанті немає отвору для USB-роз’єму.


Вигляд він, звісно, має симпатичніший за мій варіант, та й місце всередині розподілене правильніше. І навіть коштує корпус відносно недорого, але він важкий, тож доставка зведе нанівець усю вигоду від покупки.


Зі зрозумілих причин отвори в задній стінці не збіглися з потрібними, особливо це стосується USB і 3,5-мм джека.

До речі, про роз’єми. Із S/PDIF та USB усе більш-менш зрозуміло, а щодо RCA і 3,5 мм додам. Це просто вихід аналогового звуку. До джека я пробував під’єднувати навушники — працюють цілком нормально й навіть гучно, хоча це й не зовсім штатне використання: вихід лінійний. До RCA під’єднував підсилювач потужності.


Беремо конічне свердло, надфіль і "пиляйте, Шуро, пиляйте".


Звісно, вигляд дуже грубий, і не завадила б декоративна панель — треба буде щось придумати, але для тестів більш ніж достатньо. Потім я додатково закріпив RCA та оптичний роз’єм саморізами.


Плату встановлено на стійки заввишки 6 мм, хоча одну довелося вкоротити до 5 мм, сточивши зайве. Плату керування встановив на стійки з комплекту.


Настала черга передньої панелі: знімаємо її, виймаємо штатну плату


І тут на мене чекало розчарування. Мало того, що пластик усередині частково перекриває віконце — його я потім вирізав, — то ще гірше: частина пластику переднього віконця зафарбована чорною фарбою :(


Але не засмучуємося, а імпровізуємо :)
У підсумку я встановив індикатор так, що в основному вікні відображаються вибраний вхід і режим фільтра, а в додатковому — частота дискретизації. Звісно, усе вмістити було дуже складно, частину знакомісця трохи обрізало, але це найкраще, що я зміг придумати.
Дисплей у наборі найдешевший, і крізь світлофільтр зі спалахом його майже не видно.


Такий варіант індикації мене зовсім не влаштовував. Я, звісно, не претендую на те, що в результаті вийде пристрій найвищого класу, але хотілося, щоб він мав хоч трохи кращий вигляд, а попсовий дисплей псував усю картину. В ідеалі хотілося VFD-дисплей — люблю я їх, але їх мало, а ціни нереальні, тому купив компромісний варіант, OLED 1602, коштує він близько 12 доларів, модель — WEH001602ALPP5N00001, даташит. Купував у харківському Космодромі, бо в Китаї вперто не бачу їх у продажу.

Узагалі я вже використовував такий дисплей у потужному блоці живлення, але там була версія збільшеного розміру.


Певною мірою він був зручний мені ще й тим, що підсвічування не виступає за межі металевого екрана, а висота менша. Він краще підходив до передньої панелі, і, можливо, його вдалося б якось закріпити, використавши стару плату.


Так, стривайте, скажете ви. На фото явно не ЦАП, а щось зовсім інше. Так і є: на фото тестер транзисторів, огляд якого я теж робив.

Усе просто: цей дисплей категорично відмовився працювати з цим ЦАПом — узагалі ніяк, просто чорний екран. Спочатку я навіть не зрозумів: підсвічування в нього немає, тож неможливо визначити, чи подається на нього живлення. Потім я спробував під’єднати його до інших пристроїв, і зі старим тестером транзисторів він без проблем запустився.

Зображення не блякне навіть під час майже прямого фотографування зі спалахом. Власне, саме цього я й хотів: чіткого й контрастного зображення. В ідеалі потрібен був білий колір світіння, але були тільки жовтий і зелений, тож довелося взяти жовтий.


Далі я почав перевіряти його з різними пристроями й читати даташит. У підсумку маємо:
1. У мене він запрацював лише з тестером транзисторів.
2. Під час спроби під’єднати його до БЖ на платі 6005 (по суті, тієї самої 6020, де я використав великий дисплей) на екрані були кракозябри.
3. Під час спроби встановити його замість 2004 у LCR-тестер він показував на екрані якусь нісенітницю, але потім з’ясувалося, що текст відображався дзеркально, ще й із деякими помилками. Звичайний 1602 показував лише частини перших двох рядків, але нормально.
4. Якщо від’єднати лінії даних 0–3, то на ЦАПі відображався миготливий курсор у крайньому правому знакомісці.

Далі почав вивчати даташит і з’ясував, що дисплей може працювати в різних режимах, які задаються перемичками (ліворуч унизу на платі). Порівняв їхнє положення з великим OLED 1602 — усе збігається, але не працює.

Я раніше знав про деякі проблеми з ініціалізацією таких дисплеїв, причому в різних саморобках у людей усе гаразд, і навіть можна регулювати яскравість, змінюючи напругу на вході регулювання контрастності (нібито з невеликим доопрацюванням). Але на таку засідку я ніяк не очікував :(


Але ж який у нього контраст і кути огляду! Мабуть, це варіант із серії «хочеться добре і грошей не шкода». Дуже шкода, що тут він не запрацював, але, може, хтось підкаже, що я роблю не так, і, можливо, його все-таки вдасться запустити. Буду дуже вдячний.


Зрештою сяк-так прилаштував рідний дисплей. Спочатку думав закріпити його на основній платі передньої панелі, але оскільки я зрізав засувку, яка була саме там, де тепер стоїть дисплей, довелося обійтися термоклеєм. Саму плату вкоротив, бо кнопки мені все ж потрібні.


Приблизно так. Тут ще не видно, як закріплений дисплей: фото не збереглося, а корпус уже зібраний. Праву частину просто приклеїв (щоправда, довелося трохи вирізати пластик корпусу), ліва притискається планкою, яку теж приклеїв термоклеєм.


Для подальшого складання купив деякі додаткові компоненти. Макетну плату трохи більше ніж за долар і трансформатор приблизно за п’ять доларів. Конденсатори валялися вдома від якихось блоків живлення, а дросель, запобіжник і роз’єм випаяв із блока живлення приблизно такого самого тюнера :)


Взагалі я не користуюся макетними платами, але в цьому випадку з нею було зручніше. Взяв розмір 90х150 мм, щоб на ній усе помістилося і щоб вона сама стала на місце рідної плати тюнера. Ширину вибрав більшу через розміри трансформаторів.


Плата двостороння, з металізацією отворів, але відразу скажу: на ній буде мережева напруга, а для цього вона не призначена, тому згодом усе-таки заміню її на нормальну плату — треба буде подумати, що ще на ній розмістити. Мережеву напругу на ній краще не розводити через малу відстань між контактами. У критичних місцях я висвердлив кілька контактних майданчиків, щоб підвищити безпеку.


А ось трансформатор підійшов просто чудово. Один у мене багато років лежав у складі невеликого підсилювача сабвуфера: 2х15 Вольт, 0.6-0.7 Ампера, тому другий купив на 12 Вольт. Був трансформатор на 9 Вольт, але коштував трохи дорожче. Трансформатор дуже акуратний, і тепер захотілося замінити мій старий на такий самий, але на 18 В, тобто зробити 12+12 Вольт для живлення керування й цифрової частини, а 18+18 — для аналогової. Останнє зумовлено тим, що, на мій погляд, 15 Вольт — це впритул для стабілізаторів на ті самі 15, постійна напруга в мене вийшла лише близько 21 В, а конденсатори мають запас аж до 35 — чому б ним не скористатися.


Крім того, неподалік від плати ЦАП залишилося вільне місце, і туди можна встановити нормальний підсилювач для навушників, найімовірніше, класу А. Але поки це лише ідеї, може, хтось запропонує ще щось для вдосконалення.


У результаті вийшла ось така конструкція. Блок живлення складається з двох трансформаторів, і цей варіант так і залишиться, тобто я не використовуватиму один спільний трансформатор для всього. Можливо, навіть навпаки: живитиму цифрову частину й керування від окремих трансформаторів, щоб повністю виключити їхній взаємний вплив, але це радше «думки вголос».
На вході мережі встановлено фільтр із синфазного дроселя 40 мкГн і двох конденсаторів: 0.22 мкФ з боку мережі та 0.47 мкФ з боку трансформаторів. Конденсатори Pilkor.
Дисплей під’єднаний шлейфом, щоб було зручніше знімати передню панель у разі доопрацювань. Для цього до верхньої частини плати припаяв штирьовий роз’єм, гніздова частина залишилася зі зворотного боку, тож дисплеї можна перевіряти, під’єднуючи їх безпосередньо до плати.
Проводи лежать не дуже охайно — це буде виправлено. Також частину блока живлення, найімовірніше, відділю від решти металевим екраном. Можливо, екран буде Г-подібним і відділить ЦАП від усього, що є в корпусі. На провід від панелі керування до основної плати з боку великої плати надів феритовий фільтр.
Ну і знадобиться фальшпанель, бо мій внутрішній перфекціоніст довго не витримає отворів у задній стінці корпусу :)


Не сказав би, що все аж так чудово, але з огляду на те, що корпус дістався безкоштовно, начебто й непогано. Дратують дві речі: негарні кнопки керування і синій дисплей. Насправді його дуже добре видно, він тьмяний через спалах, але сам по собі мені не подобається. :(
Кнопками ліворуч/праворуч перемикаються входи, кнопкою «Меню» — режими цифрового фільтра. Кнопка живлення поки не задіяна, її функцію виконує вимикач на задній панелі корпусу. Це буде доопрацьовано або встановленням окремого модуля керування живленням, який керуватиметься штатною кнопкою «мережа», або спробую з’ясувати, як цим керує рідна плата.

Зате колишній власник так дбав про тюнер, що плівку з передньої панелі зняв уже я, за що йому велике спасибі :)


Оскільки в тюнері є додатковий відсік для карт доступу, а тепер там нічого немає, планую розмістити тут гнізда для підключення навушників — про всяк випадок 3.5 і 6.3 мм, а також регулятор гучності, щоб регулювати її аналоговим, а не цифровим сигналом. Думаю, так буде краще. Ну а кришечка стане в пригоді, бо користуватимуся рідко.


Щоб перевірити ЦАП у роботі, мені довелося завантажити й установити драйвери. Зробити це можна тут.
Я спробував два драйвери й залишив цей — Thesycon JLsounds_USBAudio_v4.41


Інформація про звукову карту й драйвер


У налаштуваннях одразу вимкнув обробку звуку й перемкнув режим роботи на 24 біти, 192 кГц.


Наскільки можу судити, драйвер XMOS-USB-Audio-(v3.34.0) підтримує режим ASIO, але перевірити його в цьому режимі мені не вдалося.


І трохи тестів. Я чудово розумію й усвідомлюю, що тести RMAA — не еталон точності, але поки що можу використовувати лише їх. Крім того, тести проводилися на моїй вбудованій звуковій карті, бо альтернативи не було. За можливості спробую перевірити на якіснішому обладнанні, але поки маємо те, що маємо.
Перевіряв у режимах 16/44.1, 24/48 і 24/192, але два останні режими дали схожий результат, тож наведу їх у зведеній таблиці, а далі будуть лише тести 16/44.1 і 24/48

До речі, є альтернативний огляд пристрою з цією платою, пухнаста м’якість присутня :)




За аналоговий вихід безпосередньо відповідає ОП LME49860NA. Судячи із заяв виробника, це високоякісний операційний підсилювач, спеціально призначений для аудіозастосувань.


Але, знаючи «любов» китайців до різноманітних підробок і клонів, я купив оригінал — принаймні, це підтвердили в тому ж «Космодромі», сказавши, що працюють безпосередньо з виробниками. Я спеціально це уточнив. Утім, наскільки розумію, про це свідчить і ціна — близько 7 доларів (200 грн) — посилання. До речі, десь мені траплялася й за 60 грн (2 долари), але щодо оригінальності там є сумніви.
Загалом, заради справедливості, компоненти я купую найрізноманітніші, і, мабуть, цей магазин — один із небагатьох, де мені найрідше траплялися неоригінальні компоненти, та й то досить давно. Власне, це відповідь на часте запитання, де я зазвичай купую радіокомпоненти.

Ліворуч мікросхема з Тао, праворуч — куплена в магазині. Матеріал корпусу трохи відрізняється, крім того, маркування на правій чітке, а на лівій значно гірше видно, хоча перед фотографуванням я намагався відмити її спиртом.


Скажу чесно, я приблизно й очікував, що RMAA не покаже жодної різниці, адже можливості моєї звукової карти помітно гірші, ніж у цього ЦАПа, а, як відомо, вимірювальне обладнання має бути точнішим і мати вищу роздільну здатність, ніж пристрій, який перевіряють.
Але також можу сказати, що на слух різницю я все-таки помітив: по черзі міняв мікросхеми й прослуховував ту саму композицію. Та це суб’єктивний тест, і його «до справи не пришиєш» :(





Але якщо ви думаєте, що на цьому я зупинився, то глибоко помиляєтеся. Раз уже купував дисплей, трансформатор тощо, то щоб двічі не бігати заодно купив і трохи конденсаторів, щоб замінити частину тих, що стоять у цьому ЦАПі. Ну не сподобалися мені рідні — і все тут.
У цьому випадку купив два номінали —
22 мкФ 63 В — посилання
220 мкФ 35 В — посилання.

Обидва виробництва Samwha, серії WL. На жаль, у продажу не було варіантів із нижчою напругою, наприклад 16 або 25 В, тож довелося купувати на 35 і 63 В.


Серія WL — це низькоімпедансні конденсатори, трохи кращі за звичні мені RD, але використовую я їх рідше, переважно через менший вибір у продажу.


Виміряв характеристики вже радше просто з цікавості, а оскільки планував замінити ними конденсатори на 22 мкФ 25 В і 100 мкФ 25 В, то відразу порівняю виміряні параметри:
22 мкФ — "Elna" — 16 мкФ, 2 Оми на 7.8 кГц
22 мкФ Samwha WL — 20.5 мкФ, 0.46 Ома на 7.8 кГц

100 мкФ — "Nichicon" — 87 мкФ, 0,216 Ома на 7.8 кГц
220 мкФ Samwha WL — 242 мкФ, 0.093 Ома на 7.8 кГц


Замінювати виявилося не дуже зручно: полігон землі на платі досить теплоємний. Але думаю, що воно того варте — якщо не з погляду звуку, то точно з погляду довговічності роботи. Можливо, пізніше заміню решту конденсаторів, крім великих на 4200 мкФ: вони мене цілком влаштовують, хоча хто знає.
До речі, купка конденсаторів на 22 мкФ стоїть як блокувальні в колах живлення ЦАПа, і майже всі вони з'єднані паралельно, тож заміна цілком може позначитися на якості роботи. Також вони стоять у колі живлення операційного підсилювача.


Як і очікував, різниці в результатах немає або я її не бачу.




Зведені результати тестів:
Червоний — початкова конфігурація
Зелений — після заміни ОП
Синій — після заміни конденсаторів.


Відеоверсія огляду


Тепер спробую підбити підсумки.
Загалом набір можна назвати непоганим: він без особливих проблем збирається і звучить доволі добре. Я перевіряв його на різних композиціях, слухаючи і в навушниках, і через клон підсилювача Dartzeel, який нещодавно оглядав. Є чотири цифрові фільтри, але поки не можу віддати перевагу якомусь одному. Думаю, просто потрібен час і спокійна обстановка, щоб зрозуміти, що мені подобається більше.
Найбільше нарікань викликали питання оригінальності використаних компонентів: по суті, тут майже все — клони, принаймні я так думаю. Насамперед я б радив під час складання відразу використовувати нормальні конденсатори. А оскільки більшість із них стоїть не в сигнальному колі, а в колі живлення, то варто більше зважати на ESR конденсатора. Але в цьому випадку це лише моя думка, і не факт, що вона правильна.

Плата керування функціонально має підтримувати керування живленням, але це не реалізовано, як і можливість дистанційного керування. У цьому випадку я все-таки спробую роздобути документацію зі складання й дізнатися, як усе це можна зробити. А от дисплей у наборі мені зовсім не сподобався, до того ж мені не вдалося замінити його на якісніший OLED. (

До речі, щодо документації: не розумію, чому продавець запаролив можливість завантаження файлів. У результаті на складання довелося витратити більше часу, часом розбираючись за фотографіями в магазині, що й куди встановлювати :)

Коротко кажучи, набір викликав у мене більше позитивних емоцій, ніж негативних. Звук непоганий, але порівнювати поки особливо ні з чим. Можливо, згодом розживуся чимось якіснішим і скажу, що тут усе зовсім погано, але поки я задоволений, а наявна "ложка дьогтю" стосується радше якості комплектуючих.

Спонсором цього огляду став посередник yoybuy.com, який узяв на себе оплату доставки.
Вартість комплекту з урахуванням доставки до посередника становила $46.88, вага комплекту — 330 грамів. Плата XMOS коштувала $26.56, але тут я повторно заплатив 2 долари за доставку, вага — 20 грамів. Вартість доставки від посередника залежить від різних чинників, наприклад кількості товарів, а також наявності інших товарів у замовленні.