diy dac hiface + opus = hipus

[lwi]

Bonjour,

Voici la description du dac que je suis en train de monter.
Il est basé sur le kit opus dac de twisted pear et comme reciever usb, l'hiface modifié par jkeny.
L'opus dac est basé sur le WM8741, a une entree I2S, un regulateur local 3.3V pour la partie digitale et un regulateur 5V pour la partie analogique.
L'hiface modifié possede une sortie I2S isolée, deux clocks sur batterie lifepo (avec chargeur lorsque le dac est eteint) et un regulateur 5V.
J'ai pris avec le kit opus l'alimentation LCDPS, dual linear power basée sur deux regulateurs lm317 (deux ponts de diodes...).
Le kit

Pour l'instant c'est a dire la premiere version du dac, je souhaite alimenter le dac (donc les deux regulateurs on board) avec une des alims de la LDCPS et alimenter l'hiface (le regulateur 5V pour la partie digitale et le chargeur de batterie) avec l'autre partie de la LCDPS.
Je branche donc un transfo avec deux secondaires 9V (30VA ou 15VA), un pour chaque demi LCDPS.
http://www.twistedpearaudio.com/images/ ... ematic.jpg

J'ai fait un block diagram pour que ce soit un peu plus clair.


Maintenant, l'implantation sera basé sur deux boitiers, un pour l'alim et un pour l'electronique. L'alim contiendra le transfo, deux ponts de diodes rapides et deux paires de condos de lissage.
Le boitier dac contiendra le reste avec la carte LCDPS nettoyée des deux ponts de diodes et des condos de lissage.

L'optimisation que je souhaite faire pour cette premiere version concerne le filtrage de la partie analogique du dac.
En effet sur la carte opus, il ya un seul regulateur cms pour la partie analogique et trois selfs et condos cms 100nF pour l'alim gauche, droite et point milieu (AVDDL, AVDDR, AVDD).
Voir http://www.twistedpearaudio.com/docs/digital/opus_schematic.pdf
Sur la datasheet du WM8741 page 62, on voit en plus des condos 100nF des condos de 10uF en parallele.
http://www.wolfsonmicro.com/documents/uploads/data_sheets/en/WM8741.pdf
Je souhaite donc rajouter les 10uF en parallele des cms 100nF (en prenant des SCR MKP).

A) Ma question est de savoir si c'est bien vu, c'est a dire si ca apporte quelque chose par rapport a la version standard.
Il ya deja un seul 22uF en sortie du regulateur 5V. Donc est ce que c'est compatible avec le filtre CLC  : 22uF  + Ferrite murata + 100nF (+10uF) ?
Plus tard je ferais surement deux alims regulées separées pour AVDDL et AVDDR.
Une autre question, ou plutot un appel a conseil pour avoir vos avis, conseils etc pour l'optimisation de ce dac.

B) Sur la datasheet du wm8741 page 62, il y a aussi deux condos de 10uF pour VMIDL et VMIDR (+100nF).
Par contre sur la datasheet de l'evaluation board http://www.wolfsonmicro.com/products/evaluation_boards/WM8741EV1M/ page 8 il y a 100uF + 100nF pour chaque VMID. Sur l'opus dac il y a 22uF + 100nF. Est ce que ca vaut le coup de mettre 100uF a la place des 22uF ?

C) Pour DVDD il y a aussi 10uF+100nF dans la datasheet et l'evaluation board, par contre sur l'opus il n'y a que le 100nF. Donc est ce que ca vaut le coup de rajouter 10uF ici aussi ?

D) Est ce que les condos MKP 100nF type wima et autre sont plus performant que les condos cms 100nF ?

Pour la sortie du dac, je pars sur l'utilisation de deux transfos sowter, peut etre que plus tard je comparerai ca a une sortie avec condos MKP. Les transfos sowter ont un ecran, je compte le mettre sur le 0V de l'alim du dac. Est ce une bonne idee ?
E) Dois je tirer une terre depuis le bloc d'alim et brancher le boitier et les ecrans des transfos dessus ou alors le 0V de l'alim du dac ?

Merci pour votre attention !

ps: cette topologie est le fruit d'une etude faite avec les infos d'internet, module USB->I2S hiface pour avoir une source asynchrone avec un minimum de jitter, seulement deux clocks (une pour les multiples de 44.1k et 48k), un dac en tension de bonne facture (WM8741 en slave donc) pour pouvoir brancher des tranfos directement (isolation de la suite de la chaine de toute la partie numerique) qui feront aussi office de filtre.

[papilucio]

Hello, je viens de parcourir vite fait ton post, et ça m'intéresse : je suis en train de réfléchir à un dac à base de wm8741. Mais ni l'opus ni le gamma2 de amb ne correspondent 100 % à mes besoins et puis j'ai envie d'apprendre en mettant bien les mains dans le cambouis.
Donc je vais suivre les réponses avec intérêt...
Par ma part, vite fait et sans grande expérience, je dirai :
A) Il y a peut-être une raison à chercher dans les fils qui ont donné naissance au dac, mais dans le doute, je dirai que la datasheet à (presque) toujours raison :D.
Perso, je comptais essayer de mettre un grosse OS-CON en sortie de chaque régulateur (470 µF, c'est sans doute overkill, mais j'en ai. Je ne crois pas que ça pose problème, tant que la source peut fournir...) et des des OS-CON 10 µF (ou plus selon ce que je trouve sur la baie...en espérant que ça ne soit pas des fake) en conformité avec la datasheet. Pour les 100 nF, des CMS me semblent le mieux à caser "au plus près de la puce" comme conseillé : si je ne me trompe pas, chaque pin VDD est à côté d'une pin GND. Du coup, on peut caser le cms très près des pinoches.
B) je ne sais pas, mais si tu as des 100 µF sous la main, pourquoi pas ?
C) idem que pour A ?
D) la réponse à cette question m'intéresse aussi (et surtout céramique vs mkp. En découplage, bien sûr).
E) va voir sur amb.org et particulièrement les alims : il y a des instructions de câblage fort intéressantes.

à plus et bon courage pour la réalisation !
Luc

[lwi]

Merci pour ton interet Luc, je n'ai pas ton courage pour me lancer dans du diy pur pour le dac ;).

Bon je vois que ca ne reveille pas les foules.
Peut etre aurais je quelques conseils en ce qui concerne la sortie sur transfo.

Pour le point E), j'utilise une prise DIN 5 broches pour la connection entre le boitier d'alim et le boitier dac, donc deux alims positives 7.5V et une terre pour brancher tous les blindages dessus.

F) J'ai deux transfos ligne 10k sowter avec un enroulement d'un cote et un enroulement a point milieu de l'autre coté.
Mon plan pour l'instant est de brancher la sortie symetrique (R+ et R-) sur l'enroulement unique, mettre une prise XLR sur l'enroulement a point milieu (les trois broches XLR sur les trois de l'enroulement). Et en plus en parallele une prise RCA (sans utiliser le point milieu forcement).
Le WM8741 est un dac voltage out avec sortie symetrique. Donc pas besoin d'etage de conversion I/V, c'est pour ca que je pense juste brancher le transfo directement sur les sorties symetriques, sans ajouter de filtres resistances etc.

G) Un petit changement par rapport a mon premier post, je vais d'abord essayer sans I2S isolator pour eviter d'introduire du jitter pour la clock troute propre generée du coté de la hiface.

H) Enfin la hiface aura une batterie lipo pour la carte principale et une deuxieme batterie pour les clocks.
J'ai aussi deux alimentations pour le dac lui meme.
J'aurais besoin de quelques conseils/idees pour construire le routage complet des alims/batterie, pour permettre d'avoir deux positions :
- on : les deux batteries sont connectées a la hiface et les deux alims sont connectées au dac (alim digital et alim analogique)
- off : les batteries sont branchées sur le chargeur, les deux alims sont deconnectées du dac et une des deux alims est branchée pour alimenter le chargeur

Je pense a l'utilisation d'un relais, ou alors un contact rotatif, car l'interruepteur 6 contacts (deux positions, deux voies) ne me permet pas de tout router.

Voila.

[lwi]

J'ai tout connecté ensemble et ca marche !
J'etais pas dans des conditions d'ecoutes ideales, plutot de test mais en comparant avec la sortie casque du macbook j'ai eu du mal a savoir qu'est ce qui etait mieux.
Le son du hipus a moins de basse, peut etre est ce l'effet d'un degraissage, le son a l'air de prendre moins de place, c'est a dire de s'etaler moins. C'est vraiment pas facile de faire une comparaison comme ca avec des enceintes cote a cote meme pas dans un plan entre deux tables de mon petit atelier :)

J'ai trouvé quelques personnes sur le net qui ont utilisé le wm8741 avec des transfos direct en sortie sans rien. Donc ca devrait marcher.
Je met ca en boite pour pouvoir ecouter ca dans mon salon pour faire un vrai test d'ecoute.

[papilucio]

Cool, félicitations !
Pour les condos, tu as fait quels choix finalement ?

à plus,
Luc

[locke]

Projet intéressant... mais compliqué, car avec les modifs sur les alims on ne sait jamais ou s'arrêter ! C'est vrai aussi que le WM8741 est très tentant mais le ESS ES9018 semble aussi excellent. Mais je ne sais pas ce que ca vaut en comparaison. Qu'est ce qui a motivé ton choix ?

[lwi]

Salut Sylvain,

Le projet est pas compliqué au debut car je n'ai fait encore aucune modif d'alim !
Je voulais prendre le dac sabre au debut, et puis impossible a commander dans des delais raisonnables chez TPA donc je me suis rabattu sur l'opus.
L'avantage du wm8741, c'est qu'il a une output voltage (le sabre est en output current, en fait il marche dans les deux modes mais il est fortement conseillé d'utiliser un etage conversion I/V). Donc je peux brancher directement les transfos sur les sorties du wm8741.
Ensuite il a une bonne reputation, un autre candidat etait le AKM 4396.
Le sabre devrait etre mieux si utilisé en stereo ou mono et comparable aux autres si utilisé en 8 voies.

[lwi]

En relisant certains posts sur differents forums concernant les aops je suis persuadé qu'il me faille rajouter les condos MKP de 10uF sur les alims analogiques. Apres vu la place j'hesite avec les silmics 22uF.
Maintenant les alims analogiques sont fournies par un seul regulateur LDO CMS ref LP2995 de National Semiconductor. Ils peuvent fournir 150mA avec des pics mais on sait pas de combien.
Voir le lien http://www.national.com/mpf/LP/LP2985.html#Overview.
On peut trouver le LP2992 qui similaire mais peut fournir 250mA.
Voir http://www.national.com/mpf/LP/LP2992.html#Overview.

Ensuite certains disent que l'alim LCDPS est pas terrible, donc il y a peut etre moyen de l'ameliorer facilement avec des condos de 4700uF avant le regulateur a la place de 1000uF par exemple.
Remplacer les LM317 par de meilleurs regulateurs LT etc.

Enfin pour l'etage de sortie, sur la datasheet du wm8741 ils font un filtre avant de rentrer dans un etage aop symetrique et terminé par un aop desymetriseur. J'ai reussi a trouver une photo de l'etage de sortie du linn klimax DS (le top du top apparament) qui est configuré avec un wm8741 par voie et des transfos lundhal en sortie. Ils ont implementé un etage filtre avec des aops lm4562 (voir photo).

J'esperais que les caracteristiques du transfo sowter 3575 me permetait de me passer d'un filtre et un etage aop. Maintenant je doute.
Enfin il reste quand meme une marge de maneuvre avec les differents filtres internes selectionables du wm8741 !

[locke]

Je voulais prendre le dac sabre au debut, et puis impossible a commander dans des delais raisonnables chez TPA donc je me suis rabattu sur l'opus.
L'avantage du wm8741, c'est qu'il a une output voltage (le sabre est en output current, en fait il marche dans les deux modes mais il est fortement conseillé d'utiliser un etage conversion I/V). Donc je peux brancher directement les transfos sur les sorties du wm8741.
Ensuite il a une bonne reputation, un autre candidat etait le AKM 4396.
Le sabre devrait etre mieux si utilisé en stereo ou mono et comparable aux autres si utilisé en 8 voies.

Je viens de terminer des tests sur un DAC à base de PCM1798 et par simple plaisir technique, je souhaitais tenter un montage à base de WM8741 ou de Sabre32 justement. J'ai beaucoup lu et échangé sur le sujet, mais je n'arrive pas à me décider car les avis sont très partagés. Le Sabre est très à la mode, principalemetn à cause du Buffalo II, mais Audio-GD a récemment fait courir la rumeur que le chip n'était pas tout à fait au point et qu'il était buggé. Quand à lui, le WM8741 équipe tout de même de sacrés DACs sur le marché.

Effectivement, j'ai aussi lu que l'alim LCDPS n'étais pas géniale. J'ai tenté récemment des réalisations d'alims relativement simples à base des régulateurs à très faible bruit LT1763 et LT1963. C'est je pense une piste intéressante, d'autant plus que l'on trouve assez quelques schémas performants et simples à réaliser sur le Net (souvent en CMS par contre...).

J'attends avec impatience de lire la suite de tes aventures.

[lwi]

Alors personnellement j'irais vers le sabre dac. Un avantage c'est qu'il possede deux alims séparées pour analog left et analog right (enfin comme implementé par Twisted Pear).
Maintenant, un autre critere de choix fut que je voulais un dac usb, j'ai donc cherché le meilleur module usb. Ensuite Le sabre dac a l'air d'avoir un tres bon travail de fait sur l'entree spdif ce qui rends l'utilisation de l'entree i2s moins interessant. Il y a quelques problemes encore a l'utilisation de l'entree i2s (voir hifiduino, superbe resource).
Donc pour un dac spdif j'irais sans hesiter vers le sabre dac.

En ce qui concerne le regulateur LT1763, c'est le regulateur utilisé sur le buffalo pour le sabre !
Pour les regulateurs j'etais tombé sur ce travail tres poussé :
http://www.diyaudio.com/forums/parts/127414-lm317-vs-7805-19-different-ics-compared-2.html
Le top du top serait donc le LT3080. Je vais voir ou en trouver.
Maintenant, meme sis la LCDPS est pas terrible il ya apres les LM317 les regulateurs LDO de l'opus. Je vais regarder du coté des capacités, rajouter des condos etc.

[locke]

Merci pour lien. Le gros avantage du LT3080 c'est qu'il est ajustable avec tes tensions plus élevée et accepte un ampérage bien plus conséquent que le LT1763, mais il reste deux fois plus bruyant qu'un LT1763 (avec 40uV contre seulement 20uV pour le 1763). Mais l'impact sur le jitter en particulier est peut être négligeable à ce niveau, je ne sais pas. En tous les cas ca donne lieu à des discussions passionnées sur les forums... voire même des engueulades !

J'ai fait récemment des comparaisons entre un LT1117 (pas vraiment silencieux normalement)et un LT1963 et pas facile de mesurer un réel gain sur un DAC, même à l'oscillo 100Mhz. Je vois que tu es malheureusement sur Toulouse, ce qui est dommage car il me reste deux LT1963/3.3v en boitier SOT-223 que je n'utilise pas.

Sinon on en trouve ici:
http://fr.farnell.com/linear-technology ... dp/1663552

Ainsi qu'ici avec quelques composants autour permettant de remplacer facilement un 7805
http://www.prototypeaudio.com/kit-compl ... e-15v.html

Si j'ai bien compris, tu n'utilises pas leur kit à base de Wolfson 8804 pour récupérer un SPDIF ? Le jitter annoncé du 8804 semble impressionnant en comparaison du CS8416, presque six fois moins !

Sylvain

[lwi]

Le kit minivreg a l'air interessant mais est assez cher. C'est le prix d'un alim "shunt".
Les LT que tu cite sont interessant, par contre ca remplace pas les lp2985 sur la carte opus qui sont en sot23.

Oui je n'utilise pas de carte entre spdif, je n'ai qu'une seule entree usb convertie directement en i2s.

[locke]

Le kit minivreg a l'air interessant mais est assez cher. C'est le prix d'un alim "shunt".

Ah, si tu as un lien ça m'intéresse.

[lwi]

Je croyais avoir vu quelque chose mais non, je trouve pas d'alim shunt a 20 euros.
Bon ya beaucoup de choses sur les alims shunt (JSR et autres), j'ai du mal a tout lire et je suis interessé aussi par une solution diy pas cher.

[lwi]

Alors je vais revoir un peu la taille et le placement des condos de l'alim LCDPS.
Ensuite je pense avoir trouvé un remplacant pour les LM317 : le LT1086 !
Il est a 6 euros chez elecdiff, c'est pas donné mais ca permettrait de modifier son alim quand meme.
Une autre modif d'alim a base de regulateur type lm317 est d'avoir une tension de reference plus stable en utilisant pas exemple le LM329 comme monté ici.
Mais c'est un ref de 6.9V alors est que ca convient pour faire du 5V-9V ? Je sais pas.
Avec le LT1086 et le pcb du site il y a peut etre moyen d'avoir un kit d'alim performant pour un prix modique (< 15 euros ?).
Pour les condos de la LCDPS, je vais changer les condos C2 du filtre en pi C1LRC2 placé avant le regulateur. Je vais les gonfler a 2200 ou 4700uF. Ensuite je vais deplacer les condos de 1000uF en sortie apres le regulateur pour les deporter direct dans le boitier du dac au pied de la carte opus et les gonfler aussi a 4700uF.

[locke]

Alors je vais revoir un peu la taille et le placement des condos de l'alim LCDPS.
Ensuite je pense avoir trouvé un remplacant pour les LM317 : le LT1086 !

C'est ce que j'utilise en remplacement des 7805 que j'avais sur mon alim... mais le brochage des pattes n'étant pas le même que pour le 7805, j'ai du monter tout ça sur un circuit à part. Chanceux que tu es, tu n'auras pas ce problème avec le 317   Mais honnêtement, je n'ai pas noté d'amélioration audible sur mon DAC.

[locke]

Je croyais avoir vu quelque chose mais non, je trouve pas d'alim shunt a 20 euros.

Il y a les régulateurs de Paul Hynes qui ont d'excellentes critiques
http://www.paulhynesdesign.com/page6.html

Sylvain

[papilucio]

Yep,
perso, pour l'alim je vais essayer les modules discrets Sigma 11 et sigma 22 de AMB : ça à l'air très performant et Ti Kan, le concepteur, est vraiment disponible sur son forum. Et le montage des kit, le choix des composants, les procédures de test, etc.. sont très détaillés, ce qui pour moi est aussi important qu'un bon schéma. Ces alims, d'après Ti Kan, ont un bruit ridicule qui enfonce n'importe quel régulateur intégré.
Pour la sortie des wm8741, je vais essayer de le faire avec un seul AOP (un ad797, a priori) par canal, comme le fait AMB pour le Gamma2. L'aop cumul les rôles de filtre passe-bas, de buffer et de désymétriseur. Ce type de montage est également indiqué dans la datasheet du wm8740 (fig. 27 'recommended dual differential hardware setup').
Le montage proposé dans la datasheet du wm8741 avec 3 AOP par voie ne me semble intéressant que si l'on souhaite exploité les sorties symétriques, ce qui n'est pas mon cas, du moins dans un premier temps.
Le côté rigolo de la chose, c'est d'adapter les valeurs du filtre à l'ad797 qui semble aimer "voir" des impédances basses à ses entrées.
Voilà, c'était mes deux cents !

Luc

[locke]

...Pour la sortie des wm8741, je vais essayer de le faire avec un seul AOP (un ad797, a priori) par canal, comme le fait AMB pour le Gamma2...

Tu te bases sur un PCB que tu as fait toi même ou tu prends un circuit déjà réalisé que tu améliores ?

[papilucio]

Pour l'instant, il n'y a rien de concret, mais ça devrait déboucher sur un pcb perso. J'en suis encore à me tâter à souder les chip cms sur des adaptateurs pour prototyper tranquiloss (avec l'inconvénient de ne pas pouvoir découpler "au plus près" des pinoches, mais avec l'avantage de pouvoir expérimenter sur divers montages) et dessiner directement un pcb et me lancer là-dessus.
En tout cas, il y aura plusieurs pcb : pour les alims, je fais rien, je prends les pcb AMB. Sinon, j'ai bien envie de séparer l'étage de sortie (histoire de pouvoir faire une sortie symétrique plus tard sans tout refaire), et je me tâte pour les entrées. Sur le pcb principale, il y aura DIR + SRC + DACS. Je ne sais pas encore pour la clock, je vais d'abord finir mon projet de p'tit clock toute simple et voir ce que ça donne avec, en comparaison avec un l'oscillateur à deux dollars utilisé dans le gamma 2.

à plus,
Luc