谈DAC的I/V及LPF电容使用之声音的放与收

konrad

前段时间完成了AD1865全平衡解码板的制作，在调试过程中积累了一些经验跟大家分享一下。
之前看过Lou大侠写的跟电容有关的帖子，不过基本都是谈的放大器电源滤波电解。今天我要讲的是DAC中I/V及LPF部分薄膜电容的使用。

在讲之前先说点题外话，一天某君在外面吃饭点了个蘑菇汤觉得很香，于是回家后决定自己也试着做一下。可是自己做出来的蘑菇汤吃起来虽然有蘑菇的鲜味却没有外面吃的蘑菇汤那么香。他想也许是用的蘑菇不一样便买来了各种蘑菇，但不管怎么折腾不管用什么蘑菇，做出来的汤依然寡淡无奇。接着他便开始使用各种增香的调味料，这下汤的香味是有了，不过总感觉怪怪的不是他之前吃过的那种味道。路越走越偏，直到一天他跟我谈起此事，知道我懂点美食就问我怎么弄的。我问他试过黑胡椒粉没，汤要出锅的时候洒些黑胡椒粉，他突然想起了什么马上回去试。结果果不其然，正是他之前吃过的那种味道，而黑胡椒粉就是做黑椒牛排用的那种，放在蘑菇汤里容易衬托出蘑菇的鲜味。

其实很多人做DAC的时候又何尝不是象这位朋友一样呢，一开始就把各种问题归结于芯片，然后不断的换芯片。还不行就上各种补品电容，想通过电容提味增鲜，结果声音越弄越怪，终不得正解。

而今天我要谈的就是DAC中I/V和LPF部分该用什么电容。记得之前有个理论，声音的声场是通过增加高次谐波变宽的，而高次谐波可以通过少量非线性失真制造出来。于是在电解电容和放大器件上动起了脑子，比如使用电子管的胆解码，使用各种补品电解象BC铝壳电解这种。但实际上要让声场变宽或者说让声场放大（以下简称声音的放），用普通运放（比如NE5532）就可以实现，当然不是一些人说的有音染的运放。而这个使用运放让声场放大的最佳位置就是DAC的I/V部分，我们知道I/V部分除了一个电流转换电压信号的电阻外，通常还在这个电阻上并联了一个电容起到部分滤波的作用。当I/V转换电阻上并的电容使用C0G介质的多层陶瓷电容或使用云母电容时，因为这两种电容的非线性，声场便会放大。这种声场放大或者说声场变宽的效果比传说中的那些放大器件效果明显不知多少倍，而且声场放大得十分纯粹绝无怪味，不象电子管和那些补品电解一样会在声音中引入别的味道。就象前面那位朋友把味道归结于蘑菇，其实那是黑胡椒的香味。至于RC参数，推荐使用TDA1541文档上的40KHz频率，即 f = 1 / (2 * pi * R * C) = 40KHz。为什么？这与声音有关，而不是一些人说的跟超采样频率有关，如果你相信PHILIPS那么就按它的做。我的AD1865就是这么做的，使用外接的R = 1.2K转换电阻，C = 3300pf

这里需要注意一个问题，Lou大侠也说过声场变大时原来平衡的高中低音就会不平衡了，高音部分会明显上抬。那么要让声场放大后的三频依然接近平衡，就必须使声场放大前的三频向中低音倾斜，即需要一个初始状态很厚实的声底。这就是为什么我会在AD1865芯片周围使用松下签名版铝电解做模拟供电退藕电解的原因，这里I/V使用C0G多层陶瓷电容声场放大的效果太明显了，也只有松下签名版电解的声底够厚才能配得上它。下次我会尝试用云母电容做声场放大的效果，云母电容比C0G陶瓷电容的效果弱些，但需要注意使用哪个品牌的云母就象某广告说的不是所有牛奶都叫特伦苏。CDM的云母是用不得的，出来声音有点硬有传说中晶体管声的味道，这里推荐日本新电元NTD的云母。我在做1704调音时用过声音比较纯净，而且就体积来说如下图（注意和旁边的IC座比）它应该是同类产品中体积最小的。如果用在1865上并配合黑金刚STD的厚声底相信会有不错的效果。至于其他的厚声电解我是不太相信了，DA芯片模电的退藕电解很重要，它决定了整个DAC声音的底子，底子不好后面做什么都是白搭。

刚才说完了声音的放，接下来再说声音的收。收自然是把声场控制住一定的范围，之前做1704时用二分搜索法得到了结论，LPF的最佳频率是30.5KHz，放在1865上也是适用的。即便1704的声场是靠BC铝壳电解实现的，30.5KHz的转折频率似乎是控制住声场的关键，这点我没有办法从理论上证明，因为是用二分搜索法靠耳朵收货的。除此之外一个位置的电容选择也很重要，如下图中C1这个位置的电容必须选用聚丙烯介质的薄膜电容。刚才说过云母是肯定不能用在这里的，聚丙烯电容用在音频处理上有其独特的特点，有一种乐器的声音很应它的景那就是吉他，吉他高中低音的分布跟聚丙烯电容很搭。聚丙烯电容用在这里会使低音变得更加凝实，高音变得晶莹剔透，而不会使声音变得尖薄。C2位置的电容用一般的聚苯乙烯电容就可以了，做工好点的就可以，最好不要用锡膜的。

我试过的聚丙烯电容有以下三种，当然都是金属箔电极的，不是金属化的，至于绿WIMA不知真假，效果也不好就不试了。其中绿色的松下铜箔聚丙烯电容是最贵的，其声音也如实的反应了前面的本色。橙色的日精铝箔聚丙烯电容声音稍显华丽，蓝色外皮的PHILIPS锡箔聚丙烯电容声音中规中矩，我比较推荐这两种。当然目前我用的是最贵的松下铜箔聚丙烯电容，一颗就要25元。虽然标称的容量都是1000pf，实际容量都要小于这个值，一般在950pf - 990pf，因此在配30.5KHz转折频率的时候要按实测值计算来搭配。


最后希望我的这点经验能给你们一些帮助，我相信掌握好这些调音的方法，结合好的PCB设计以及优良的焊接和制作工艺，DIYer的作品PK掉世界上任何一部名机不是难事

竹林幽幽

出版啊   老是让人眼馋

lrx1979

问一下高手们1541解码的LPF运放可以用缓冲BUF运放如BUF634或BUF03直接替换吗？

konrad

竹林幽幽 发表于 2018-6-25 10:18
出版啊   老是让人眼馋

我出板要一定贴片焊接能力才能玩得转，而且手工贴片零件对准上锡很耗时

konrad

lrx1979 发表于 2018-6-25 10:48
问一下高手们1541解码的LPF运放可以用缓冲BUF运放如BUF634或BUF03直接替换吗？

要注意输入阻抗，最好是场管输入的，这样不会影响前面RC网络，一般不用运放的话一个2N4416的JFET就够了

竹林幽幽

konrad 发表于 2018-6-25 12:22
我出板要一定贴片焊接能力才能玩得转，而且手工贴片零件对准上锡很耗时

这点你不用担心   论坛焊工牛逼的人多了去了

konrad

竹林幽幽 发表于 2018-6-25 13:02
这点你不用担心   论坛焊工牛逼的人多了去了

这是一方面，还有零件也不好找了

jensen101

诚心请教一下楼主，pcm1796（内部8倍采样）的I/V LPF也可以设置f-cutoff为40khz吗？

飞天狼001

lrx1979 发表于 2018-6-25 10:48
问一下高手们1541解码的LPF运放可以用缓冲BUF运放如BUF634或BUF03直接替换吗？

不能的，BUF634或BUF03是纯缓冲电路，不是运放。

jensen101

很有价值的帖子！！！

xmlhifi

lrx1979 发表于 2018-6-25 10:48
问一下高手们1541解码的LPF运放可以用缓冲BUF运放如BUF634或BUF03直接替换吗？

运放接成的单位增益跟随器，既然是单位增益当然可以用缓冲器代替。

konrad

jensen101 发表于 2019-2-5 16:52
诚心请教一下楼主，pcm1796（内部8倍采样）的I/V LPF也可以设置f-cutoff为40khz吗？

IV必须带有独石或云母这样的电容，对于复杂的解码芯片需要根据芯片外围的电容搭配情况，不能一概而论

jensen101

konrad 发表于 2019-2-7 21:20
IV必须带有独石或云母这样的电容，对于复杂的解码芯片需要根据芯片外围的电容搭配情况，不能一概而论

谢谢楼主的回复！1796模电用px配IV的日本双信云母电容应该ok。

konrad

jensen101 发表于 2019-2-8 23:36
谢谢楼主的回复！1796模电用px配IV的日本双信云母电容应该ok。

我没看1796的手册，外围应该还有几个退藕电容，如果有PX应该用在ref的退藕上。按照前后顺序应该是模拟5V退藕、ref退藕用PX、输出偏置退藕（如果有的话用化工、BG、快晴、或silmic ARS）。应该没有AD186x，TDA1541这样简单

jensen101

1796还有数字电路电源3.3v输入退藕，请教楼主这个数字电源可以用三洋os-con的音频电容sp系列（紫色）退藕吗？

jensen101

konrad 发表于 2019-2-8 23:49
我没看1796的手册，外围应该还有几个退藕电容，如果有PX应该用在ref的退藕上。按照前后顺序应该是模拟5 ...

有一个内部偏置退藕脚接47uf负极（此47uf正极接模电5v），听楼主的建议准备用化工awj。

jensen101

konrad 发表于 2019-2-8 23:49
我没看1796的手册，外围应该还有几个退藕电容，如果有PX应该用在ref的退藕上。按照前后顺序应该是模拟5 ...

或者内部偏置退藕可以用silmicII RFS吗？

konrad

jensen101 发表于 2019-2-9 14:07
有一个内部偏置退藕脚接47uf负极（此47uf正极接模电5v），听楼主的建议准备用化工awj。

不能确定是不是参考端

jensen101

进一步请教楼主，在以上的基础上，DAC输出后用运放做IV和LPF，运放+-15V退耦用什么电容比较好？
谢谢！

konrad

jensen101 发表于 2019-2-11 11:54
进一步请教楼主，在以上的基础上，DAC输出后用运放做IV和LPF，运放+-15V退耦用什么电容比较好？
谢谢！

运放靠的是电源，用上面输出退藕一样的电容就可以