В предыдущих частях были описаны концепция построения ЦАП перфекциониста и особенности отдельных его блоков. Как говорится, напомним содержание предыдущих серий.
В первой части были представлены:
- идеология и структурная схема ЦАП,
- схема приёмника цифрового сигнала,
- схема драйвера дисплея.
Во второй части были рассмотрены схемы и особенности:
- цифрового фильтра,
- непосредственно цифро-аналогового преобразователя,
- преобразователя ток-напряжение.
Сегодня мы закончим разбор узлов принципиальной схемы второго блока, источника питания и блока дисплея.
Выходной фильтр
Несмотря на то, что в схеме имеется цифровой фильтр без аналогового выходного фильтра низких частот всё же не обойтись, так как на выходе ЦАП в любом случае присутствуют остаточные высокочастотные шумы. В данной конструкции используются целых два НЧ-фильтра в каждом канале, которые коммутируются с помощью реле.
Первый фильтр состоит из элементов R27-R29-C27-C29 и является фильтром Баттерворта 3-го порядка с частотой среза 27кГц. Данный фильтр работает при частотах дискретизации 32 кГц, 44,1 кГц и 48 кГц.
Второй фильтр состоит из элементов R33-R35-C30-C32 и является фильтром Бесселя 3-го порядка. Он используется при частотах дискретизации 88,2 кГц и 96 кГц. Так как на этих частотах цифровой шум смещается в более высокочастотную область, то его частота среда выбрана около 43,7 кГц.
Амплитудные характеристики двух фильтров практически идентичны в звуковом диапазоне.
Оба фильтра являются фильтрами третьего порядка для лучшего подавления ВЧ-помех, по сравнению с фильтрами 2-го порядка, у которых коэффициент ослабления зависит от сопротивления нагрузки.
Переключение фильтров осуществляется электромагнитными реле RE2 и RE3, соответственно. В каждом канале используется своё реле для исключения взаимного проникновения сигнала между каналами. Несмотря на то, что коммутация осуществляется на выходе фильтров перед выходным буфером, а к преобразователю ток-напряжение оба фильтра подключены параллельно, это не влияет на характеристики фильтров.
Сигнал для коммутации реле снимается с вывода DBW программируемой матрицы IC5 блока цифрового приёмника. Так как сигнал соответствует уровню TTL (5В), а реле использованы с рабочим напряжением 12В, то управляются они через драйвер построенный на транзисторе Дарлингтона Т2.
Цепь «MUTE»
Эта цепь состоит из реле Re1, включенного на выходе схемы ЦАП, и драйвера управления реле, выполненного на транзисторе Т1. Драйвер построен по схеме аналогичной драйверу управления реле выходных фильтров и также служит для согласования TTL-уровня управляющего сигнала и напряжения питания реле (+12В).
Контакты реле замыкают выход ЦАП на общий провод при:
- включении устройства,
- отсутствии сигнала на входе,
- наличии ошибок во входном сигнале,
- различных нештатных ситуациях.
Это позволяет предотвратить проникновение неприятных щелчков и артефактов в ваши колонки или наушники.
Так как выходное сопротивление буферов IC10, IC12 очень низкое, то здесь возможно использование одного реле с двумя группами контактов без ухудшения взаимного разделения стереоканалов.
Цепь из элементов R43 R44-C54 имеет постоянную времени около 3 секунд, что обеспечивает включение выхода ЦАП, когда гарантированно закончились переходные процессы или ошибка чтения данных была устранена.
БЛОК ПИТАНИЯ
Как уже упоминалось во второй части статьи, для питания микросхем цифро-аналогового преобразователя необходимы симметричные напряжения питания ±5В. Они формируются с помощью интегральных стабилизаторов IC13 IC14 от линий аналогового питания ±12В. Так как шины питания микросхем ЦАП должны быть как можно короче, микросхемы IC13 IC14 смонтированы непосредственно на печатной плате ЦАП.
Для питания цифрового приёмника и других элементов конструкции необходим источник питания с симметричным выходным напряжением ±12В и однополярный с напряжением +5В. Эти напряжения формируются стабилизаторами IC15-IC17, которые вместе с другими элементами размещены на отдельной печатной плате.
Схема блока питания представлена на рисунке:
Обратите внимание, питание +5В для цифровых схем изолировано (вплоть до применения отдельно трансформатора) от шин питания ±12В для аналоговых цепей. Общие (земляные) шины этих источников соединяются на плате цифро-аналогового преобразователя между микросхемами цифрового фильтра и ЦАП (перемычка JP3).
Кроме микросхем стабилизаторов на плате расположены диодные мосты и элементы сглаживающих фильтров.
Резисторы R55, R56, R58, включенные между выпрямителями и конденсаторами фильтра, ограничивают зарядный ток в моменты включения и импульсном потреблении.
Вторичные обмотки сетевых трансформаторов подключаются к плате через клемные контакты разъёмов K11 и K13. Так как трансформаторы могут быть разных конструкций и габаритов (лишь бы выходные напряжения были в заданных пределах), то печатные платы и варианты включения для них не приводятся.
Блок дисплея.
На принципиальной схеме (смотри выше) показан также блок дисплея. Он не имеет каких-либо особенностей построения и содержит два семисегментных индикатора и токоограничительные резисторы. Все элементы блока смонтированы на отдельной печатной плате, что упрощает размещение и крепление платы на передней панели устройства.
Продолжение следует…
Статья подготовлена по материалам журнала «Электор»,
вольный перевод Главного редактора «РадиоГазеты».