AK4495SEQ + USB конвертер, собираем ЦАП из набора

Я собирал много разных наборов, усилители, осциллограф, генератор, много разных измерителей, блоков питания, но вот дошла очередь до нового для меня направления, сборка ЦАП. В данном случае речь пойдет о аудио ЦАП (Цифро Аналоговом Преобразователе).
В ходе обзора я как обычно покажу сам набор, процесс сборки, некоторые тесты, но кроме того попробую потом еще и запихнуть все это в корпус :)


Вообще у продавца есть два варианта этого ЦАПа, в готовом виде и в виде набора для самостоятельной сборки, разница составляет примерно 7 долларов, но удовольствие от процесса на мой взгляд больше именно при покупке набора, хотя здесь кому как.

Заказывал я как сам набор, так и USB конвертер, но здесь допустил ошибку, заказал конвертер из корзины, где он лежал у меня уже наверное пару месяцев и за это время продавец снял его из продажи. В итоге пришлось дозаказывать у него же, разница в том, что при заказе через посредника в таком случае придется заплатить дополнительные пару долларов за доставку второго товара, при покупке комплектом этого делать не придется, оплата идет за одну посылку хоть там один товар, хоть три, будьте внимательны.

Соответственно получил не один, а два пакета с товарами.


Начну с самого большого пакета, к мелкому перейду уже когда он понадобится для монтажа.
Здесь была печатная плата и два довольно объемных пакета с компонентами.


На печатной плате уже распаяны все SMD компоненты, стабилизаторы питания и пара чипов.


Стабилизаторы одинаковые — LM2941
AK4118 — 192 кГц 24 бит трансивер производства Asahi Kasei Microdevices
AK4495SEQ — 32 бит ЦАП того же производителя.

Здесь и дальше по тексту я часто буду упоминать наименования известных производителей, я не могу сказать что все это оригиналы, даже скорее наоборот, но название написано и потому я упоминаю именно его. Впрочем насчет некоторых компонентов я скорее всего сразу буду писать о подделке.


Никакой документации в комплекте нет, для сборки я использовал номиналы указанные при помощи шелкографии на плате и фотографии со страницы товара. У продавца на странице есть ссылка на всю документацию, но скачать я ее так и не смог, требует пароль, впрочем вроде все получилось и без этого, тонкие моменты я поясню в ходе описания сборки.


Снизу платы только несколько пассивных SMD компонентов, кроме того на плате был слой флюса, который отчасти помогал, отчасти мешал.


Во втором пакете также были платы, детали, шлейфы и прочие разные полезные вещи, но опять же, о этом лучше я расскажу когда дойду до необходимости их собирать.


Ну а в основном пакете были детали, я бы сказал что даже много и сначала показалось что сборка будет сложной. Но в реальности все оказалось относительно просто, наверное даже недавнюю плату блока питания собирать было сложнее.


Описание процесса сборки уберу под спойлер, так как интересует он далеко не всякого, тем более что есть вариант покупки готового изделия.


Собранный комплект, плата управления подключается при помощи довольно длинного шлейфа, думаю что подойдет под любой корпус. Кроме того плата с кнопками также имеет длинный провод и потому ее можно разместить довольно далеко от дисплея.
В общем и целом, смотрится относительно неплохо, хотя нарекания по сборке и особенно примененным компонентам у меня есть.
Не все компоненты соответствуют указанным на плате, да и конденсаторы (как минимум) явно не оригинал.


Подаем питание и...., ничего. :(
Выяснилось что плата управления может управлять питанием системы, но нет ни кнопки «сеть», ни транзистора управления ни разъема для подключения реле.
Мало того, на плате есть место под фотоприемник и даже дали в комплекте детали для его подключения (резистор и конденсатор), но самого фотоприемника нет и как управлять питанием, непонятно, попытки замыкать контакты на плате ни к чему не привели.
В итоге я просто закоротил площадки под отсутствующий транзистор и уже после этого плата ожила.


На этапе первых тестов использовался известный уже трансформатор ТПП270 в конфигурации обмоток 12+12+(15+15) Вольт.
Не пугайтесь, наушники просто для проверки что оно вообще как-то работает, тесты в основном проходили со старенькими ТДС-15.


И тут я поймал вторую проблему. Плата довольно сильно чувствительная к качеству кабеля, ну или кабель у меня полный шлак.
Слева тот, что я пробовал первым, сплошные щелчки в звуке, усиливающиеся при увеличении частоты дискретизации, а также периодический «отвал» устройства из системы.
В итоге достал из ящика новый кабель, на вид заметно лучшего качества и с ним все проблемы ушли полностью. Проблема думаю обусловлена тем, что плата XMOS питается от компьютера через USB кабель и при жилах малого сечения и возникали данные проблемы.


Продавец предлагает для питания ЦАПа пару вариантов трансформаторов (крупный рогатый скот), требования по напряжению:
Одна обмотка со средней точкой 16+16 Вольт
Две независимые обмотки 8-9 Вольт.

При этом мощность трансформатора в обоих случаях около 30 Ватт, а обмотки рассчитаны на ток 0.6-0.7 Ампера.


Я все думал, зачем плате такая мощность, куда ее девать. Ведь 30 Ватт это мощность небольшого усилителя мощности, а не небольшого ЦАП.
В итоге выяснилось, что:
1. Двухполярное питания используется только для питания операционного усилителя и ток от трансформатора всего по 28 мА без звука и до 36-38 мА со звуком.
2. Одно из напряжений 8-9 Вольт нужно для питания цифровой части, т.е. самого ЦАП, ток там 164 мА в рабочем режиме и около 15 мА в режиме «простоя».
3. Второе напряжение 8-9 Вольт идет на питание платы управления и там ток вообще около 70 мА независимо от режима работы.

В итоге получается что реальная требуемая мощность порядка 3.5 Ватта. Ну пусть даже с запасом, 7 Ватт. 30 Ватт как-то совсем много получается.


Также мне непонятна емкость в 2х8200 мкФ по питанию мелкого ОУ, с таким же успехом можно было поставить и такую батарею, смысл особо не поменялся бы. Хотя возможно что я и заблуждаюсь.


Управление предельно простое, двумя кнопками перебираются входы — S/PDIF коаксиал, S/PDIF оптический и USB.
При активном входе справа вверху выводится частота дискретизации, а справа внизу стрелочки отображающие наличие сигнала.
Кроме того доступны четыре режима цифровых фильтров, перебираемые по кругу одной кнопкой:
Short Slow
Short Roll
Slow Roll
Sharp Roll.

Фактически для управления хватило бы двух кнопок так как выбор входа все равно идет по кругу, кнопки определяют только порядок переключения.


Перед тем, как перейти к тестам, я решил все таки установить всю конструкцию в корпус. Для этого взял какой-то старый спутниковый ресивер, в данном случае это был Star Track.


Он уже полуразобран, лежал и ждал своей участи.


Вынимаем старую начинку и примеряем новую плату.


Конечно никто и не ожидал что все совпадет, реально подошли только отверстия для RCA разъемов, на них я и ориентировался, а остальные подгонял по месту.


Был у меня и второй вариант корпуса, даже наверное удобнее внутри, но индикатор здесь ставить некуда. Ну скажу что он нужен и реально хватило бы просто несколько светодиодов, но я их подключить не смог.


На странице продавца есть и вариант корпуса, который предлагается к подобным платам, правда в данном варианте нет отверстия для USB разъема.


Смотрится он конечно симпатичнее моего варианта, да и внутри место распределено более правильно. и даже стоит корпус относительно недорого, но так как он тяжелый, то доставка убьет весь смысл покупки.


По понятным причинам отверстия в задней стенке не совпали с требуемыми, особенно это коснулось USB и 3.5мм джека.

Кстати по разъемам. Если с S/PDIF и USB все более менее понятно, то по RCA и 3.5 мм дополню. Это просто выход аналогового звука, к джеку я пробовал подключать наушники, работают довольно нормально и даже громко, хотя это и не совсем штатное использование, выход линейный. В RCA подключал усилитель мощности.


Берем конусное сверло, надфиль и " пилите Шура, пилите".


Конечно вид очень грубый и не помешала бы фальшпанель, надо будет что-то придумать, но для тестов более чем достаточно. Потом я RCA и оптический разъем дополнительно зафиксировал саморезами.


Плата установлена на стойки высотой 6мм, хотя одну пришлось укоротить до 5мм сточив лишнее. Плату управления поставил на те стойки, что были в комплекте.


Пришла очередь передней панели, снимаем ее, вынимаем родную плату


И тут меня ждало разочарование. Мало того что внутри пластмасса частично перекрывает окно, ее я потом вырезал, но хуже другое, часть пластика переднего окна закрашена черной краской :(


Но не расстраиваемся, а импровизируем :)
В итоге я поставил индикатор так, что в основном окне отображается используемый фход и режим фильтра, а в дополнительном частота дискретизации. Конечно влазит все очень тяжело, часть знакоместа немного обрезалась, но это лучшее что я смог придумать.
Дисплей в наборе самый дешевый, и со светофильтром и вспышкой почти не просматривается.


Такой расклад с индикацией меня ну совсем не устраивал. Я конечно не претендую что в итоге получится устройство высшего класса, но хотелось чтобы оно как-то красивее выглядело, а попсовый дисплей портил всю картину. В идеале хотелось VFD дисплей, люблю я их, но их мало, а цены нереальные, потому купил компромиссный вариант, OLED 1602, стоит он около 12 долларов, модель — WEH001602ALPP5N00001, даташит. Покупал в харьковском Космодроме, потому как в Китае упорно их не вижу в продаже.

Вообще я уже использовал такой дисплей в мощном блоке питания, но там была версия с увеличенным размером.


Отчасти еще мне он был удобен из-за отсутствия выступающей за пределы металлического экрана подсветки и уменьшенной высоты, лучше подходил к передней панели и возможно получилось бы его как-то закрепить с использованием старой платы.


Так, стоп, скажете вы. На фото явно не ЦАП, а что-то совсем другое. Да, так и есть, на фото тестер транзисторов, обзор которого я также делал.

Все просто, этот дисплей банально не захотел работать с данным ЦАПом, вот совсем никак, просто черный экран и поначалу я даже не понял, подсветки то у него нет и понять подали на него питание или нет, невозможно. Потом я попробовал с другими устройствами и он без проблем запустился со старым транзистортестером.

Изображение не блекнет даже при почти прямом фото со вспышкой, собственно мне так и хотелось, четко и контрастно, в идеале нужен был белый цвет свечения, но был только желтый и зеленый, пришлись взять желтый.


Дальше я начал пытаться проверять его с разными устройствами и читать даташит, в итоге имеем:
1. Заработал у меня он только с тестером транзисторов.
2. При попытке подключить к БП на плате 6005 (по сути та же 6020 где я применил большой) на экране были кракозябы.
3. При попытке установить вместо 2004 в LCR тестере он показывал некий бред на экране, но потом выяснилось что отображал он текст зеркально с некоторыми ошибками, обычный 1602 показывал только части первых двух строк, но нормально.
4. Если отключить линии данных 0-3, то в ЦАПе отображал моргающий курсор в правом нижнем знакоместе.

Дальше начал изучать даташит и выяснил, что работать дисплей может в разных режимах, задаваемых перемычками (слева внизу на плате). Сравнил их положение с большим OLED 1602, все совпадает, но не работает.

Я знал ранее о некоторых проблемах с инициализацией таких дисплеев, причем в различных самоделках у людей все нормально и даже можно регулировать яркость путем изменения напряжения на входе регулировки контрастности (вроде с небольшой доработкой). Но вот такого засады я никак не ожидал :(


Но какой у него контраст и углы обзора, пожалуй это вариант из серии, когда хочется хорошо и не жалко денег. Очень жаль что он не завелся здесь, но может кто-то подскажет что я не так делаю и возможно получится его все таки запустить, был бы сильно благодарен.


В общем кое как пристроил родной дисплей. Изначально думал крепить его к основной плате передней панели, но так как вырезал защелку, которая была как раз где сейчас стоит дисплей, то пришлось обойтись термоклеем. Саму же плату укоротил, так как кнопки мне все же нужны.


Как-то так. Здесь еще не видно как закреплен дисплей, фото не сохранилось, а корпус уже собран. Правая часть просто приклеена (правда пришлось немного вырезать пластик корпуса), левая прижимается планкой, которая также приклеена термоклеем.


Для дальнейшей сборки купил некоторые дополнения. Макетную плату за чуть больше доллара и трансформатор за примерно пять долларов, конденсаторы валялись дома от каких-то блоков питания, дроссель, предохранитель и разъем выпаял из блока питания примерно такого же тюнера :)


Вообще я не пользуюсь макетными платами, но в данном случае удобнее как раз было с ней, взял размер 90х150 мм так, чтобы на ней все влезло и чтобы она сама влезла на место родной платы тюнера. Ширину взял больше из-за размеров трансформаторов.


Плата двухсторонняя с металлизацией отверстий, но скажу сразу, на плате у меня будет сетевое напряжение, а она для такого не предназначена, потому позже все таки ее заменю на нормальную плату, надо будет подумать что на ней еще разместить. Сетевое напряжение на ней лучше не разводить и-за малого расстояния между контактами, в критичных местах я высверлил несколько пятачков чтобы увеличить безопасность.


А вот трансформатор подошел просто отлично. Один у меня лежал много лет в составе небольшого усилителя сабвуфера, 2х15 Вольт 0.6-0.7 Ампера, потому второй купил на 12 Вольт. Был трансформатор 9 Вольт, но стоил он немного дороже. Трансформатор очень аккуратный, теперь появилось желание заменить мой старый на такой же но 18 В, т.е. сделать 12+12 Вольт для питания управления и цифровой части, а 18+18 для аналога. Последнее обусловлено тем, что на мой взгляд 15 Вольт впритык для стабилизаторов на те же 15, постоянное напряжение у меня вышло всего около 21 В, а конденсаторы имеют запас аж до 35, почему бы его не использовать.


Кроме того, недалеко от платы ЦАП осталось свободное место и туда можно поставить нормальный усилитель для наушников, скорее всего работающий в А-классе. Но пока это только идеи, может кто-то предложит что нибудь еще по улучшению.


В итоге я получил такую вот конструкцию. Блок питания состоит из двух трансформаторов и такой вариант и будет сохранен, т.е. я не буду использовать один общий трансформатор на все. Возможно даже наоборот, запитаю цифру и управление от отдельных трансформаторов чтобы полностью исключить влияние их друг на друга, но это скорее «мысли вслух».
На входе сети установлен фильтр из синфазного дросселя 40 мкГн и двух конденсаторов, 0.22 мкФ со стороны сети и 0.47 мкФ со стороны трансформаторов, конденсаторы Pilkor.
Дисплей подключен шлейфом для более удобного демонтажа передней панели в случае доработок, для этого на верхнюю часть платы напаял штыревой разъем, гнездовая часть осталась с обратной стороны и можно проверять дисплеи прямым подключением к плате.
Провода лежат не очень аккуратно, будет изменено, так же часть питания скорее всего будет отделена от остального металлическим экраном, как вариант, экран будет Г-образным и отделит ЦАП от всего что есть в корпусе. На провод от панели управления к основной плате одел ферритовый фильтр со стороны большой платы.
Ну и нужна будет фальшпанель так как мой внутренний перфекционист долго не вынесет дыр сзади корпуса :)


Не сказал бы что прям все классно, но с учетом бесплатности корпуса вроде даже неплохо, раздражают две вещи, некрасивые кнопки управления и синий дисплей. На самом деле видно его очень хорошо, тусклый он из-за вспышки, но мне он не нравится сам по себе. :(
Кнопки влево/вправо переключают входы, Меню — режимы цифрового фильтра. Кнопка питания пока не задействована и ее функцию выполняет выключатель сзади корпуса. Будет доработано либо путем установки отдельного модуля управления питанием с управлением от штатной кнопки «сеть», либо попробую узнать как этим управляет родная плата.

Зато бывший владелец так следил за тюнером, что в итоге пленку с передней панели снял уже я, за что ему большой спасибо :)


Так как в тюнере есть дополнительный отсек для карт доступа и там теперь ничего нет, то планирую здесь разместить гнезда подключения наушников, на всякий случай 3.5 и 6.3мм, а также регулятор громкости чтобы регулировать по аналоговому сигналу, а не цифровому, думаю так будет лучше. Ну а крышечка будет полезна так как пользоваться буду редко.


Чтобы проверить ЦАП в работе, мне пришлось скачать и установить драйверы, сделать это можно отсюда.
Я пробовал два драйвера и оставил этот — Thesycon JLsounds_USBAudio_v4.41


Информация о карте и драйвере


В настройках сразу отключил обработку звука и переключил режим работы на 24 бита 192 кГц.


Насколько я могу судить, драйвер XMOS-USB-Audio-(v3.34.0) поддерживает режим ASIO, но проверить в этом режиме у меня не получилось.


И немного тестов. Я прекрасно понимаю и осознаю, что тесты RMAA не эталон точности, но пока могу использовать только ее. Кроме того тесты проходили с моей встроенной звуковой картой за неимением альтернатив. По возможности попробую проверить с более качественным оборудованием, но пока как есть.
Проверялось в режимах — 16/44.1, 24/48 и 24/192, но два последних режима давали похожий результат и я их приведу в сводной табличке, а далее будут только тесты 16/44.1 и 24/48

Кстати есть альтернативный обзор устройства с данной платой, пушистая мягкость присутствует :)




За аналоговый выход непосредственно отвечает ОУ LME49860NA. Судя по заявлениям производителя это высококачественный операционный усилитель специально ориентированный для аудио применений.


Но зная «любовь» китайцев к различного рода подделкам и клонам я купил оригинал, по крайней мере так подтвердили в том же «Космодроме», сказав что работают напрямую с производителями так как специально уточнил это, впрочем насколько я понимаю, за это говорит еще и цена, около 7 долларов (200 грн) — ссылка, кстати где-то на мне попадалась и за 60 грн (2 доллара), но вот там есть сомнения в оригинальности.
Вообще, справедливости ради, компоненты я покупаю довольно разнообразные и пожалуй данный магазин один из немногих, где не оригинальные компоненты попадались мне реже всего и то довольно давно. Это собственно ответ на часто задаваемый мне вопрос, где я покупаю обычно радиокомпоненты.

Слева микросхема с Тао, справа купленная в магазине. Материал корпуса немного отличается, кроме того маркировка у правой четкая, у левой видна значительно хуже, хотя перед фото я пытался промыть ее спиртом.


Скажу честно, я примерно и ожидал, что RMAA не покажет никакой разницы, так как возможности моей звуковой карты заметно хуже чем у данного ЦАПа, а как известно измерительное оборудование должно иметь точность и разрешение выше чем проверяемое.
Но также могу сказать, что разницу на слух я все таки заметил, попеременно меняя микросхемы и прослушивая одну и ту же композицию, но это субъективный тест и его «к делу не пришьешь» :(





Но если вы думаете что я на этом остановился, то вы глубоко заблуждаетесь, раз уж покупал дисплей, трансформатор и пр., то чтобы два раза не бегать попутно купил и немного конденсаторов для замены части тех, что стоят в этом ЦАП. Ну вот не понравились мне родные и все тут.
В данном случае купил два номинала —
22 мкФ 63 В — ссылка
220 мкФ 35 В — ссылка.

Оба производства Samwha серии WL, к сожалению в продаже не было вариантов с низким напряжением, например 16 или 25 Вольт и пришлось покупать 35 и 63.


Серия WL это низкоимпедансные конденсаторы, немного лучше привычных мне RD, но применяю я их реже, в основном из-за меньшего выбора в продаже.


Измерил характеристики уже скорее просто ради интереса, а так как планировал ими заменить 22мкФ 25 В и 100 мкФ 25 В, то сходу сравню измеренные параметры:
22мкФ — «Elna» — 16 мкФ 2 Ома на 7.8 кГц
22 мкФ Samwha WL — 20.5 мкФ 0.46 Ома на 7.8 кГц

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


Менять оказалось не совсем удобно, земляной полигон на плате довольно теплоемкий, но думаю что оно стоило того, если не в плане звука, то в плане долговечности работы точно, может позже заменю остальные конденсаторы кроме емких на 4200 мкФ, они меня вполне устраивают, хотя кто знает.
Кстати, кучка конденсаторов 22мкФ стоит в качестве блокировочных по питанию в обвязке ЦАПа и включены они почти все параллельно, потому замена вполне может и сказаться на качестве работы. Также они стоят в цепи питания операционного усилителя.


Как я и ожидал, разницы в результатах нет или я ее не вижу.




Сводные результаты тестов:
Красный — изначальная конфигурация
Зеленый — после замены ОУ
Синий — после замены конденсаторов.


Видеоверсия обзора


Теперь попробую подвести итоги.
В целом набор можно назвать неплохим, он без особых проблем собирается и довольно неплохо звучит. Я проверял его с разными композициями прослушивая как через наушники, так и через недавно обозревавшийся клон усилителя Dartzeel. Есть четыре цифровых фильтра, но я пока не могу отдать предпочтение какому-то определенному, думаю что просто надо время и спокойная обстановка чтобы понять, что мне нравится больше.
Больше всего нареканий возникло к вопросам оригинальности примененных компонентов, в большому счету клоны здесь почти всё, пот крайней мере я так думаю. В первую очередь я бы советовал при сборке изначально применять нормальные конденсаторы, а так как большая их часть стоит не в цепи сигнала, а питания, то делать больше упор на ESR конденсатора. Но в данном случае это просто мое мнение и не факт что оно правильное.

Плата управления функционально должна поддерживать управление питанием, но это не реализовано, как и возможность дистанционного управления. В данном случае я все таки попробую раздобыть документацию по сборке и узнать, как это все можно сделать. А вот дисплей в наборе мне совсем не понравился, кроме того у меня не получилось заменить его на более качественный OLED. (

Кстати насчет документации, не понимаю, почему продавец запаролил возможность скачивания файлов, в итоге мне пришлось больше времени потратить на сборку, разбираясь иногда что и куда ставит по фото в магазине :)

В кратком итоге могу сказать, что набор больше вызвал положительных эмоций чем отрицательных, звук неплохой, но сравнить мне пока особо не с чем, возможно через время разживусь чем-то более качественным и скажу что здесь все совсем плохо, но пока я остался доволен, а имеющаяся «ложка дегтя» больше касается качества комплектующих.

Спонсором данного обзора выступил посредник yoybuy.com, который взял на себя оплату доставки.
Стоимость комплекта с учетом доставки к посреднику вышла $46.88, вес комплекта 330 грамм, XMOS плата вышла $26.56 но здесь я повторно заплатил 2 доллара за доставку, вес 20 грамм, стоимость доставки от посредника зависит от разных факторов, например количества, а также наличия других товаров в заказе.