КартинкаГлавная
Форум
Пользователи
admin (Все сообщения пользователя)Картинка
Тень

admin (Все сообщения пользователя)

Поиск  Пользователи  Правила 
Закрыть
Логин:
Пароль:
Забыли свой пароль?
Регистрация
Войти  
Выбрать дату в календаре…Выбрать дату в календаре

Страницы: 1
Аудиофильские электролитические конденсаторы
 
#
24.06.2022 12:35:10
Предыстория создания неполярных Black Gate
Обычный электролитический конденсатор содержит пару электродов из фольги, оксидный слой, нанесенный на поверхность по меньшей мере одного из фольговых электродов, ионопроницаемый сепаратор, разделяющий пару электродов и жидкий электролит в качестве пропитки сепаратора. Электроды с сепаратором свернуты в рулон и заключены в металлическом корпусе с газопроницаемым уплотнительным элементом, и парой выводов, выходящих из контейнера наружу через уплотнительный элемент.
В качестве жидкого электролита использовались растворы некоторых кислот в этиленгликоле или диметилформамиде и некоторые другие вещества. Такие электролиты обладают свойством ионной проводимости главным образом с помощью иона гидроксила (ОН). Когда через конденсатор протекает переменный электрический ток и движущиеся под действием разности потенциалов достаточно крупные ионы ОН в своем движении упираются в волокна сепаратора или электроды, т.е. останавливаются, то электрическое поле разрывает стоячие ионы, говоря иначе они подвергаются распаду посредством электролиза, образуя кислород и водород. Образующийся при этом кислород обычно поглощается электродами, укрепляя оксидный слой. Однако образующийся газообразный водород накапливается в корпусе, что приводит к повышению внутреннего давления. Водород вырабатывается пропорционально электрическому току, температуре и времени и постепенно вытекает из корпуса через газопроницаемое уплотнение. Расход электролита пропорционален расходу водорода. Срок службы конденсатора заканчивается, когда заканчивается электролит.
При работе конденсатора через него протекает переменный электрический ток. Ионы движутся в соответствии с силой электрического тока и часть из них из-за помех в движении, непрерывно генерирует микропузырьки газообразного водорода по описанному выше механизму. Пузырьки прилипают к волокнам сепаратора и электродам, тем самым становясь еще одним препятствием помимо волокон сепаратора на пути ионного тока и тем самым сильнее блокируют его прохождение. Это явление заметно даже при низких напряжениях в десятые доли вольта и вызывает снижение эффективности ионной проводимости. Это означает, что внутренний импеданс значительно увеличивается из-за микропузырьков газообразного водорода, генерируемого пропорционально электрическому току и температуре. Соответственно при больших токах, например, при использовании конденсатора в силовых цепях, импеданс может увеличиваться более чем в десять раз по сравнению с измеренным на малых токах паспортным значением, (т.е. указанным в даташите).
На момент разработки неполярных конденсаторов Black Gate (примерно конец 80-х годов) не существовало эффективного решения упомянутой выше проблемы. Все усилия были направлены на создание электролита, который связывал бы газообразный водород химически, но конденсатор с таким электролитом получался с гораздо худшими электрическими или температурными характеристиками. Да и сегодня проблема полностью не решена, хотя на пути ее решения достигнуты значительные успехи.
Суть предложенного Jelmax решения реализованного в конденсаторах Black Gate неполярных серий в добавлении в сепаратор кроме микрочастиц углерода еще и микрочастиц металла платиновой группы, чаще всего палладия, которые призваны каталитически восстанавливать водород опять до гидроксила. Такой добавки нужно совсем немного от 0,1 до 1% (масс) в расчете на массу сепаратора. При этом значительно подавляется и уменьшается генерация мелких пузырьков газа, которые снижают эффективность ионной проводимости.
Преимущества неполярных Black Gate
  • Рабочий диапазон частот до 10 ГГц (в 100000 раз выше чем у обычного электролита)
  • Импеданс/ESR (снижены в 10 раз по сравнению с обычным электролитом)
  • Уровень шума -174 дБ (в 1000 раз ниже чем у обычного электролита, мировой рекорд). Устранена главная проблема присущая всем электролитическим конденсаторам — сильный шум, обусловленный ионным характером тока и особенностями его протекания в приборе.
  • Главным преимуществом является то, что параметры неполярных серий Black Gate, сравнимы с параметрами пленочных конденсаторов, но при этом неполярные Black Gate имеют в несколько раз меньшие габариты при одной и той же емкости. Это означает, что если, например, применить неполярный конденсатор Black Gate емкостью 1000 мкФ в выходном фильтре ИП, то это будет эквивалентно применению пленочного конденсатора такой же емкости. Надо понимать, что пленочный конденсатор на 1000 мкФ будет размером с чайник и очень дорогим, а неполярный Black Gate обычного для электролитов компактного размера и до прекращения производства имел приемлемую стоимость.
  • В своих патентах Jelmax проводит сравнение по току утечки для обычного электролитического конденсатора емкостью 220 мкФ, и аналогичных полярного Black Gate и неполярного Black Gate серии N, где показывает, что полярный Black Gate имеет на треть меньший ток утечки, а неполярный — вдвое. Такая разница не кажется значимым преимуществом, хотя и не будет лишней.
  • В другом сравнении Jelmax заменил электролитические конденсаторы 2200 мкФ ´ 10 В в выходном фильтре импульсного источника питания (частота 100 кГц, входное напряжение 100 В (AC), выходное напряжение 5 В, максимальный ток 5 А, ток нагрузки 1 А, амплитуда пульсаций на выходе 38 мВ) на неполярные конденсаторы Black Gate N 470 мкФ ´ 16 В. При этом амплитуда пульсаций на выходе снизилась с 38 до 4,8 мВ, т.е. почти в 8 раз, несмотря на то, что и емкость была уменьшена в четыре с половиной раза. Импульсные источники питания такого типа широко используются в устройствах обработки информации, таких как компьютер. Надо сказать, что пульсации на выходе в 38 мВ это уже очень неплохой результат для компьютерного ИП. Обычно эта величина находится в районе 75…150 мВ. Так что снижение пульсаций до 4,8 мВ это выдающийся результат.
  • В патентах показано и увеличение ресурса неполярных электролитических конденсаторов Black Gate по сравнению с обычными. Ресурс увеличился ровно в 10 раз, доходя до 20000 часов. Это без сомнения очень важное преимущество.
  • Очень важным для аудиофилов является сравнение по уровню создаваемых конденсатором гармоник. Тут у Black Gate тоже все хорошо. См. график на Рис. 4.

Рис. 4. Иллюстрация зависимости между приложенным напряжением и третьей гармоникой искажений, обусловленных электролитическими конденсаторами
А — обычный конденсатор
В — Black Gate
С — Black Gate N
Когда конденсаторы В и С использовались в УНЧ было обнаружено заметное улучшение качества звука. При использовании в проигрывателе компакт-дисков было замечено значительное снижение джиттера выходных цифровых сигналов.
Справочные данные неполярных Black Gate
Ниже приводится синтетический даташит на неполярные серии Black Gate N/X/NX. В нем собрана вся доступная на сегодня информация по этим сериям:

Подавление резонансной частоты с использованием пары Black Gate-N
Jelmax разработала новую систему, в которой используется пара из двух BG-N с одинаковым напряжением и емкостью таким образом, что их внутренние индуктивности (L) компенсируют друг друга, что позволяет паре функционировать как единый идеальный конденсатор, называемый Super E-Caps.

Рис. 5 Эквивалентная схема выходного фильтра стандартного ИП с использованием пары BG-N
На Рис. 5 представлена эквивалентная схема выходного фильтра стандартного ИП, образованного парой C1 и C2 встречно включенных электролитических неполярных конденсаторов BG-N. Символ e обозначает источник питания. Символ ZL обозначает нагрузку, которая должна быть подключена между выходными клеммами ИП. Эквивалентная схема электролитического конденсатора C1 представлена последовательно соединенными; емкостью Cn1, эквивалентным последовательным сопротивлением Rs1 и очень маленькой индуктивностью L1. Индуктивность L1 в основном обусловлена тем, что рулон (т.е. по сути катушка) из пары фольговых электродов конденсатора создает магнитный поток m1 в направлении, показанном пунктирной стрелкой. Поскольку электролитические конденсаторы С1 и С2 имеют одинаковую емкость и строение, значение L1 равно значению L2, которая также создает магнитный поток m2, имеющий то же значение, что и m1, но в направлении, которое противоположно направлению магнитного потока m1 из-за встречного включения конденсаторов. Таким образом, магнитные потоки m1 и m2 на индуктивностях L1 и L2 соответственно, индуцируют переменные напряжения e1 и e2, имеющие противоположную полярность. Следовательно, напряжения e1 и e2 компенсируются друг другом, так что индуктивности L1 и L2 практически исчезают, т.е. разрушаются резонансные контуры L1 Cn1 и L2 Cn2. Остаются только емкости Cn1 и Cn2, а условия для внутреннего резонанса пропадают и вместе с ними шумовые составляющие, содержащиеся на выходе источника питания e.
Super-E-Caps
Простое встречное соединение двух одинаковых неполярных конденсаторов Black Gate (BG-N или BG-NX), привело к тому, что в результате значения импеданса и ESR стали безгранично уменьшаться с ростом частоты, как показано на Рис 6, вследствие чего впервые удалось полностью устранить пульсации и электромагнитные помехи в преобразователях постоянного тока и импульсных источниках питания.

Рис. 6. Сравнительные характеристики импеданса/ESR в зависимости от частоты
Эта конфигурация получила название «Super E-Caps» и считалась Jelmax за отдельный прибор, также называемый конденсатором. Спорное решение, продиктованное стремлением расширить список товарных позиций, т.е. скорее всего меркантильными соображениями, хотя по сути Super E-Caps это всего лишь вариант схемотехники. Но как бы то ни было разработанная Jelmax L-компенсированная пара неполярных Black Gate выпускалась серийно, как отдельная позиция, хотя никто не мешал сделать самодельный вариант. В этой конфигурации должны использоваться электролиты только неполярных серий, соединённые встречно-параллельно, вот по такому принципу: длинный вывод L (Long) одного конденсатора соединяется с коротким выводом S (Short) другого конденсатора:

Рис. 7. Способы создания конфигурации Super E-Cap из конденсаторов Black Gate
Возникает вопрос, раз конденсатор неполярный, то какая может быть разница в порядке соединения выводов. Дело в конструкции; длинный вывод соединен с условным началом рулона, а короткий соответственно с концом и это важно при создании конфигурации, чтобы намотка рулонов располагалась во взаимно противоположных направлениях.
На каком-то этапе предлагалась и конфигурация Super E-Cap для двухполярных ИП с заземлением нейтрали или средней точки (Рис. 7В), но эта сомнительная конструкция явно не пошла и в виде номенклатурных изделий производились только двухполюсные конфигурации (Рис. 7А и Рис. 8). Причем таковых выпускалось всего три номинала под названием Black Gate Super E-Caps Block:
Таблица 4. Номиналы Black Gate Super E-Caps Block
 

Рис. 8. Серийный промышленный Black Gate Super E-Caps Block в двухполюсной конфигурации
Кустарные Black Gate Super E-Caps Block в конфигурации с заземлением нейтрали нескольких возможных номиналов также активно предлагались на рынке (Рис. 9), но уже розничными продавцами продукции Jelmax.
 

Рис. 9. Кустарные Black Gate Super E-Caps Block в конфигурации с заземлением нейтрали
Как улучшается звучание при использовании Black Gate и Super-E-Caps
Для того, чтобы сделать нагляднее преимущества применения Black Gate и Super E-Cap для аудиофилов фирма Jelmax предоставляла следующую таблицу, где рассмотрена типовая схема вывода аналогового звукового сигнала, в настоящее время используемая, например, во многих имеющихся в продаже DVD плеерах или аналогичных устройствах. Улучшения показаны в виде следующих четырех шагов последовательной замены обычных конденсаторов на Black Gate и, затем на Super E-Cap.
Таблица 5. Этапы улучшения звучания с различными вариантами Black Gate

 
Резюме
Не каждый может выложить сотню долларов за конденсатор Black Gate и соответственно вдвое больше за Super E-Cap, но для настоящих аудиофилов нет пределов невозможного, тем более, что использование неполярных Black Gate и особенно Super E-Cap позволяет совершить настоящий прорыв в современных ЦАП, хотя и применение стандартных Black Gate в ламповых усилителях тоже весьма сильно способствует улучшению звука. А еще многие боятся подделок, особенно после заявления Квотрупа на своем сайте, что рынок наводнен контрафактными Black Gate. Полагаю, что это заявление бизнесмена Квотрупа было продиктовано скорее шкурными интересами по продвижению собственных «подделок под Black Gate» — конденсаторов Audio Note серии KAISEI, нежели заботой о потребителях. Лично я пока с поддельными Black Gate не встречался. Раз уж зашла речь, то надо заметить, что весьма симпатичные внешне конденсаторы Audio Note KAISEI предлагаемые за замену Black Gate, ни в коей мере не являются эквивалентом Black Gate по свойствам, а лишь только по стоимости. И вообще отсутствие даташитов на продукцию Audio Note на мой взгляд очень сильно подрывает доверие к ней. А оценивать конденсаторы «на слух» оставим совсем уж конченым аудиофилитикам в силу своей неоднозначности и невоспроизводимости.

10.png (102.56 КБ)
Таб5.png (324.41 КБ)
11_1.png (415.17 КБ)
11_2.png (288.43 КБ)
11_1.png (173.01 КБ)
10.png (297.84 КБ)
09_1.png (79.45 КБ)
09_2.png (236.15 КБ)
08.png (145.18 КБ)
07.png (202.2 КБ)
06.png (1.03 МБ)
05.png (89.91 КБ)
11_2.png (160.44 КБ)
 
Перейти    
Аудиофильские электролитические конденсаторы
 
#
24.06.2022 12:13:13
Легендарные электролитические конденсаторы Black Gate ® Rubycon
(Black Gate® пишется и раздельно, и вместе BlackGate®, потому как это зарегистрированные в таком виде торговые марки.)

Именно материалом по очень популярным в аудиофильской среде конденсаторам Black Gate® Rubycon я когда-то и хотел начать тему «Аудиофильские электролитические конденсаторы», но сразу не получилось. Информации в Интернете вроде много, а с первоисточниками плохо, почти нет. В сети циркулирует единственный листок типа коллективный «даташит» без указания производителя и с минимумом информации, но, к сожалению, в виде картинки весьма низкого разрешения, на которой основной текст читается очень плохо, а более мелкие примечания вообще не читаются. Приводить такой материал я считаю невозможным — это будет халтура. Вот и пришлось подождать несколько лет до развития нейросетей, с помощью которых удалось «починить» картинку и прочитать всю текстовую информацию. А затем стало возможным поправить этот коллективный «даташит» до читабельного состояния:

Как можно заметить, материал не очень информативный; дается немного информации по особенностям применения каждой серии и табличка с номенклатурой, в которой нет никаких параметров, кроме размеров. Этому есть объяснение. Начать с того, что разработчиком всей серии Black Gate является вовсе не Rubycon, а гораздо менее известная небольшая японская компания Jelmax Co. Ltd. (Shinbashi, JP) не имеющая своих производственных мощностей. Rubycon являлся только производителем, выпускавшим конденсаторы по заказу Jelmax, причем Rubycon не единственный производитель, были таковые и до него, но Rubycon стал основным (и последним) производителем Black Gate с 1988 года и по 2006 год. Поэтому Rubycon не указывал конденсаторы Black Gate в своих каталогах и не выпускал открытых даташитов, лишь потому, что все права на серию Black Gate принадлежали Jelmax (на обложке каталога Rubycon 1991 года есть фото кучки конденсаторов, где присутствует и Black Gate, но внутри про него ни слова).
Компания Jelmax не будучи производителем, не придавала особого значения такому важному сопровождающему сложный товар документу, как даташит, и пыталась продвигать свою продукцию несколько другими методами, как-то: реклама в профильных журналах, участие в выставках и нерегулярный выпуск собственных информационных материалов под названием «Jelmax Technical Reports».
Тут надо сказать, что само явление «даташит» в электронике сформировалось примерно к 60-м годам прошлого столетия и содержимое даташита никогда не нормировалось, а возникло стихийно, по мере осознания необходимости подачи того или иного материала. Сначала даташиты появились на более сложную продукцию, типа микросхем и полупроводников, а потом постепенно распространились и на другие продукты. Jelmax запатентовала Black Gate в 1978 году, в эпоху, когда даташиты на пассив выпускали только несколько очень крупных производителей типа Phillips, а большинство более мелких отделывалось скромными табличками с перечнем номенклатуры. Так что, уверен, что даташиты на Black Gate можно даже не искать и наличие хоть такого листка уже большая удача.
Виды Black Gate
Так уж исторически сложилось, что основное применение конденсаторы Black Gate нашли в аудио. Вот наиболее приближенная к аудиореалиям таблица назначений.
Таблица 1. Назначение серий Black Gate


В качестве комментария можно отметить, что стандартные серии Black Gate на сегодня морально устарели даже для аудиоперфекционистов. Тоже самое можно сказать и о сериях C, K и FK, хотя и с меньшей уверенностью, несмотря на то, что график 30-и летней давности на Рис. 1 выглядит победительно, но прогресс не стоит на месте и, если за это время параметры конденсаторов Black Gate не изменились, то этого нельзя сказать о конденсаторах остальных производителей.

Рис. 1. Зависимость ESR от частоты для конденсаторов 2200 мкФ ´ 63 В различных производителей
Таблица 2. Сравнительные спецификации конденсаторов


Все перечисленные в таблице 2 типы конденсаторов уже давным-давно стали винтажными и я привожу эту таблицу здесь только для иллюстрации неактуальности данного сравнения на сегодняшний день.
Голубая серия АС по-прежнему занимает твердую позицию в пассивных кроссоверах акустических систем и востребована по сей день.
Серия NH предназначена для импульсных ИП, как их представляли себе 40 лет назад в Японии, т.е. под напряжение сети 100 В. Как минимум морально устарела.
Серии WKZ и, отчасти, WK заточены в основном под ламповые усилители и в этой области остаются весьма актуальны и востребованы.
Самые интересными на сегодня с инженерной точки зрения представляются неполярные красная (N и NX) и сапфировая (NX) серии, а также производные от них Super E-Cap. В основном потому, что позволяют создавать весьма актуальные на сегодня ультрамалошумящие ИП, применяемые в частности для создания опорного напряжения и формирования выходных напряжений ЦАП.
Уникальные особенности Black Gate
Black Gate имеют уникальную особенность – процесс формовки или активации (иногда еще называемый «холостым ходом»). Это единственные электролитические конденсаторы, которые обладают подобным свойством, что сразу же ставит их особняком от прочих. Стадия формовки оказалась необходимой для завершения запатентованного структурного разделения зон на пути передачи электронов. Формовка небыстрый электрохимический процесс, ее минимальная гарантированная длительность составляет 30 часов. Формовка происходит при первом включении аппаратуры, в которой установлены Black Gate. После подачи рабочих токов свойства Black Gate непрерывно меняются и процесс выходит на плато через 30 часов. Строго говоря длительность процесса зависит от силы протекающего тока и при малых токах может длиться гораздо более 30 часов. Если говорить о звуке, то при первом включении Black Gate ведут себя как обычные электролиты, затем звук постепенно меняется, это заметно, но описать происходящие изменения трудновато именно вследствие их текучести. Именно эта особенность в свое время надолго отвратила меня от конденсаторов Black Gate .
Печальный опыт
Где-то в первой половине 90-х на случайные свободные деньги я приобрел «настоящий» японский усилитель Yamaha AX-392 (они тогда продавались во всех магазинах). Сказать, что я был разочарован, это ничего не сказать. Это был самый отвратительный усилитель из тех, что я имел когда-либо (кроме, пожалуй, следующего «покупного» усилителя Arcam, номер которого память милосердно не сохранила). На слух гораздо хуже моего старого самодельного, сделанного по схеме из журнала Радио. Но я никак не мог смириться с тем простым фактом, что «фирменный» усилитель культовой фирмы Yamaha просто портит звук. И вот через небольшой период времени один из знакомых энтузиастов-аудиофилитиков посоветовал мне заменить электролиты в БП AX-392 на «волшебные» конденсаторы Black Gate (я тогда первый раз о них услышал). В БП AX-392 стояла пара заказных то ли 4700х56, то ли 6800х56 (точно уже не помню) от солидной фирмы Nippon Chemi-Con. Знакомый предлагал заменить их на черные Black Gate 2200х63 из серии с утраченным названием, уверяя меня, что Black Gate на 2200 мкФ соответствует примерно 10000 мкФ обычного электролита. Он же готов был предоставить и сами конденсаторы «по дешевке» примерно в четверть цены самого усилителя. Я, естественно, отказался, но где-то через месяц этот приятель зашел ко мне поздно вечером сильно подшофе и предложил купить 4 конденсатора Black Gate 2200х63 по 10 долларов каждый, типа «даром». Я почему-то сдался и эти конденсаторы приобрел, но, после небольшого торга, всего за 25 долларов. Правда, до модернизации усилителя дело дошло не сразу, а только где-то через год. Сначала я особой разницы не почувствовал, но, памятуя про формовку, не выключал усилитель несколько дней, каждый вечер пытаясь уловить разницу в звучании. И действительно уловил, дня через два слушать стало интереснее, только звучание все время неуловимо менялось, что было легко заметить, прослушивая один и тот же трек несколько раз в течение часа. Может мои конденсаторы были не новые и слега «испортились» при хранении, но процесс формовки никак не хотел заканчиваться, и я все время слышал какие-то изменения в звуке, хотя в общем звук стал заметно лучше. Эффект еще более усиливался при повторном включении усилителя после паузы в несколько дней. Короче, скоро мне это надоело, и я легко и без сожаления расстался с модернизированной Ямахой AX-392, а попутно на четверть века потерял всякий интерес к конденсаторам Black Gate.
О грейдах Black Gate
Конденсаторы Black Gate не обделены дополнительными надписями на корпусе, которые встречаются на большей части номенклатуры Black Gate .
Рис. 2. Внешний вид различных конденсаторов Black Gate
Некоторые явно поясняющие и не вызывают никаких вопросов, например, «NONPOLAR» или «NP», да и, очевидно, что такие надписи не могут считаться обозначением грейда. Но вот надписи типа «ELECTRON TRANSFER», «AUDIO use» или «Heart of Muse» очень похожи на грейд. Для того, чтобы являться грейдом, должны существовать конденсаторы этой же серии, но без этой надписи. Увы, но таковых не замечено. Значит указанные надписи не грейд, а его имитация. Просто маркетинговый прием.
Конструктивные отличия Black Gate
Наверное, прежде чем рассуждать о конструктивных отличиях различных серий Black Gate друг от друга, надо кратко рассказать об отличии конденсаторов Black Gate от «обычных» электролитов. Интернет изобилует материалами по конструкции Black Gate и нет особого смысла повторять их здесь еще раз (ссылка). Уже из названия Black Gate (Черные ворота) понятно, что все они содержат в составе сепаратора черный углеродный микропорошок. Эта, казалось бы, незначительная особенность и обуславливает революционное улучшение параметров. В остальном конструкция Black Gate абсолютно тривиальна — две обкладки из алюминиевой фольги свернутые в рулон. Одна (или обе) из обкладок предварительно оксидирована. Обкладки разделяет сепаратор из манильской бумаги пропитанной электролитом и содержащий в себе порошок углерода. Манильская бумага сделана из манильской же конопли и характеризуется очень длинными волокнами. На вид она похожа скорее на вату, чем на бумагу. Довольно сложная и недешевая технология наполнения манильской бумаги порошком углерода, разработанная Jelmax, является узким местом всего процесса изготовления Black Gate и, в конечном итоге, основной причиной прекращения производства.
Главный вопрос сразу возникающий при просмотре «листка»: чем же таким существенным отличаются друг от друга различные серии Black Gate? Указанная в листке специализация серий по идее должна обуславливаться конструктивными отличиями. Увы, прямых указаний на это не дается. Кое-какие подробности удалось подчерпнуть из патентов Jelmax. Выяснилось, что «черные» серии Black Gate в основном различаются вариациями состава электролита, некоторыми конструктивными особенностями и содержанием углеродного микропорошка в сепараторе (от 0,5 до 7% от веса сепаратора), но конкретные значения по сериям нигде не указываются.
Отдельно стоят неполярные красная и сапфировая серии. Конденсаторы этих серий помимо углеродного микропорошка содержат еще микропорошок из металлов платиновой группы; платины, палладия и их сплавов (от 0,1 до 1% от веса сепаратора, т.е. ничтожное количество). Единственный тип конденсаторов Black Gate для которого известно точное содержание микропорошков — это красная серия N, сепаратор которой содержит 4% микрочастиц графита и 0,4% палладия в расчете на массу сепаратора.
С большой долей вероятности можно предположить, что наличие в составе неполярных серий Black Gate драгметаллов наверняка было еще одной причиной снятия этих серий с производства.
Весьма важными для потребителя являются различия в сериях Black Gate, связанные с напряжением формирования катодного электрода, что с точки зрения внутренней структуры определяется толщиной слоя оксида на катодном электроде. На Рис. 3 показаны два крайних случая.
Рис. 3а. Полярный Black Gate
 
Рис. 3б. Неполярный Black Gate
Таблица 3. Напряжения формирования катодного электрода для всех продуктов Black Gate


Величина напряжения формирования оксидной пленки катодного электрода Black Gate может быть выбрана достаточно произвольно, в отличии от напряжения формирования анодного электрода, жестко задаваемого величиной рабочего напряжения конденсатора.
Тут надо напомнить, что оксидная пленка формируется на стадии изготовления и напряжение формирования оксидной пленки анодного электрода всегда должно быть выше на 20...100% предполагаемого номинального положительного напряжения полярного конденсатора, при этом предполагается, что отрицательное напряжение к этому конденсатору не прикладывается. Это справедливо и для первой строки таблицы 2 (серии Standard, PK, C), а уже во второй строке видно, что серии FK, VK, K могут выдержать небольшое отрицательное напряжение, например, работая в качестве разделительных конденсаторов. В дальнейших строках видно, что все серии WK и WKZ являются «частично» неполярными, т.е. могут выдерживать достаточно высокое отрицательное напряжение (ниже номинального), а серия WKZ 500V, конкретно заточена для работы в составе лампового усилителя. Неполярные серии здесь в комментариях не нуждаются.
Неполярные Black Gate
Сегодня неполярные электролитические конденсаторы в основном применяются в пассивных кроссоверах АС, т.е. являются достаточно узкоспециализированными компонентами. Усилиями фирмы Jelmax неполярные конденсаторы Black Gate должны были стать конденсаторами воистину универсального применения, предполагая занять часть ниши пленочных конденсаторов. Основанием для этого были сравнимые с пленкой параметры при гораздо меньших габаритах, а значит и стоимости. Жаль, что эти планы не были полностью реализованы, но так случилось в основном не из-за технических просчетов, а неправильной торговой политики. И именно недооценка и непонимание важности политики стало неодолимой стеной на пути всех замечательных планов Jelmax, но обсуждать этот вопрос мы тут не будем, т.к. это уведет нас слишком далеко в сторону.
Таб2.png (158.11 КБ)
01.png (3.19 МБ)
Таб1.png (161.67 КБ)
02.png (281.26 КБ)
03.png (2.77 МБ)
04_1.png (260.81 КБ)
04_2.png (260.24 КБ)
Таб3.png (71.67 КБ)
04_2.png (132.39 КБ)
04_1.png (132.33 КБ)
 
Перейти    
Аудиофильские электролитические конденсаторы
 
#
18.05.2020 22:41:42
Судя по здоровой реакции, статью об электролитах NCC “For Audio” люди почитывают. И наверное тут  нужно упомянуть, что значительная часть информации взята из аудиофильских источников, в основном японских и китайских. Я практически просто перевел моменты касающиеся градаций качества разных серий конденсаторов, отбросив только излишне эмоциональные описания "звучания". Поэтому получился совершенно безапелляционный тон, который может создать впечатление, что это именно я так думаю. Вовсе нет.  Так думают аудиофилы с востока и маркетологи из NCC, у которых я также подчерпнул часть информации. Но статья написана о конденсаторах для аудио, т.е. важна в первую очередь для аудиофилов, а, как говорится: "с волками жить — по волчьи выть", поэтому я считаю логичным подавать информацию в аудиофилитическом ключе, тем более, что по этим конденсаторам никакой другой информации не нашлось. Мне показалось, что это будет забавно, я и далее собираюсь продолжать в том же духе. Но что касается истории развития кластера, то это уже достаточно серьезно и к аудиофилии не относится. Даташиты на некоторые серии кластера в открытом доступе отсутствуют, часто только на японском языке и весьма труднодоступны. Да и ничего в этих даташитах особого нет, никаких уникальных параметров, вполне себе заурядные конденсаторы. Как, впрочем, и все другие конденсаторы "для аудио". Это вовсе не значит, что конденсаторы не оказывают влияния на звучание. Оказывают и иногда драматическим образом. Но их вклад в "звучание" очень трудно выделить и все приведенные в статье характеристики получаются опосредствованно, а следовательно должны быть сильно субъективны. На мой взгляд задача инженера не быть тенденциозным и не выступать от имени чистой науки, к которой большинство не имеет никакого отношения, а стараться правильно использовать любую информацию о компонентах, особенно если она хоть как-то структурирована. Для таких людей я и пишу.
 
Перейти    
Аудиофильские электролитические конденсаторы
 
#
17.05.2020 17:10:28
Кластер электролитических конденсаторов “For Audio” типа Axx от Nippon Chemi-Con
 
Один из лидеров среди производителей электролитических конденсаторов, компания Nippon Chemi-Con (NCC) уже примерно 30 лет производит электролитические конденсаторы типа Axx специально “For Audio”. NCC это наверное самый уважаемый бренд в Японии и именно поэтому электролитические конденсаторы производства NCC наиболее часто встречаются в японской, да и не только японской, аппаратуре. Конечно, чтобы стать лидером надо много внимания уделять качеству продукции и ее ассортименту. Так что NCC не мог обойти вниманием такое важное направление в бытовой электронике, как звуковая аппаратура.
Особенности электролитических конденсаторов “For Audio” от NCC:
  • Выводы из бескислородной меди OFC. Примечание. Бескислородная медь применяется исключительно потому, что при нагревании (пайке) в ней не происходит разрывов сплошности и локального увеличения сопротивления.
  • Производство конденсаторов сосредоточено только на территории Японии.
  • К конденсаторам кластера применяются меры по снижению микрофонного эффекта, но в чем они заключаются не раскрывается.
  • Все конденсаторы кластера считаются “широкополосными” в звуковом диапазоне, т.е. предназначены для работы в полосе частот 20 Гц-20 кГц.
Где обычно применяются электролитические конденсаторы “For Audio”? Это чаще всего разделительные конденсаторы и фильтры в аналоговом звуковом тракте и кроссовере АС. Также замечено использование электролитических конденсаторов “For Audio” в цепях фильтрации питающих напряжений для питания аналоговых каскадов, начиная от конденсатора большой емкости в БП (обычно тут применяется специальный тип конденсаторов) и кончая блокирующими конденсаторами в каскадах звукового тракта.
Считается, что качество звука (здесь и в дальнейшем речь идет только о совокупном качестве звука, полученном с помощью аппаратуры, в которой применяются обсуждаемые конденсаторы) зависит в первую очередь от толщины фольги и диэлектрика в конденсаторе, типа чем толще, тем лучше. Таким образом конденсаторы, рулон которых намотан толстой фольгой, будут для звука самыми качественными, но и самыми громоздкими. На рубеже 80-х годов прошлого века практически все электролитические конденсаторы делались из толстой фольги, т.к. тонкой просто не было. Но уже появилась тенденция к миниатюризации, а значит и утоньшению фольги, поэтому компания NCC уже примерно в 1982 году выпустила первую серию электролитических конденсаторов для аудио в рамках серии AWA (чулок коричневый, цвет надписи белый). В середине 80-х серию AWA сменила новая серия AWD (чулок коричневый, цвет надписи белый), но к этому времени прогресс в создании тонкой фольги стал таким значительным, что вскоре NCC решила разделить серию конденсаторов для аудио на четыре класса по качеству, условно это очень высокий, высокий, средний и низкий. Соответственно они обозначаются второй буквой в названии серии:

  • очень высокий — X
  • высокий — W
  • средний — V
  • низкий — S
Такое деление по качеству, а по сути по толщине фольги, сохраняется до сих пор.
Старая серия AWD примерно в 1989 была преобразована в AWF, которая была дополнена серией конденсаторов супер качества типа AXF. Также были сделаны серии более миниатюрные, но расширенные, хотя и немного ниже качеством — это AVF и самая простая ASF.
Серии AWA и AWD очень редкие, т.е. это настоящий винтаж, который может интересовать только коллекционеров. Применение этих серий в новых разработках DIY не имеет смысла в виду давности их производства и весьма вероятной деградации качества.
С 2006 года вся продукция стала должна удовлетворять директиве ROHS, для чего пришлось обновить все 4 серии для аудио и три из них при этом поменяли названия. Надо понимать, что соответствие директиве ROHS вынужденное, означает в первую очередь отсутствие свинца и, как правило, всегда ухудшает качество компонентов.

Эволюция кластера электролитических конденсаторов типа Axx “For Audio”
Даты получены в результате изучения промышленной аппаратуры, где возможна привязка к датам, и поэтому достаточно условные.
Серия AXF. (чулок коричневый, цвет надписи золотой). Диапазон номиналов в серии AXF небольшой (1,0…100 мкФ) и небольшой диапазон рабочего напряжения (16-60 В), и они все относительно большого размера (просто огромные!), но зато обеспечивают высочайшее качество звука. В рамках серии AXF выпускаются неполярные конденсаторы обозначаемые буквами BP. Собственно, среди профессионалов считается, что серия AXF это самые лучшие электролитические конденсаторы для звука. Производитель позиционирует ее как «High-end», т.е. предназначенную для верхнего сегмента рынка. Серия конденсаторов AXF, как самая топовая в мире, выпускается неизменной с конца 80-х годов прошлого века, но обычно на заказ и в широкой продаже не присутствует. В основном серия AXF используется для аппаратуры самого верхнего ценового диапазона, а также в уникальных топовых разработках в качестве разделительных конденсаторов для аналоговых аудиосигналов или в пассивных кроссоверах в АС (Тут обычно применяются неполярные AXF BP).
Серия AXF весьма редкая, дорогая и габаритная, а обеспечиваемое ей высочайшее качество звука обычно трудно реализуемо в аппаратуре DIY, так что эта серия не рекомендуется для применения в самостоятельных разработках.
Примечание. Интересно было бы сравнить серию AXF с примерно аналогичной отечественной серией топовых конденсаторов для звука типа К50-15 (К50-15В). В конденсаторах типа К50-15 применяются самая толстая в нашей стране фольга. Диапазон номиналов К50-15 (2,2…680 мкФ) и диапазон рабочего напряжения (6,3-250 В) немного шире чем у AXF, но все конденсаторы в аксиальном исполнении и значит гораздо более стойкие к микрофонному эффекту.
Серия AWF. (чулок коричневый, цвет надписи золотой). Это превосходная серия конденсаторов, которые максимально соответствуют работе в звуковой полосе частот 20 Гц-20 кГц. В рамках серии AWF выпускаются и неполярные конденсаторы обозначаемые буквами BP. Производитель позиционирует серию AWF как «High grade», т.е. высококачественную. Применяется серия AWF там же, где и AXF, но она более компактна и диапазон номиналов гораздо шире, есть и сравнительно крупные (10…4700 мкФ), диапазон рабочего напряжения расширен вверх (16-100 В). За счет больших номиналов емкости серию AWF уже можно применять в качестве блокировочных конденсаторов в аналоговых аудиокаскадах и даже в маломощных БП. Новейшая серия AWJ (чулок коричневый, цвет надписи золотой) должна полностью заменить старую, но, увы, качество этой серии хотя и очень приличное, но немного не дотягивает до серии AWF.
Несмотря на труднодоступность и высокую цену серии AWF, она (как и серия AWJ) рекомендуется для применения в аппаратуре DIY, особенно в аналоговых аудио разработках с топовыми параметрами.
Серия AVF (чулок коричневый, цвет надписи золотой/белый). Серия уступает AWF хотя качество немного выше, чем у ASF. Эта серия немного более миниатюрная чем AWF. Производитель позиционирует ее как «Standard», т.е. стандартную. Диапазон номиналов еще более расширен (0,47…10000 мкФ), как и диапазон рабочего напряжения (6,3-100 В). Применяется серия AVF там же, где и AWF, но не обеспечивает столь же великолепного качества. В основном она применяется в аппаратуре среднего ценового диапазона. Новейшая серия AVH (чулок коричневый, цвет надписи золотой/белый) тоже оказалась немного слабее своего родителя — серии AVF.
Серии AVF и AVH весьма подходят для применения в самостоятельных аналоговых аудио разработках.
Серия ASF. (чулок коричневый, цвет надписи золотой или чулок синий, цвет надписи белый). Это продукт самого низкого класса среди всех конденсаторов “For Audio” кластера Axх. Производитель позиционирует ее как «Compact» — компактную, т.е. ее отличительной особенностью является небольшой размер. Диапазон номиналов (0,47…15000 мкФ), как и диапазон рабочего напряжения (6,3-100 В) примерно аналогичны серии AVF. Диапазон применения абсолютно такой же, как и у серии AVF. Качество звука относительно невелико, поэтому конденсаторы серии ASF распространены в аппаратуре среднего и бюджетного диапазона. На базе этой серии выпускается несколько заказных брендированных серий, например, очень растиражированная серия ASV (чулок коричневый, цвет надписи белый) для компании Sony. Размеры ASV еще немного уменьшены относительно родительской серии ASF, качество тоже пожиже. Новейшая серия ASG (чулок коричневый, цвет надписи золотой или чулок синий, цвет надписи белый) по качеству примерно такая же, как ASF.
Серии ASF, ASG и ASV неплохо подходят для применения в самостоятельных аналоговых аудио разработках.
Таб-1.jpg (50.96 КБ)
NCC AXF_00__.jpg (234.59 КБ)
NCC AWF_00__.jpg (315.59 КБ)
NCC AVF_00__.jpg (163.54 КБ)
NCC ASF__.jpg (139.62 КБ)
 
Перейти    
Аудиофильские резисторы
 
#
26.01.2020 01:43:39
Продолжение по аудиофильским резисторам.


После долгих поисков в сети и трудных опросов аудиофилов из Японии и Китая, наконец достигнут прогресс по информации о паре типов самых неуловимых аудиофильских резисторов.
 
1. Резисторы Skeleton

Металлоксидные резисторы без покрытия типа Skeleton или Skelton 2 Вт, оказались условно японскими, а на самом деле делаются на Тайване фирмой Futaba Electric. Эта фирма зачем-то предлагает полуфабрикаты резисторов и аудиофильские Скелетоны — это просто полуфабрикаты Futaba стандартных металлооксидных резисторов типа RSU S3 (оказалось размер 16х5,5 мм это не 2, а 3 Вт!) фигурирующих в продукции фирмы, как полуфабрикат (semi-finished MO). Правда заказать полуфабрикат можно только в миллионных количествах или купить в розницу по высокой цене по ссылке ниже. Но теперь не вслепую, все параметры можно посмотреть в даташите на RSU S3. Т.е. это обычные металлооксидные резисторы широкого применения, только без покрытия. Налицо обман покупателей, хотя и достаточно легкий, т.к. никаких параметров (кроме неправильной мощности) продавец не сообщает, т.е. напрямую не врет. Обман заключается в том, что этот резистор не аудиофильский. Но эксклюзивный внешний вид является достаточным основанием для молчаливой аудиофилизации товара.
Тайваньская Futaba Electric входит в японский холдинг Fukushima Futaba Electric, поэтому возможно продукция Futaba Electric продается в Японии от Fukushima Futaba Electric, но на сайте последней никаких полуфабрикатов не замечено. Но это даже не важно, важно, что теперь есть даташит на экзотический Skeleton.

 
 
2. Резисторы TDO (Tokyo Den-On)

Винтажные японские резисторы от TDO, оказались обычными металлооксидными резисторами широкого применения типа RS, только огнестойкими. После того, как я нашел на них даташит, раскрылся легкий обман покупателей опять же заключающейся в том, что этот тип резисторов не аудиофильский. Аудиофилизация была произведена искусственно в связи с винтажностью товара. Видимо магазин выкупил складские остатки и пользуясь эксклюзивом взвинтил на них цены.
На аудиофильских сайтах иногда встречается информация, что металлооксидные резисторы TDO обладают небольшой индуктивностью и не подходят для применения на пути прохождения сигнала. Там же сказано, что резисторы Skeleton очень похожи на TDO по свойствам. Теперь мы знаем, что это на самом деле так, потому что и те, и другие, это самые обычные резисторы широкого применения.

Все эти резисторы можно увидеть на сайте продавца: http://www.thlaudio.com/jpnohme.htm
 
RS.jpg (2.34 МБ)
skeleton 150.jpg (28.82 КБ)
TDO_RS3 B_150.jpg (67.48 КБ)
 
Перейти    
Аудиофильские резисторы
 
#
03.11.2019 12:47:05
Цитата
Подскажите где достать
Каталоги Дейтон/ЦБПИМС: 1975 том 1, 1981 том 1, 1981 том 2, 1989 дополнение 3
Копия каталога Дейтон 1975 том 1 есть у меня. А остальные три я сам ищу уже много лет.
Цитата
Подскажите Херсонский завод полупроводников еще работает, если да какую продукцию они выпускают (подробно) ?

Херсонский завод полупроводниковых приборов по факту давно умер, как и вся украинская полупроводниковая промышленность. Вот свидетельства очевидца от 2017 года. ПО "Днепр"
Это не чья-то злая воля, а объективная ненужность украинской отсталой полупроводниковой отрасли на мировом рынке. Как, впрочем, и российской. Но российскую немного защищает государство, по крайней мере необходимую для военных часть. А украинскую защитить оказалось некому.
Практика показала, что мертвое по факту предприятие может еще много лет показывать признаки жизни в административном пространстве. Например, так происходит в России с Фрязинским заводом полупроводниковых приборов; помещения сданы  в аренду, цеха демонтированы, но есть сайт на котором показана продукция и можно даже что-то заказать. Возможно нечто подобное происходило и с ХЗПП. До меня иногда доходили и некие вести из Херсона о "новой" продукции ХЗПП. Но на проверку эта продукция оказывалась старой, с иной "незалежной" маркировкой. Номенклатура ХЗПП состояла в основном из импульсных маломощных диодов и цифровых микросхем. При желании можно отыскать перечни продукции на конец 80-х начало 90-х. Но на мой взгляд они имеют только узкоспециализированный исторический интерес.
 
Перейти    
Аудиофильские резисторы
 
#
15.09.2019 22:14:08
На все интересные аудиокомпоненты я собираю даташиты. Для порядка и просто потому, что хочется знать, что это такое, не по слухам из сети, а непосредственно от производителя. Но даташиты от одного бренда никак не находились. Это Rikenohm. Производство резисторов под этим брендом прекращено в 2006 году. Я даже точно не мог понять, как правильно пишется название этого бренда по-английски и по-японски, чтобы поискать его в Интернете. Углеродные пленочные резисторы выглядят довольно симпатично, как опрессованные голубой пластмассой цилиндрики.

Если поискать, то встречаются и опрессованные стандартной коричневой пластмассой, но не самого распространенного аудиофильского типа RMG, а типа RM. Чем эти типы отличаются друг от друга до недавнего времени я не знал. Но упорные поиски недавно увенчались успехом. Даташит нашелся в одном из изданий EIAJ (Electronic Industries Association of Japan).
 
Название компании по-японски и по-английски звучит как Riken Dengu Seizo. Товарный знак выглядит, как большая буква древнегреческого алфавита Омега внутри которой написано по-японски «Riken Dengu».

Оказалось, что типы RMA (голубой) и RMG (голубой, позолоченные выводы) являются подтипами более общеприменительного типа RM (коричневый) и действительно были заточены производителем под аудио еще в начале 90-х. Таким образом это старейшие аудиофильские резисторы, пока не появилась информация о более старых. Сегодня принято говорить, что такая заточка это грэйд под аудио, не уточняя, в чем заключаются отличия этого грэйда, от основного типа. В случае RMG отличия понятны, это и другой цвет пластика и позолоченные выводы, но чем для звука голубой пластик лучше коричневого не поясняется. Позолоченные выводы тоже, кстати, весьма сомнительное преимущество, но об этом как-нибудь позже. В любом случае это очень редкая справочная информация до этого момента отсутствующая в Интернете.
Кстати, в продукции компании имелся еще один тип резисторов для аудио — это PSN. Эти резисторы не опрессованы пластмассой, а просто покрыты эмалью, типа наших МЛТ.
RM Resistors_200.jpg (638.87 КБ)
RMG foto.jpg (92.86 КБ)
 
Перейти    
Аудиофильские резисторы
 
#
15.09.2019 01:25:18
Ниже список брендов резисторов, когда либо замеченных в аудиофильской аппаратуре. Конечно, он не полон (текущее число — 60 брендов), но вполне достаточен.
Akane Ohm
Allen-Bradley
Alpha
Amtrans
Angstrohm
Arcol
Audionote
Caddock
CGS Meggitt
Charcroft
Dralowid
E&C
Firstohm
Fukushima Futaba Electric
GM electronic
Hokuriku (HDK)
Holco
Hung Chuan Technology
Jantzen
Kamaya
Kiwame
KNP
KOA
Mepco/Electra
Modulohm
Monacor
Multicomp (SPC Technology, Farnell)
Mundorf
Nikkome (Nitsuko)
Noble
Ohmite
Paccom Electronics
Panasonic
Precision Resistive Products (PRP)
Precision Resistor Company
RCD
Riedon
Rikenohm
Rikyu-denki
Royal Electronic
Seidensha (SEF)
Shinkoh
Solen
Stackpole
Susumu
Synton–Tech
Takman
Tama
Texas Components
TKD
Token
Tokyo Den-On
TT Electronics
Tyco
UniOhm (Uniroyal Electronics Industry)
Vamistor
Vishay
Vitrohm
Welwyn
Yageo
Не все типы резисторов у многих брендов из списка, являются аудиофильскими, иногда это вообще только один тип. Многие бренды из списка уже не существуют, но по прежнему пользуются популярностью у аудиофилов.
 
Перейти    
Аудиофильские резисторы
 
#
14.09.2019 21:04:24
Для начала надо заметить, что в мире производилось и производится множество резисторов. Чтобы стать популярными среди аудиофилов резистор должен обладать следующими свойствами:
1. Высокой стоимостью.
Для повышения стоимости стараются выбирать резисторы уже снятые с производства, т.к. на редкие  позиции гораздо легче взвинтить цены. Именно поэтому примерно половина аудиофильских резисторов это уже непроизводящиеся типы и даже продукция исчезнувших брендов.
2. Привлекательным внешним видом.
Этот пункт вроде не нуждается в пояснении, но на самом деле кое-что пояснить надо. В сознании человека качественное выполнение функции всегда связывается с внешним видом. Именно поэтому среди аудиофильских резисторов нет некрасивых. На деле аудиофилы выбирают больше глазами, чем ушами. Это факт и надо его учитывать.
3. Хорошими рабочими характеристиками.
В большинстве мест применения резисторов никакие особые параметры им не требуются. Обычно во входных цепях полезно применять малошумящие резисторы в качестве которых чаще всего используют фольговые. Есть места, где важно, чтобы резистор обладал невысокой индуктивностью. И практически везде, и особенно в пассивных кроссоверах, лучше применять немагнитные резисторы. Вне зависимости от наличия сильных магнитных полей замечено, что аппаратура на немагнитных резисторах звучит лучше. Якобы возникают паразитные обратные связи через магнитные поля. Не знаю, может быть и так, но положительный эффект от немагнитных резисторов хорошо заметен на слух.
 
Перейти    
Аудиофильские резисторы
 
#
14.09.2019 20:58:44
Занимаясь разработкой звуковой аппаратуры невольно пытаешься подчерпнуть в Интернете информацию о компонентах, наиболее подходящих для аудио. Я добросовестно много лет собирал подобную информацию по всем видам электронных компонентов. В том числе и по резисторам. После анализа этой информации выявились некоторые качества резисторов, которые оказались важны для аудиофилов. Самым главным свойством резисторов для аудиофилов ожидаемо оказалось "звучание", конечно не самих резисторов, а аппаратуры с их использованием. Несмотря на большой разнобой в этом вопросе, можно отметить некоторые типы резисторов и даже некоторые бренды, которые можно назвать популярными. Вот о этих типах и будет эта тема.
 
Перейти    
Флюсы для пайки SMD компонентов
 
#
19.03.2019 14:34:21
Цитата
KrotFab пишет:
Админ не могу разобраться с регистрацией!!!Где просмотр правил форума увидеть???Спасибо

Полагаю, что нигде. Я форумом специально не занимался. Извините. Как сайтостроители слепили изначально, так оно как-то работает.

Захожу сюда от случая к случаю. Главная беда, что я почти полностью забываю почти все, касающееся форума в промежутках между заходами. Каждый раз долго чешу репу, чтобы выполнить какие-либо типовые действия.
Вот только удаляю сообщения ботов более менее регулярно, примерно раз в месяц.
 
Перейти    
Флюсы для пайки SMD компонентов
 
#
09.04.2015 21:21:20
Как только стало надо паять SMD корпуса типа SSOP и т.п., стало понятно, что привычная канифоль тут не подходит. И даже канифольный лак не помог. Мнение товарищей по несчастью в Интернете однозначное: нужен хороший специальный флюс. А таковых множество и какой из них "хороший" понять невозможно. Даже сравнить флюсы между собой проблематично, т.к. непонятно, что тут важно, а что не очень. Но путем долгого копания специализированных форумов удалось потихоньку выявить наиболее популярные типы флюсов для пайки современных SMD компонентов. Хочу заметить, что здесь изложено мое личное мнение по этому вопросу и слепо следовать моим рекомендациям не обязательно.
В нашей стране самый популярный флюс это пожалуй FMKANC32-005 от ERSA. Особенно его хвалят при использовании для пайки корпусов BGA, что несомненно является высшим пилотажем пайки в любительских условиях. В США лидер другой; это SMD291NL от Chip Quik. В Европе очень популярны флюсы от INTERFLUX.
К счастью существует классификация флюсов по стандарту J-STD-004A/B, которая способствует пониманию, что хорошо, а что плохо.
Первое, что вытекает из четырехзначного классификатора, это группа к которой относится флюс. Их пока 4: канифольный (RO), синтетический (RE), органический (OR), неорганический (IN). Далее буква кодирующая активность: L — низкая, M — средняя и H — высокая и цифра показывающая содержание галогенов: 0 — 0% и 1 — до 2%.
Понятно, что такое канифольный флюс (RO), он дает много смолистых остатков труднопрогнозируемого состава довольно легко смываемых растворителями. Синтетический флюс (RE) это попытка заменить канифоль на искусственные смолы и попытка удачная, т.к. остатков меньше и их состав более прогнозируем, но они труднее смываются. Органический флюс (OR) это азеотропная смесь низкомолекулярных органических кислот и растворителей, основное достоинство которой заключается в том, что кислоты испаряются вместе с растворителями почти не давая остатка, но как правило такие флюсы очень активные и требуют обязательного и тщательного контроля за удалением остатков.
Как показывает практика для пайки SMD компонентов достаточно флюса низкой активности, значительно реже для этих целей применяются флюсы со средней активностью. Остатки таковых обычно рекомендуется тщательно удалять после пайки, что сильно ограничивает их применение.
С галогенами все ясно: чем их меньше, тем лучше.
Дополнительные важные параметры флюсов это вязкость и кислотное число. Вязкость очень важна при пайке корпусов BGA, т.к. с ней связана адгезионная способность, необходимая для удержания шариков припоя на месте, а кислотное число указывает на количество щелочи потребное для нейтрализации всех кислот содержащихся в стандартной навеске флюса, т.е. чем оно меньше, тем лучше.
Часто флюс имеет такую характеристику как "безотмывочный". В общем случае это не означает, что остатки флюса не надо удалять. Это означает, что их можно не удалять при определенных условиях, как-то определенные условия эксплуатации плат, типы корпусов с частым расположением выводов и т.п. На производстве решение об удалении "безотмывочного" флюса принимает технолог в каждом конкретном случае отдельно.
В таблице сведены самые популярные флюсы для пайки SMD компонентов с указанием класса по J-STD-004, разбиением на группы и по активности.

Видно, что популярная в недавнем прошлом позиция №1 содержит галогены, что означает обязательное удаление остатков. Вряд ли эту позицию можно сегодня посоветовать.
Позиция №2 оказывается выпускается вовсе не компанией ERSA, а непонятно кем под брендом Microbond в рамках химического концерна Umicore. Впрочем, этот флюс очень хорош. Позиция №3 и №4 это прямая замена №2, №5 это тоже замена №2, но с попыткой небольшого улучшения от бельгийского гиганта INTERFLUX, несомненного Европейского лидера в области флюсов. Трудно сказать, что лучше №2, №3, №4 или №5. Тут выбор будет зависеть скорее от индивидуальных предпочтений. №5 имеет очень привлекательные характеристики, небольшое кислотное число, среднюю активность и "безотмывочный" статус плюс за ним стоит авторитет и мощь INTERFLUX, что немаловажно.
Далее идет группа синтетических флюсов, которую возглавляет очень интересный флюс №6. №6 это удачная попытка, основанная на группе патентов, сделать "невонючий" и главное неядовитый флюс, т.к. не секрет, что продукты распада флюсов при нагревании весьма ядовиты и канцерогенны. Кто много паяет должен понимать, как это важно, тем более, что ядовитые продукты распада флюсов действуют на печень и обладают кумулятивным эффектом. А отвод газообразных продуктов с места пайки с помощью специального вентиляционного оборудования мало того, что удовольствие довольно дорогое, но оно еще не на 100% эффективное, громоздкое и сильно мешающее самой пайке. Поэтому применяется в основном профессионалами, а любители плюют на технику безопасности и свое здоровье, дышат канцерогенными парами, провоцируют заболевание раком и разрушают свою печень.
Позиция №7 это ответ гиганта индустрии INTERFLUX на американский вызов флюса №6. Только он не без запаха, как №6, а с приятным цветочным запахом. В остальном их характеристики очень похожи.
И, наконец, позиция №9 и №10. №9 это очень жидкий, так называемый "сервисный" флюс, пригодный для заливки в похожие на фломастеры ручные диспенсеры, что очень удобно при ручной пайке. Характеристики его великолепны. Он тоже "безотмывочный". №10 это тоже жидкий и пригодный для заливки в ручные диспенсеры флюс. Его основные особенности в том, что он водорастворимый и не образует микрошариков припоя. Весьма полезные свойства при ручной пайке.
 
Остатки флюса лучше всего удалять специальным спреем-очистителем Flux-Off от бренда Cramolin. Мало того, что очиститель великолепно растворяет все варианты флюсов из таблицы, немаловажно, что он подается из баллончика под давлением, в связи с чем мелкие частички грязи уносятся струей. Достичь таких же результатов с помощью кисточек и ванночек гораздо сложнее. На рынке имеется и российско-китайская подделка очистителя под тем же названием Flux-Off , но под брендом Solins. Все бы было ничего, если бы подделка стоила в несколько раз дешевле, но её цена отличается от цены оригинала не радикально.
 
Рекомендации
Самой привлекательной и универсальной выглядит позиция №6. Если надо паять корпуса BGA, то позиции №2 или 5. Ну, а для удобной повседневной работы с несложными корпусами и компонентами позиция №9 в ручном диспенсере. Удалять остатки всех флюсов спреем-очистителем Flux-Off (Cramolin).
 
Перейти    
Истинно цифровые усилители
 
#
03.12.2018 22:16:53
Компьютер для вывода цифрового звука
Понимание, какие требования должны предъявляться к компьютеру, через который будет выводиться цифровой звук тоже пришло не сразу. Но постепенно стало ясно, что это должен быть портативный компьютер, что гораздо удобнее в плане использования в аудиокомплексе. Далее пришло понимание, что собственно цифровой звук получается из внутренних цифровых потоков в аудиокарте, а до нее не присутствует как понятие. И вот тут стали осознаваться и некоторые тенденции получения сигналов цифрового звука, влияющие на его качество. Критерием выступает сам цифровой сигнал. Это, как я уже упоминал, сигнал шины I2S, физически передаваемый по трем проводникам. Сигнал мало того, что синхронный, но еще и изохронный, т.е. временные параметры любой его части должны быть идентичны параметрам любой другой части. Для иллюстрации конвертации в синхронный и изохронный сигнал неплохо подходит потоковый канал USB, по которому производится так называемая изохронная передача, но когда аудио трафик принимает процессор или контроллер, то о синхронизме и тем более изохронности можно говорить только условно. Для сохранения изохронности надо специально вылизывать программу приемника по которой происходит работа, а кто ее пишет эту программу? Конечный пользователь никогда этого не знает. Но именно в приемнике потокового канала (в данном случае USB) происходит формирование сигналов цифрового звука, т.е., проще говоря, привязка потока к сигналам синхронизации. Если бы формированием занимался не как обычно достаточно универсальный процессор/контроллер, который может и отвлекаться на обработку других событий, нарушая изохронность, а тупой аппаратный модуль, алгоритм работы которого жестко определяется его структурой, то качество формируемого сигнала цифрового звука было бы максимальным. Следовательно, надо искать такие решения, где формирование сигнала цифрового звука производится аппаратно. И такой прибор нашелся. Это USB-контроллер CY7C68013A в котором создание цифрового звукового потока производится с помощью встроенной аппаратной структуры GPIF (General Programmable Interface) а процессорное ядро только организует процесс. Нашлись и звуковые карты, использующие этот контролер. В подобных решениях немалую роль играет и высокоточный кварцевый генератор, который тоже должен присутствовать на плате карты. Это одно из немногих мест в цифровых звуковых трактах, где важна точность генератора, а не его шумовые свойства.
Таким образом компьютер, через который будет выводиться цифровой звук должен быть портативным и должен иметь порт USB 2.0, к которому должна подключаться внешняя звуковая карта на базе контроллера CY7C68013A. Такая компоновка помимо удобства использования еще и благотворно сказывается на электромагнитной обстановке для звуковой карты, встроенная карта была бы гораздо более подвержена нежелательным наводкам и помехам со стороны компьютера. Нужные карты были закуплены и опробованы на нескольких ноутбуках. Результат превзошел все ожидания. Даже без какой-либо модернизации карты (а таковая сразу напрашивается в части выходного интерфейса), т.е. с выводом контента из карты по S/PDIF была получена замечательная звуковая панорама, являющаяся характерным признаком качественного цифрового сигнала. Можно утверждать, что выбранное готовое решение позволяет использовать компьютер в качестве источника качественного звукового HD-контента. На сегодняшний день получилось достаточно дешево и сердито.
А если использовать такую карту (а она очень компактна, меньше пачки сигарет) в качестве заготовки для входного USB-интерфейса ЦАП, то лучшего и желать трудно. На плате карты присутствует выходной сигнал шины I2S, который можно сделать идеальным для ЦА-преобразования пересинхронизацией с помощью простейшего FIFO и сразу после этого подать на вход ЦАП. Но пусть прилагательное "простейшего" никого не вводит в заблуждение. FIFO может и простейшее, но должно быть построено по строгим правилам цифровых звуковых систем. Как показывает практика, эти правила еще не стали общепринятыми для цифровой звуковой аппаратуры, хотя они и описаны в специальной литературе, но ими обычно пренебрегают даже в солидных серийных конструкциях. Возможно пренебрегают сознательно, т.к. конструкторы понимают, что для заложенного в их разработки уровня качества цифровых сигналов, придерживаться этих правил излишне. Но в нашем случае для сохранения всех параметров качественного звукового HD-контента этими правилами пренебрегать нельзя. Некоторые моменты этих правил я раскрою в следующих постах, но не все и не в полной мере, а на что-то просто намекну. Надо дать возможность людям и самим немного подумать.
 
Перейти    
Истинно цифровые усилители
 
#
03.12.2018 22:12:08
Теперь подробнее по пункту 1. "Получение цифровых источников звука с возможностью вывода HD-контента". Цифровых источников звука по-прежнему два; — это дисковый медиаплеер и компьютер.
Дисковый медиаплеер.
А почему в тракте должен быть обязательно дисковый медиаплеер? А потому, что накопились огромные коллекции оригинальных фирменных CD, SACD, DVD и BD дисков, которые надо на чем-то слушать. Особенно хороши диски формата Pure Audio (BD), которые, кроме как на ОРРО, ни на чем толком не воспроизводятся. Говоря точнее, конечно воспроизводятся, но на не столь универсальном устройстве как ОРРО. И у альтернативных плееров встречаются проблемы с выводом и качеством HD-контента, успешно решенные ОРРО.
У меня всегда было убеждение, основанное на изучении коммерческих конструкций плееров, что ОРРО делает лучшие дисковые медиаплееры. Под ОРРО и затачивались все решения HD-тракта. Но в текущем 2018 году фирма ОРРО нанесла предательский удар в спину — прекратила выпуск всех моделей своих дисковых медиаплееров. Это после того, как в предыдущем году ОРРО сделала более мелкую подлянку, тогда она внезапно сняла с производства все старые модели медиаплееров, оставив только модели 203 и 205. И хотя понятно, что дело вовсе не в произволе фирмы, а как раз наоборот, в реалиях рынка, которые не позволяют зарабатывать на дисковых медиаплеерах, от этого не легче. Пока на вторичном рынке достаточно различных моделей ОРРО и в ближайшие год-два особых проблем с покупкой дискового медиаплеера ОРРО быть не должно.
Модели UDP-203 и UDP-205 сделаны весьма похоже и отличаются в основном заточкой последней под вывод качественного аудио. Для этого была проведена глубокая модернизация HDMI и фактически сделан специальный audio-HDMI порт для вывода "качественного" HD-звука (я не касаюсь здесь отличий "неинтересной" аналоговой части, т.к. речь идет только о цифре). Звук через специальный audio-HDMI порт великолепен. У модели UDP-203 для вывода качественного звукового контента есть возможность использовать только порт HDMI общего назначения, не имеющий преимуществ модернизированного audio-HDMI порта модели 205. Но то, что 203 модель заметно дешевле, для многих может оказаться решающим соображением. Покупку UDP-205 можно рекомендовать лишь в случае использования совместно с плеером высококлассного приемника цифрового сигнала с HDMI входом (A/V-ресивер, ЦАП).
Медиаплееры стараются делать на так называемых системах SoC. Это потому, что они "медиа" и должны быть всеядными по отношению к любому медиаконтенту. Самое простое решение — это встроить в плеер операционную систему (ОС), позволяющую легко обрабатывать все виды медиаконтента. А самое компактное решение с ОС — это микросхема SoC. ОРРО всегда делались на основе продукции MediaTek одного из лидеров по производству SoC. К сожалению открытой информации, по микросхемам SoC от MediaTek нет. Для получения даташита на SoC необходимо приобрести так называемый SDK, т.е. некий комплект разработчика, достаточно недешевый и включающий в себя соглашение о неразглашении информации. В случае с ОРРО есть еще два фактора мешающие изучению технических подробностей; полное отсутствие 'Service Manual'ов и обстоятельство, что сам кристалл SoC для ОРРО является не серийным, а заказным, т.е. имеет неизвестные особенности, за которые фирма ОРРО платит дополнительные деньги. На заказные ИС даташитов не бывает в принципе, исключения редки и как правило связаны с утечкой от разработчиков. ОРРО разрабатывали в Китае китайцы, а это весьма дисциплинированный народ и ждать утечки было бы весьма опрометчиво.
Кое-что о структуре ОРРО 203/205 удалось подчерпнуть в анонсах моделей UDP-203 и UDP-205, а что-то додумать.
В этих моделях использован процессор (SoC) OP8591 (якобы это клон MediaTek MT8581) последний имеет 4 ядра ARM Cortex A53 и встроенный GPU ARM Mali-860 Mp2 (т.е. 2 ядра). В чем отличия OP8591 и MT8581 неизвестно, но заявленная производительность по видео у ОРРО 203/205 явно гораздо выше чем у двухядерного GPU ARM Mali-860 (40 GFlops). Поэтому я предположил, что отличие как раз и заключается в количестве ядер GPU, самый мощный вариант которого может иметь 16 ядер. Это 320 GFlops против 40 GFlops у двухядерного. 320 GFlops даже и не так много для качественного воспроизведения 4к. Почти уверен, что у OP8591 именно этим и отличается от MT8581, тем более, что MediaTek лицензировал GPU Mali-860 в полном размере. В этой связи становится понятным использование отдельного чипа MediaTek MT8577A (контроллер управления оптическим приводом). Это избавляет основной процессор от возни по управлению оптическим приводом в реальном времени, т.е. от неизбежных прерываний в вычислительном процессе, которые очень влияют на итоговую производительность.
Инженеры ОРРО просто молодцы. Очень грамотно развели вычислительные процессы в системе, организовав их в отдельных аппаратных блоках. Это безусловно благотворно сказывается и на производительности видео и аудио и на быстроте реакции на команды управления.
В дисковых медиаплеерах моделей UDP-203 и UDP-205 используется дисковый оптический привод от все той же щедрой на приводы игровой консоли Sony PlayStation 3. Как известно в PlayStation 3 использовалось аж 14 моделей оптических дисковых приводов. Конструктивно они довольно разные и практически все 14 моделей от PS3 используются в дисковых медиаплеерах различных производителей (например, в Duna). Название комплексного привода (т.е. совместно с механизмом выдвижения трея) использованного в UDP-203/205, — BDL-1601, естественно никому ничего не говорит, кроме того, что это комплексный привод производства самого ОРРО, а не Tohey как раньше. А вот уже внутри коробочки BDL-1601 установлен механизм КЕМ-480 от PS3. КЕМ-480 единственный однолинзовый оптический привод с суперколлиматором среди приводов от PS3. Все остальные двухлинзовые. Неизвестно хорошо это или плохо, но известно, что модель КЕМ-480 была одной из самых последних для PS3. Надо полагать, что она и самая отлаженная. Тут могут спросить, а почему используется лазерный привод от игровой консоли? Только потому, что PS3 задумывалась как всеядная к дискам разных форматов и разработку, и производство оптических приводов к ней фирма Sony отдала на открытый аутсорсинг. Такое решение позволило резко повысить качество привода (хотя и не сразу, отсюда и 14 вариантов) и снизить цену. Так что это не только один из самых отлаженных приводов, но еще и один из самых дешевых.
Так как дисковый медиаплеер UDP-203/205 будет использоваться в тракте для вывода цифрового HD-контента, в основном снимаемого с дисков различных форматов, то главное, что нас интересует в UDP-203/205 это качественный вывод цифровых аудио сигналов. Именно поэтому я даже не рассматриваю встроенный ЦАП и его аналоговые выходы, а также "цифровые" выходы S/PDIF и Toslink. Звук полученный через встроенный ЦАП и звук полученный через внешний более качественный ЦАП не подлежат никакому сравнению. Так что о встроенном ЦАПе забываем, его лучше использовать только для домашнего кинотеатра. А "псевдоцифровые" выходы S/PDIF и Toslink специально рассчитаны, чтобы портить качественный контент джиттером, уравнивая качество звучания с аналоговым стереотипом. Сигнал с этих выходов лучше не использовать в высококлассной аппаратуре.
 
Перейти    
Истинно цифровые усилители
 
#
03.12.2018 01:59:23
Давненько не обновлял эту тему. Настолько давно, что мое мировоззрение за это время заметно поменялось. Много из написанного ранее, кажется уже неактуальным и даже неправильным. Попробую сделать как бы правку собственного текста с учетом новейшей информации.
Первое, что нуждается в правке, это пункт "Задачи" из первого поста. Напоминаю, как он выглядит:
 
Задачи:
1. Получение цифровых источников звука с возможностью вывода HD-контента.
2. Организация цифровой безджиттерной линии передачи, что для источника означает встраивание соответствующего интерфейса.
3. Построение цифрового усилителя, т.е. PCM-PWM-модулятора и PWM-усилителя мощности в одном корпусе.
4. Построение АС соответствующих возросшим возможностям полностью цифрового тракта.
Комментарии.
1. По-прежнему актуальный пункт. Но по-прежнему вывод HD-контента за пределы корпуса устройства считается кражей этого контента. Может запрет в реальности и не так страшно звучит, как слово "кража", но для промышленного устройства вывод HD-контента в виде цифрового звукового сигнала за пределы корпуса по-прежнему невозможен. Выводят или "подпорченный" контент в виде AES EBU, S/PDIF и т.п. Или зашифрованный в виде HDMI. Как назвать контент, выводимый по шине USB или различные варианты TCP/IP, я не знаю, но на такие варианты запрет не распространяется. Кстати, похоже вывод звука по USB все же побеждает сетевые интерфейсы. Очень такой вариант стал популярен в последнее время.
2. Этот пункт полностью пересмотрен. Сегодня я считаю, что межблочная "безджиттерная" линия передачи технически трудноосуществима, да и особо не нужна. Во-первых, потому, что я попробовал построить такие линии передачи и даже сделал их несколько вариантов. Вся соль оказалась в термине "безджитттерная". Какой уровень джиттера считать достаточным? Путем несложных математических расчетов выяснилось, что джиттер вносимый такой линией должен быть меньше единиц фемтосекунд. А в реальной жизни получить такое весьма затруднительно. Но основная проблема не в этом, а в том, что для "безджиттерной" линии передачи не существует и сигнала. Сигналы от стандартных бытовых источников имеют столь большой уровень джиттера, что дополнительный джиттер от линии передачи их особо не портит. Проблемы с некачественными сигналами решаются их пере- или ресинхронизацией на входе приемника. Ресинхронизацию надо делать всегда при передаче цифрового звукового сигнала на расстояние больше дециметра и уж тем более при приеме сигнала от удаленного источника по межблочному кабелю. Для надежной ресинхронизации линия не должна увеличивать джиттер больше чем на длительность половины полупериода самого высокочастотного сигнала. В цифровом звуке стараются не использовать сигналы с частотой выше 50 МГц, т.е. джиттер линии не должен превышать 5 нс. Я бы для страховки взял на порядок меньшую величину 0,5 нс. Вот от этой цифры надо и отталкиваться при оценке линии передачи. Так как звуковой цифровой сигнал в реальности представляет собой сигнал шины I2S то линия должна быть как минимум трехпроводной, а вместе с сигналом Мастерклок и четырехпроводной. Существуют так называемые LVDS-кабели для передачи сигналов к ЖК панелям с очень низким джиттером и полосой до нескольких Гигагерц. Они отлично подходят для передачи сигналов цифрового звука на несколько дециметров в пределах корпуса устройства. По крайней мере LVDS-кабель — это прекрасная альтернатива трассам аналогичной длины на печатной плате. Промышленность использует LVDS-кабели для передачи сигналов цифрового звука в особо ответственных случаях, например, это сделано в OPPO BDP-101.
А для межблочной передачи используются стандартные витые пары по количеству сигналов, т.е. три или четыре. Например, такие пары имеются во всех сетевых кабелях и во всех HDMI-кабелях. Такие кабели и надо использовать для межблочной передачи сигналов цифрового звука. И чем выше класс такого кабеля, тем меньше будет вносимый джиттер. Естественно по витым парам надо передавать только дифференциальные сигналы, т.е. на входе линии сигнал шины I2S преобразовать в три/четыре дифференциальных потока, а на выходе произвести обратное преобразование. Чаще всего используются дифференциальные сигналы LVDS уровней, т.е. сравнительно низковольтные. Это связано в первую очередь с небольшой длиной межблочных линий обычно не превышающей нескольких метров и во-вторых с доступностью LVDS-приемников и передатчиков.
Собственно, это все по линиям передачи. Они в проекте стали называться не "безджитттерными", а "низкоджитттерными" с совершенно конкретными требованиями.
3. Этот пункт остался без изменений. И комментариев к нему пока не будет. Не потому, что их нет, а потому, что они очень объемные. Усилители уже на стапелях. По ходу изготовления они несколько раз модернизировались и теперь в работе шестая версия. В чем-то она стала проще, а в чем-то сложнее предыдущих. ШИМ-процессоры остались прежние, а вот все остальное кардинально поменялось. Особенно большие изменения претерпел БП. Теперь он на модных силовых модулях Vicor.
4. Этот пункт тоже остался без изменений. Примерно год назад удалось сформулировать основные требования к АС цифрового HD-тракта. И на основе этих требований спроектировать совершенно новые АС. Но построить такие АС будет непросто, хотя бы потому, что и компоненты, и материалы для них оказались весьма недешевы. По совокупной стоимости тянут на престижную иномарку представительского класса. И дело даже не в сумме, а в целесообразности. Большинство людей предпочтут иномарку АС. И вопрос стоит не в том, стоит или не стоит делать такие АС, делать будем в любом случае, хотя бы для того, чтобы послушать результат. Вопрос в том, а надо ли такие АС тиражировать?
 
Перейти    
Истинно цифровые усилители
 
#
01.11.2018 01:15:00
Увы. Это в Ереване надо искать. Нужно отправить в архив предприятия запрос о справке, по почте, заказным письмом с уведомлением о вручении или, если предприятие ликвидировано, в другие архивы (лучше сразу во все известные в Ереване), куда закрывающееся предприятие обязано сдать свой архив. В России найти нужный архив можно по головной организации, которой подчинялось ликвидированное предприятие, а в Армении я не знаю, как это организовано. В России на письменные запросы в архив принято отвечать, но сроки очень большие, обычно несколько месяцев и типовой ответ: "Никаких документов не обнаружено" :( .
 
Перейти    
Истинно цифровые усилители
 
#
13.10.2017 13:31:24
Насчет Yamaha MX-A5000. Редко сюда захожу, поэтому отвечаю только сейчас.
Насчет денежных средств это не ко мне, а к вашему банковскому счету. Для кого-то Yamaha MX-A5000 покажется недорогой, а для кого-то недоступной по цене.
Прибор имеет входы HDMI, следовательно, до него можно дотащить HD-контент приемлемого качества без особых усилий.
Судя по величине THD встроенных усилителей, использованы D-усилители среднего качества. Т.е. конструкция заточена прежде всего для просмотра кинофильмов.
Я когда-то приобрел нечто похожее, а именно Onkyo PR-SC5509, на момент покупки считавшееся лидером среди подобных устройств. Для кино аппарат прекрасно подходил, а вот музыку через него слушать неинтересно. Вроде все хорошо и искажений на слух незаметно, а слушать не хочется.
Думаю, что MX-A5000 в плане звука будет очень похожим на PR-SC5509.
Среди ресиверов и A/V-процессоров мне удалось отыскать всего несколько устройств прекрасно подходящих для прослушивания музыки и все эти устройства были от фирмы Sony. Я только через несколько лет понял почему это так. Я про это уже писал на нескольких форумах, но повторить не помешает.
Несколько крупных электронных компаний готовились к новому Hi-Fi-буму, который по их расчетам должен был произойти после появления на рынке SACD (1999), но так и не произошел. Под этот бум разрабатывались не только специализированные интегральные схемы (технологии S-Master и S-Master Pro), но и конечная аппаратура в которой эти схемы использовались. То, что бума не будет стало окончательно ясно к 2003 году, который можно считать годом, когда производилась цифровая аппаратура максимального качества с точки зрения воспроизведения музыкального контента. Эти рассуждения в первую очередь относятся к родоначальнику SACD — фирме Sony, которая и чипы разрабатывала и конечные устройства на них. Среди A/V-процессоров тех лет от Sony лидером был TA-DA9000ES, усилители которого были выполнены на 24-х разрядных ШИМ-процессорах CXD9730Q. CXD9730Q это прекрасный прибор, на котором можно построить непревзойденные по качеству усилители звука и весь потенциал которого даже не был задействован в TA-DA9000ES, потому, как и так получилось очень хорошо. Почти сразу был выпущен и A/V-процессор TA-DA9100ES следующего поколения уже 32-х разрядный, на немного оптимизированном чипе CXD9773AQ, но тогда уже стало ясно, что бума нет и поэтому TA-DA9100ES был выпущен ограниченным тиражом для аудиофилов и продавался только в Японии. Этот аппарат очень ценится аудиофилами до сих пор, как, впрочем, и TA-DA9000ES. По качеству звукоусиления с этими моделями могут сравниться только цифровые стереоусилители NAD M2 и может быть Sharp SM-SX300, признанные лидеры цифрового звукоусиления.
Фирма Sony вложила в проект SACD и сопутствующей аудиотехники громадные деньги и, естественно, не могла их списать просто так. Поэтому после 2005 года стали выпускать бытовую аппаратуру на тех же прекрасно показавших себя принципах S-Master, но постепенно снижая планку и тем самым удешевляя модельный ряд, что было необходимо для массового рынка. Были замечены и ресиверы, сделанные на 32-х разрядных ШИМ-процессорах CXD9773AQ. По моему мнению лучшим среди них был ресивер STR-DA7100ES, который уже был гораздо дешевле топовых A/V-процессоров, но благодаря продвинутой элементной базе сохранил все преимущества качественного цифрового звукоусиления. Со временем были разработаны упрощенные версии ШИМ-процессоров, названные Sony "Stream процессорами" (например, типа CXD9876R); упрощение коснулось всего, были снижены рабочие частоты, разрядность и убраны все дополнительные возможности. Звук стал попроще, вплотную приблизившись к непритязательным вкусам массовых клиентов, но все еще немного превышая стандарты.
Но в любом случае, если где-нибудь вы увидите лого "S-Master", то такой аппарат должен давать звук более высокого качества нежели средний уровень.
Второй компанией вкладывавшей деньги в технологии цифрового звукоусиления была Texas Instruments. Эта больше компонентная компания и поэтому у нее значительно более скромные успехи в этой области. TI приходилось покупать компании, которые имели больший опыт работы со звукоусилением, и кое каких результатов достичь удалось, но были и крупные провалы, как, например, с широко распиаренным чипом SRC4194 асинхронного преобразователя частоты семплирования (Asynchronous Sample Rate Converter), который "мертвил" звук и поэтому оказался неподходящим для качественных аудиосистем.
Компания TI разработала свои версии чипов для цифрового звукоусиления (семейство TAS5ххх), но первые поколения оказались неконкурентноспособны еще и потому, что почти никто из крупных производителей аппаратуры кроме Sony не захотел развивать качественное цифровое звукоусиление, т.к. ожидаемого бума так и не дождались. Sony сама делала аппаратуру и могла применять свои чипы, а TI зависел от других, и его продукция подвисла. Да и по качеству звука, разработки TI оказались заметно жиже чипов Sony. Мне чипы TI в ресиверах не попадались, хотя я никаких особых изысканий на этот счет не проводил. Есть сведения, что новые разработки TI в этой области оказались более востребованными, но возможно, что это просто результат хорошей работы менеджеров TI.
Еще раз повторюсь, что для того, чтобы D-усилитель мог полностью реализовать свои возможности по качеству, ему надо подать звук в цифровом виде (а значит реализовать усилитель на чем-нибудь похожем на ШИМ-процессор). Если в конкретном аппарате на пути сигнала стоит ЦАП и усилитель (а это может быть и не только D-усилитель) получает сигнал с его выхода, то никакого качественного прорыва ожидать не стоит. Такие устройства дают достаточно качественный для домашнего кинотеатра звук и не более того. Для прослушивания музыки придется приобретать дополнительное оборудование, чаще всего стерео. Это более чем устраивает промышленность, а потребителя сознательно не знакомят с возможными альтернативами. Да и зачем, в нашу эпоху уже вывелась порода людей, которые за качественный звук принимают писк из наушничков или попукивание из компьютерных колоночек. И имя им — легион. А как раз настоящий качественный звук и стал маргинальным явлением.
В этой связи Yamaha MX-A5000 вполне устроит 99,9% потребителей.
 
Перейти    
Истинно цифровые усилители
 
#
11.04.2015 01:19:58
Прежде чем продолжить про Истинный цифровой усилитель звука, я считаю необходимо дать основные понятия относящиеся к квадратной шине. Оказалось это не так просто. Спецификация редакции 1996 года доступна, но перевода её на русский язык я не нашел. Но мы то все-таки в России находимся, поэтому пришлось перевести. А известный специалист в области цифрового звука Александр Торрес любезно согласился отредактировать перевод.
Спецификация шины I2S
А пока я переводил, я, естественно, обратил внимание, что многое, относящиеся к квадратной шине и встречающиеся в современной аппаратуре в Спецификации не описано. Пришлось покопаться в Интернете и собрать воедино самые важные дополнения спецификации квадратной шины. Так родился следующий документ, который тоже любезно подредактировал Александр Торрес.
Развитие стандарта I2S
Буду очень благодарен за замечания и дополнения к этим документам. Пишите прямо здесь.
 
Перейти    
Истинно цифровые усилители
 
#
25.03.2015 16:26:55
Наконец, померил сигналы квадратной шины на выходе ОРРО:

Проигрывается файл с Fs = 192 кГц. Канал D это данные (SDATA), канал Е сигнал фреймовой синхронизации (LRCK) и канал F это битовая синхронизация (BCK). Хорошо видно, что используется протокол LJ (в данном случае LJ24).
 
Перейти    
Истинно цифровые усилители
 
#
02.03.2015 01:36:03
Что можно сказать о межблочном безджиттерном интерфейсе.
Сегодня "модно" использовать S/PDIF и подпирать его дополнительной линией реклока от приемника, дабы точным обратным тактированием уменьшить джиттер на самой линии S/PDIF. Такое решение напоминает чесание левого уха правой рукой. Данные о величине джиттера для такого решения очень сильно различаются в различных источниках и, я полагаю, сильно зависят от грамотности его схемной реализации. В любом случае на приемном конце линии S/PDIF остается работающая схема ФАПЧ. Даже если предположить, что в данном случае джиттер находится в допустимых пределах (а в качестве нормы чаще всего встречается цифра ±3,5 нс), то остается двойное преобразование из сигнала квадратной шины в S/PDIF и обратно, которое просто не имеет смысла и совершенно точно качества сигнала не улучшает. Единственный резон такого преобразования, это привязаться к имеющемуся на звуковом оборудовании интерфейсу S/PDIF, почти полностью дезавуируется необходимостью технической реализации дополнительной линии и встраиванием в готовый корпус соответствующих ей разъемов.
Квадратная шина возможно не самый оптимальный вариант, но безусловно самый простой. Во первых квадратная шина присутствует практически во всех цифровых звуковых устройствах. Т.е. никаких глобальных преобразований цифрового сигнала скорее всего не потребуется. Задачи буферизации, как и задача гальванической развязки достаточно тривиальны и решаются недорогими типовыми способами. Под буферизацией понимается превращение всех сигналов в дифференциальный вид и передача их по витым парам. Для квадратной шины требуется три витых пары плюс ещё одна для дополнительного сигнала "мастер-клок", т.е. всего максимум четыре пары. Следовательно требуется разъем минимум на 8 линий. Ключевым моментом, который во многом будет определять привлекательность этого интерфейса, является выбор "стандартного" разъема для буферизованной квадратной шины.
Чаще всего встречаются следующие варианты.

 
На мой взгляд имеет смысл рассматривать только варианты №1, 3 и 5 и явным лидером среди них является №3, т.е. сетевой разъем RJ-45. Требование компактности чаще всего выходит на первое место при встраивании в готовое оборудование, наличие готовых и недорогих качественных кабелей тоже немаловажно. Единственное, что может отвратить от выбора RJ-45 это возможная необходимость в дополнительных линиях, но мне кажется, что достоинства RJ-45 настолько велики, что отсутствие дополнительных линий можно будет заложить ещё на этапе проектирования. Рассмотрев все "за" и "против" я остановился на RJ-45, тем более, что такой же выбор делают многие другие самодельщики особенно за рубежом. Что касается порядка использования витых пар, то он должен учитывать применение в качестве межблочного кабеля стандартного патч-корда, а конкретный порядок подачи сигналов не так важен и его можно легко изменить на входе платы со схемой буферизации.
Рассматривать специально конкретные схемные решения буферных дифференциальных передатчиков и приемников не имеет особого смысла. Практически все они позволяют передавать буферизованный сигнал на расстояние до 10 м, что более чем достаточно для межблочного интерфейса. Самым удобным решением на сегодня представляется семейство микросхем SN65LVDSххх. Оно имеет достаточно низковольтное питание, что немаловажно из соображений генерации помех и организации питания от БП готового устройства. В семействе имеются удобные приемники и передатчики с кластеризованными входами и выходами (сгруппированными по разным сторонам корпуса) и практически сходными цоколевками, что позволяет использовать одну и ту же плату для передатчика и приемника, а это почти вдвое уменьшает затраты на платы. Семейство SN65LVDSххх довольно требовательно к качеству питания и поэтому требует обязательного применения стабилизаторов и на приемной и на передающей стороне. Причем на приемной стороне должна присутствовать ещё и схема гальванической развязки, т.е. стабилизатор должен стоять после изолированного DC-DC преобразователя. На линиях питания каждой микросхемы после DC-DC преобразователя желательно применять ферритовые бусины в сочетании с трехвыводными фильтрами-конденсаторами для эффективного подавления дифференциальных помех. Электролитические конденсаторы желательно использовать с полимерным электролитом, например, типа Os-Con.
Т.к. микросхемы SN65LVDSххх требуют стабилизированного питания +3,3 В, то на входе стабилизатора нужно иметь не менее +5 В и, следовательно, такое питание желательно брать от устройства хозяина в которое будет встраиваться буфер. И по этим же соображениям изолированный DC-DC преобразователь тоже должен иметь на входе и выходе по +5 В. Подходит практически любой изолированный DC-DC преобразователь мощностью 1...3 Вт. Напряжение изоляции не столь важно, но все-таки не должно быть менее 1000 В.
И, наконец, в качестве микросхем цифровой гальванической развязки обычно используют продукцию компаний Silabs и TI. Последние показались мне более доступными и я остановился на ISO7240M. Для питания этой схемы нужно два напряжения +3,3 В одно от изолированного источника, а другое от неизолированного, т.е. нужен еще один стабилизатор чтобы получить +3,3 В от неизолированного питания +5 В.
Последний важный момент организации межблочного интерфейса буферизованной квадратной шиной связан с подключением к линиям квадратной шины на плате устройства хозяина. Обычно приходится припаиваться к выводам SMD-микросхем с мелким шагом порядка 0,5 мм, чаще всего это микросхемы ЦАП.
Для таких случаев есть проверенная технология. На любое ближайшее удобное место наклеивается платка с маленьким разъемом (с помощью двустороннего скотча). Что-то типа этого:


Чаще всего используется разъем типа JST SH (с шагом 1.0 мм) или что-то похожее.

Далее к выводам м-мы припаиваются проводники сделанные из обмоточных самолудящихся проводов типа ПЭВТЛ подходящего диаметра (в нашем случае 0,1...0,2 мм), залуженные на концах, которые будут припаиваться к выводам м-мы, примерно на 0,5 мм, а с другой стороны эти проводники припаиваются к платке с разъемом. Т.е. тонкие проводники обмоточного провода используются как своеобразный механический интерфейс между тонкими выводами микросхем и платкой с разъемом. Такой интерфейс полностью снимает любые механические воздействия на нежные выводы микросхем и слабое механически паяное соединение выводов с обмоточным проводом, связанные с подключением и отключением разъема. Провода от ответной части разъема идут, например, к плате с буферами. Теперь можно спокойно в любое время подключаться к нужным выводам не боясь их повреждения. В случае микросхем в BGA корпусе придется припаиваться не к выводам самой микросхемы, т.к. это физически невозможно, а к осторожно зачищенным на несколько мм участкам нужных проводников на печатной плате. Это немного сложнее, но вполне возможно. Тут главное это использование самолудящихся обмоточных проводов. Они изолированы лаком и поэтому имеют меньший диаметр с изоляцией, чем провода с изоляцией из ПВХ, что и позволяет довольно комфортно припаивать такие проводники к тонким выводам и дорожкам на плате. А свойство самолужения совсем не лишнее для облегчения облуживания тонких проводов.
Табл 1.jpg (207.31 КБ)
 
Перейти    
Истинно цифровые усилители
 
#
17.02.2015 14:58:01
Совершенно забыл про второй вариант цифрового выхода ОРРО для звука; это HDMI (версии выше чем 1.3). Собственно, если не влезать внутрь ОРРО, то HDMI это единственный вариант вытащить наружу высокобитрейтный HD-контент. Казалось бы чего ещё желать? Но и тут есть серьезные проблемы.
Первая из них заключается в том, что через HDMI HD-контент передается в зашифрованном виде. Шифрование и расшифровка производятся на лету и не добавляют качества исходному сигналу.
Далее на приемном конце HDMI по идее должен находиться ЦАП, но таковых устройств как ЦАП с HDMI входом не существует. Точнее не так, существуют, но называются по другому, или ресиверы, или AV-процессоры. Дальше как и всегда, аналоговый усилитель и АС. Т.е. все та же порочная схема с ЦАП и об истинном цифровом усилителе звука здесь говорить не приходится.
Существует и промежуточная схема. Высокобитрейтный HD-контент выводится через HDMI, а с линии HDMI вытаскивается расшифрованный цифровой звук с помощью специального устройства называемого деэмбеддер и через S/PDIF (потому как ничего другого нет) подается на ЦАП или цифровой усилитель. Все эти варианты я пробовал и однозначно победил вариант с деэмбеддером и цифровым усилителем.
В моем случае четко прослеживалась следующая иерархия трактов по качеству.
1. ОРРО, HDMI, деэмбеддер, S/PDIF, цифровой усилитель
2. ОРРО, HDMI, AV-процессор, S/PDIF, цифровой усилитель
3. ОРРО, HDMI, AV-процессор, аналоговый усилитель
4. ОРРО, S/PDIF, AV-процессор (в качестве ЦАП), аналоговый усилитель
Я здесь не упоминаю вариант с непосредственным выводом аналогового звука из ОРРО (несмотря на плату NuForce Xtreme Edition) потому как он не выдерживает никакой критики. Используемый ЦАП явно слабоват.
В качестве AV-процессора использовался; Onkyo PR-SC5509, аналогового усилителя; легендарная Yamaha B2, цифрового усилителя; Sony TA-DA9000, АС; Sansui SP-Z9II.
Собственно сравнивая эти варианты я и понял, что связка с цифровым усилителем звучит всегда лучше, чем ЦАП и аналоговый усилитель и чем более качественный цифровой сигнал туда подаешь, тем лучше звук. И второй момент, что невозможно получить качественный звук от ОРРО (да и не только от ОРРО) выводя его через S/PDIF.
Кстати, у ОРРО есть еще одна интересная особенность. У него два выхода HDMI. Один напрямую с микросхемы SoC, а второй от микросхемы U42 Marvell 88DE2750 (Qdeo). Цифровой звук с этих выходов заметно разный. Попробуйте угадать с какого лучше.
 
Я намеренно, когда говорил здесь о качестве цифрового звука не использовал модное слово "джиттер". Потому как джиттер это не какой-нибудь там шум в колонках. Он очень своеобразно проявляется на слух. В первую очередь это касается стереопанорамы. При высоком джиттере звук как бы прилипает к колонкам и никакой панорамы практически не чувствуется. А вот второй момент сложнее описать. Ближе всего будет термин "неинтересный" звук. Вроде все то же самое, но слушать не хочется. Первый эффект очень заметен и по нему можно уверенно определять наличие джиттера на слух. Второй эффект осознается труднее, но при известной тренировке тоже вполне узнаваем. Я пока не знаю с каким уровнем джиттера связаны эти эффекты, но, надеюсь, что со временем выясню.
 
Перейти    
Истинно цифровые усилители
 
#
15.02.2015 22:19:51
Теперь надо упомянуть о цифровых выходах ОРРО для звука; они достаточно заурядны и другие медиаплееры имеют точно такой же их набор или почти такой же. Такие выходы имеются двух основных типов: S/PDIF и HDMI (версии выше чем 1.3). S/PDIF бывает еще продублирован своей оптической версией под названием Toslink и расширенной версией под названием AES. Оптический выход для ортодоксального аудиофила представляется совершенно бессмысленным, т.к. с информационной точки зрения он почти тождественен S/PDIF, не считая небольших потерь на двойное преобразование сигнала. Спрашивается, какой же аудиофил будет с этим мириться. Задуман оптический выход во первых для организации обмена в условиях высоких помех (аудиофилы уже хохочут), а во вторых для устранения проблемы выравнивания потенциалов между корпусами бытовой аппаратуры. Вторая причина важная, но легко решается другими не столь идиотскими способами. Короче оптический выход не для нас. С AES все немного радостнее выглядит, но по большому счету он тоже бессмысленный, как, впрочем, и сам S/PDIF. Почему? А потому, что S/PDIF (AES) это однопроводный интерфейс, т.е. цифровой сигнал по нему передается кадрами предворяемыми пакетами тактовой частоты, а на приемном конце из этих пакетов с помощью схемы ФАПЧ восстанавливается исходная тактовая частота, которой собственно и тактируется цифровой сигнал. Надеюсь все помнят, что ФАПЧ работает не точно, и именно поэтому интерфейс S/PDIF со всеми своими производными никуда не годится. Можно подставить S/PDIF костыль в виде дополнительной линии синхронизации, но во первых это означает дополнительный разъем, который придется вставлять в готовое устройство, а во вторых, если уж вставлять разъем, то хотелось бы решить все проблемы более радикально, без ненужных преобразований в однопроводный сигнал.
Вот тут уже можно упомянуть о том, что внутри ОРРО (да и любых других медиаплееров) цифровые звуковые сигналы передаются между микросхемами по специальной трехпроводной шине называемой I2S (в просторечии "квадратная" шина). Шина эта синхронная, т.е. одна из её линий это тактовый сигнал равный Fs. Поэтому у квадратной шины нет проблем с синхронизацией и было бы очень удобно именно её вывести из ОРРО в качестве межблочного цифрового интерфейса для передачи звука. Но тут есть несколько неприятных моментов.
Первый момент чисто технический.
1a. Шина I2S не рассчитана на использование в качестве межблочной, поэтому для неё не существует стандартного разъема.
1b. Шина I2S рассчитана для передачи сигналов на очень маленькие расстояния, ограниченные размерами корпуса устройства. Поэтому для больших расстояний её надо "умощнить", это называется "буферизация".
1c. Многие бытовые устройства не имеют клеммы заземления и, более того, у многих в стандартном трехвыводном сетевом разъеме даже отсутствует третий контакт, связанный с корпусом. У таких устройств на корпусе может присутствовать достаточно высокий потенциал, способный сжечь любой интерфейс, при возникновении токов между блоками (вспомним про Toslink). К счастью эта проблема радикально решается с помощью гальванической развязки питания интерфейса.
Второй момент, юридический. По существующему авторскому законодательству запрещено выводить высокобитрейтный HD-контент за пределы корпуса устройства. Именно поэтому качество цифрового сигнала снимаемого с цифрового выхода S/PDIF не особо отличается от сигнала с аналогового выхода. Т.е. всех устраивает, что S/PDIF портит сигнал, потому как это соответствует законодательству.
Нашей целью является передача высокобитрейтного HD-контента на цифровой усилитель, поэтому приходится признать, что законодательство несовершенно. Да и я не собираюсь как то распространять этот контент. Буду выводить его только для прослушивания. Надеюсь это смягчающее обстоятельство.
Из вышеизложенного понятно, что буферизованная шина I2S с гальванической развязкой просто идеальный кандидат для передачи высокобитрейтного HD-контента из ОРРО на цифровой усилитель. Но надо помнить, что никаких технический описаний ОРРО не существует, как же отыскать квадратную шину внутри его. К счастью имеется подсказка. Квадратная шина это внутриблочный интерфейс для передачи цифрового звука. Поэтому надо найти на плате устройства такие микросхемки, которые, во первых обрабатывают цифровой звук, а во вторых имеют описания, т.е. даташиты, из которых можно установить на какие их выводы приходит квадратная шина и к этим выводам осторожно припаяться (тут тоже есть хитрости). В случае с ОРРО все проще, в устройстве есть специальная плата ЦАП, подключаемая через разъем, следовательно квадратная шина должна присутствовать на контактах этого разъема. В моем случае моя глупость создала дополнительные препятствия на пути к истине. Выводы разъема на плате ЦАП NuForce Xtreme Edition не подписаны, но я легко установил какие контакты относятся к квадратной шине с помощью осциллографа. А разъем имеет 22 контакта, квадратная шина 3, и для чего остальные так бы разобраться и не удалось, если бы я не попробовал найти в сети фото с родной платой ЦАП от ОРРО. Нашел и, о радость, все контакты на ней оказались подписаны.
Назначение выводов разъема CN12 (под FPC кабель 22 контакта, шаг 1.0 мм)
1 +5V Питание
2 DGND Цифровая земля
3 SACLK      Master Clock
4 SBCK   Bit Clock
5 LRCK   Left/Right Clock
6 DGND Цифровая земля
7 SATA0 Serial Audio Data 0 - данные, канал 0
8 SATA1 Serial Audio Data 1 - данные, канал 1
9 SATA2 Serial Audio Data 2 - данные, канал 2
10     SATA3 Serial Audio Data 3 - данные, канал 3
11     DGND Цифровая земля
12     SATA4 Serial Audio Data 4 - данные, канал 4
13     SATA5 Serial Audio Data 5 - данные, канал 5
14     SCL      Последовательная линия тактирования шины I²C
15     SDA      Последовательная линия данных шины I²C
16     DSD PCM Конвертированный DSD сигнал
17     DGND Цифровая земля
18     DGND Цифровая земля
19     CPU_STBY     Сигнал Стендбай
20     RST Сигнал Рестарт
21     CPU_MUTE    Сигнал Мьют
22     CPU_+5V   Питание процессора
К квадратной шине здесь относятся выводы 4, 5, 7 и хорошо видно, что линий данных здесь не одна, а почему-то шесть. Это потому, что на разъем выведена не шина I2S, а её многоканальный вариант под названием 7.1 I2S. В стереорежиме используется канал 0, на который подаются сигналы для фронтальных АС. Во всех многоканальных режимах по каналу 4 передается стереовариант многоканала в том числе и в двухканальном, т.е. в стереорежиме сигнал идет по каналам 0 и 4. Если в ОРРО вставить диск с многоканальной записью, то появится сигналы и на других каналах. Я попробовал поставить Audio-DVD и действительно звук пошел по каналам 0, 1, 2, и опять же по 4, т.е. запись шестиканальная, т.к. по каждому каналу шины передается стереосигнал. Многоканальная музыка меня пока не интересует, т.к для неё нужны специальные залы и дорогущее оборудование, да и маловато таких записей.
Заслуживает рассмотрения сигнал под названием Master Clock. Это сигнал синхронный с частотой Fs, но умноженной на большое число (степень числа 2). В случае ОРРО это оказалось 512Fs. По идее этот сигнал должен служить для точной синхронизации приемника сигналов квадратной шины, но в ОРРО он получен с помощью схемы ФАПЧ и не может использоваться для Hi-Fi целей. Естественно при смене источника сигнала Master Clock меняется в зависимости от природы источника (т.к. меняется сама Fs): в ОРРО все CD носители порождают Master Clock частотой 22,5792 МГц, а DVD — 24,576 МГц.
И последний интересный момент. На плате ОРРО есть место под еще один разъем CN4, который не запаян, но место под него выглядит также как и под разъем CN12, и я предположил, что этот разъем дублирует CN12 и проверил это тестером. Все линии разъемов оказались продублированы, кроме трех. Это выводы 3, 16 и 18, поэтому я предположил, что этот разъем был первоначально предназначен для платы обработки сигналов DSD, но потом фирма почему-то отказалась от такого намерения. В любом случае к площадкам на плате под этот разъем очень удобно паяться и его вполне можно для этого использовать.
Чтобы закончить с описанием ОРРО приведу самодельную скомпилированную структурную схему ОРРО (BDP-93 Block Diagram)
 
Перейти    
Истинно цифровые усилители
 
#
14.02.2015 02:30:33
В рамках темы №1 "Получение цифровых источников звука с возможностью вывода HD-контента" я уже давно определился. У меня таких источников пока будет два: HD-медиаплеер и компьютер. В качестве последнего будет выступать ноутбук. Почему два? Потому как пока мне не удалось вывести с компьютера HD-контент такого же качества как с HD-медиаплеера. Это чистая проблема вывода (уверен, что разрешимая), т.к. полученный на этом компьютере контент, прекрасно проигрывается через медиаплеер и в таком варианте звук мне больше нравится. Поэтому остановлюсь подробнее на медиаплеере.
Практически все современные HD-медиаплееры построены на кристаллах SoC, т.е компьютер на кристалле, только сами кристаллы у них разные. У меня два медиаплеера Dune и OPPO. Звук от Dune еще недавно очень мне нравился, но весьма скоро перестал удовлетворять, особенно после покупки OPPO. При близком сравнении видно, что OPPO по всем статьям лучше Dune и картинка от него четче и самое главное звук. Конечно я заинтересовался внутренностями своего OPPO (модель BDP-93 NuForce Xtreme Edition). Кстати, вот это самое NuForce Xtreme Edition является наглядным свидетельством моей глупости. Продавец просто развел на лишнюю тысячу долларов, уверяя, что это специальный твик для аудиофилов. Может он и не соврал, но это твик для аналоговых аудиофилов, а я хотел быть цифровым. Поэтому для меня твик оказался совершенно бесполезен, т.к. твик представляет собой просто замену платы со встроенными ЦАП. Причем сама микросхемка ЦАП осталась той же самой, а вот вокруг неё все сделали по самым высоким аудиофильским канонам. Наверное это звучит лучше чем родная плата, но, как я быстро убедился, хуже, чем через встроенные ЦАПы аудиопроцессора Onkyo. Короче я этой платкой не пользовался и тысяча долларов пропала. Но вернемся к медиаплеерам. Кристаллы SoC являющиеся их ядром, не имеют открытых описаний. А OPPO так и принципиально не имеет Service Manual из которого можно было что-нибудь подчерпнуть. Более того, чтобы сбить интересующихся с толку, на самом таракане SoC написано "OPPO OP8531", хотя фирма OPPO никогда микросхем не выпускала, но в данном случае хотела этим подчеркнуть, что кристалл не простой, а заказной, т.е имеет какие-то отличия от серийного. А кто же серийный то? Пытливый народ давно уже выяснил, что это MTK8530 производства китайской фирмы Mediatek, несомненного лидера на рынке SoC. Может в конкретном кристалле и есть какие-нибудь заказные особенности, но выяснить это не представляется возможным, хотя бы потому, что у него 582 контактный BGA корпус (даже эта информация является труднодоступной). Путем копания интернета удалось выяснить, что подавляющее большинство медиаплееров (и ОРРО в том числе) тактируется кварцевым резонатором на частоту 27 МГц. Почему это так важно? Потому, что в мире цифровых потоков все зависит от точности тактовой частоты. Если её параметры стабильны, то и тактируемые ею цифровые сигналы будут стабильны и качественны. Но в случае с ОРРО все не так просто. Оказалось, что на основной плате имеется аж 5 кварцевых резонаторов на различные частоты. Более того, в интернете есть широко распропагандированные методики "улучшения" ОРРО путем замены другого генератора (на 25 МГц) на более стабильный и качественный и это весьма положительно сказывается на звуке и изображении. Пришлось обратиться к разработчикам из самой ОРРО Digital (не напрямую, а через цепочку из нескольких человек). Разработчик категорически отмел версию о том, что тактовые частоты цифрового звука производятся из частоты 25 МГц. Он подтвердил, что ОРРО здесь ничем не отличается от конкурентов и все нужные для цифрового звука частоты получаются так же, как у всех, из частоты 27 МГц и также, как у всех, по технологии PLL (ФАПЧ). А генератор на 25 МГц используется для тактирования лазерного привода и улучшение его стабильности должно благотворно сказываться на качестве и картинки и звука. Полагаю, что мне невредно было бы его улучшить, если бы готовое устройство для этого не стоило порядка 800 Евро. Но об этом потом.
Тут надо остановиться на тактовых частотах необходимых для цифрового звука. Их всего две основных (обозначаются как Fs расшифровывается как Frequency Sample, т.е. частота семплирования): 44,1 и 48 кГц (это Fs для самых распространенных стандартов цифровой записи: CD и DVD) и довольно много производных получающихся умножением основной частоты Fs на степени числа 2, причем если множитель невелик, то такие частоты тоже называется частотой Fs. Приведу самые популярные:
Частоты Fs кратные 44,1 кГц: 88,2 кГц, 176,4 кГц, 352,8 кГц
Частоты Fs кратные 48 кГц: 96 кГц, 192 кГц, 384 кГц
Как понятно из названия частота Fs это частота с которой следуют цифровые отсчеты, собственно и представляющие собой звук).
ОРРО на цифровом выходе будет выдавать отсчеты с той частотой, с которой они записаны на носителе. Как правило это первые три в каждом ряду: 44,1 кГц, 88,2 кГц, 176,4 кГц, 48 кГц, 96 кГц, 192 кГц, причем 176,4 и 192 кГц мне не встречались пока на коммерческих носителях (я имею ввиду диски) и попадаются исключительно в виде файлов в сети. В чем же засада, спросит пытливый читатель. А засада в том, что путем несложных математических расчетов можно убедиться, что ни одна из этих частот не может быть получена делением 27 МГц на целое число. Это означает, что ни ОРРО ни какой другой медиаплеер не выдает качественный звуковой сигнал на своих цифровых выводах. Просто не способен это сделать. Частота Fs в медиаплеерах получается с помощью довольно сложной технологии называемой дробно-рациональной ФАПЧ из некратной частоты 27 МГц и теоретически не может быть очень точной. Именно поэтому бессмысленно повышать параметры точности генератора на 27 МГц. Частота все время немного плавает, что достаточно для звуковых систем среднего качества, но совершенно непригодно для систем Hi-Fi. Если бы это был аналоговый сигнал, то ОРРО надо было отставить в сторону и приобрести что-то другое, но в цифровом мире все не так безнадежно. Не буду здесь останавливаться на способах борьбы с этим явлением, упомяну только, что они есть, их несколько и они весьма эффективны.
 
Перейти    
Истинно цифровые усилители
 
#
03.02.2015 21:53:58
Форум все равно пока пустой, надо его чем-то заполнять. Я занимаюсь не только сбором справочных данных по советским компонентам и поиском владельцев товарных знаков. Это, конечно, святое, но совершенно бесперспективное занятие в плане технического прогресса.
В перспективном плане я занимаюсь цифровым звуком. Вот и буду сюда кое что сбрасывать, но не все, конечно, т.е. это не исповедь.
Для начала надо раскрыть тему.
Истинный цифровой усилитель звука, по удачной на мой взгляд терминологии компании TI, — TDAA (True Digital Audio Amplifier) представляет собой новую парадигму в цифровом звуке. TDAA система состоит из единственного устройства PCM-PWM-модулятора и PWM-усилителя мощности. Эта система принимает последовательный цифровой PCM аудио поток и преобразует его в низковольтные PWM аудио потоки, которые затем с помощью MOS-ключей превращаются с PWM-сигнал большой амплитуды. Этот ШИМ-сигнал фильтруется и подается на громкоговорители. Это все применимо к Hi-Fi системам высокой мощности и качества. Но такие сегодня встречаются довольно редко. Чаще подобный подход используется в микросхемах бюджетных усилителей в которые уже интегрированы выходные ключевые каскады. При этом разумеется выходная мощность сильно лимитируется и о Hi-Fi говорить уже не приходится. Я не собираюсь здесь касаться таких устройств. Речь пойдет только о Hi-Fi усилителях. Эта область традиционно аналоговая и только в самые последние годы в связи с развитием форматов HD-звука, цифра стала робко проникать на запретную прежде территорию. Пока типовой звуковой тракт упрощенно выглядит следующим образом: источник звука (он чаще всего цифровой), ЦАП и аналоговый УНЧ. Даже такой тракт обладает по сравнению с чисто аналоговым значительными преимуществами, первое и главнейшее из которых это возможность использовать высококачественный HD-контент. Собственно и городить такой тракт стали только из-за возможности слушать такой контент. Но решили проблему не задумываясь, использовали "костыль" в виде ЦАП, а с него уже стали снимать привычный аналоговый сигнал для УНЧ. Т.е. устранилась только проблема низкого качества исходного сигнала, а все остальные остались, да еще прибавились чисто цифровые в виде качества линии источник-ЦАП и качества самого ЦАП. Казалось бы можно было сразу сделать следующий шаг к чисто цифровой системе, но не тут-то было. Во первых, т.к. PCM-усилителей мощности не существует, оказалось, что способ, как реализовать цифровой усилитель это еще вопрос. А во вторых не сразу, но выяснилось, что и используемые в быту стандартные линии передачи цифровых сигналов не годятся для Hi-Fi систем. Опять же в 1999 появился стандарт SACD, реализующий "идеальный" в теории способ записи цифрового звукового сигнала — дельта-сигма-модуляцию и после этого долго ждали цифровых реализаций усилителей сделанных по этому принципу. Дождались, но оказалось, что они не имеют никаких преимуществ перед уже вовсю используемыми ШИМ-усилителями. И они сильно дороже и сложнее.
Опять же массовый потребитель вполне доволен своими наушничками или маленькими квартирными колоночками и не о каком Hi-Fi звуке больше не мечтает. Это означает, что промышленности нет смысла вкладываться в разработки для Hi-Fi звука. Для промышленности Hi-Fi звук является маргинальным явлением, куда крупные компании лезут только из соображений престижа. На таком фоне становится ясно, что промышленные полностью цифровые звуковые тракты появятся еще не скоро. Я же не хочу ждать и пытаюсь воплотить такой тракт уже сейчас, благо все составляющие его по отдельности давно разработаны и имеются в широком доступе.
Выглядит полностью цифровой тракт так: цифровой источник звука с выводом HD-контента, специальная цифровая безджиттерная линия передачи этого контента, PCM-PWM-модулятор и PWM-усилитель мощности, причем две последние ступени, конструктивно объединяются в одно устройство.
Задачи:
1. Получение цифровых источников звука с возможностью вывода HD-контента.
2. Организация цифровой безджиттерной линии передачи, что для источника означает встраивание соответствующего интерфейса.
3. Построение цифрового усилителя, т.е. PCM-PWM-модулятора и PWM-усилителя мощности в одном корпусе.
4. Построение АС соответствующих возросшим возможностям полностью цифрового тракта.
 
Перейти    
Страницы: 1
Картинка Картинка Тень