Электроника, равно как и музыка — это моё хобби, которым я посвятил всю свою сознательную жизнь. В этих сферах я не претендую на звание знатока вопроса, посему некоторые вещи я делаю так как делаю, в меру своих сил и знаний тематики. В свете вышесказанного, хочу поделиться небольшой своей работой в сфере аудио оборудования, не преследуя никаких целей, без вопросов и советов, рассказать о том, как я это делал и что из этого получилось. Возможно кому то будет интересно, или найдутся ещё такие-же любители «позолоченного» музейного железа, которых сие элементарно порадует с эстетической стороны. И так, коротко о сабже.
Однажды, я решил собрать mid/side decoder/encoder для своего домашнего сетапа, который я использую для мастер обработки своего (и не только) аудио контента. Но не просто собрать, а сделать это по максимуму на «советском» железе, просто потому что питаю я к нему особые, трепетные и тёплые чувства. )) Ну а в случае неудовлетворительного результата, всегда можно будет ткнуть «буржуйские» ОУ )) Естественно, говоря о «советских» элементах, речь идёт только об аналоговой части и электропитании, цифровая часть по понятным причинам выполняется на актуальной элементной базе.
Делая данный девайс, я не преследую «православного» или «канонического» звучания, не собираюсь использовать некие «аудиофильские» или просто «модные» компоненты. Всё чего я хочу добиться, чтобы оно выполняло поставленные задачи и не поганило звук, опять-таки на мой субъективный взгляд и по показаниям моего китайского осцилографа. И да, мне нравится как звучат «наши» старые ОУ.
Проектирование было начато в лучших традициях, с подсмотренной схемотехники у «буржуев» и кучи макетов.
План действий таков:
- Проектируем и собираем основную схему блока питания, пока на коленке;
- После изрядного батута на граблях, переносим все изменения в схему, делаем коррективы;
- Проектируем и собираем основную схему тракта Mid/Side Decder/Encoder, пока на коленке;
- После изрядного батута на граблях, переносим все изменения в схему, делаем коррективы;
- Проработка всех блоков, какие и для чего они будут;
- Финализация схемотехники и печатной платы аналового тракта;
- Разработка роутера, подбор элементной базы;
- Разработка контроллера, подбор элементной базы;
- Разработка AD/DA конвертора, подбор элементной базы;
- Разработка софта для контроллера;
- Сборка роутера;
- Сборка контроллера;
- Сборка AD/DA конвертора;
- Финализация схемотехники и печатной платы AD/DA конвертора;
- Финализация схемотехники и печатной платы роутера;
- Финализация схемотехники и печатной платы контроллера;
- Финализация схемотехники и печатной платы блока питания;
- Заказ всех печатных плат на производстве;
- Заказ шасси на производстве;
- Финальная сборка;
- Подведение итогов.
Дополнительно, помимо суммирования и вычитания, девайс должен выполнять роутинг аудиосигнала трех веток внешней обработки, коммутируя балансные входы/выходы таким образом, чтобы можно было выстраивать цепочки из оборудования в произвольной последовательности. Все эти манипуляции будут производиться исключительно при помощи реле, ибо иного способа, не убивающего по пути звук я не обнаружил. Есть планы дополнительно оснастить сабж АЦП/ЦАП 24/192 на входе и выходе. Регулировку уровней решил осуществлять тоже при помощи реле, на манер Никитиновской схемы. Технически всё будет выполнено на 5 платах в 2U корпусе с 4-х дюймовым цветным сенсорным дисплеем и 4-я валкодерами, имеющими по собственному дюймовому OLED дисплею, отображающему текущие режимы и значения регулировок. Концепция устройства такова — весь аналоговый контур остаётся исключительно аналоговым, но при этом всё управление и измерения выполняются при помощи 4-х валкодеров и сенсорного экрана. В качестве «мозга» конструкции был выбран микроконтроллер ST серии F4. За эту часть конструкции отвечает мой старый друг, который и будет писать софт под поставленные задачи.
Макеты
Здесь БП и плата процессинга, с отдельными каскадами для последующего вывода на контроллер, который будет заниматься измерениями и управлением роутинга.
Блок питания
В процессе сборки я обнаружил неприятную особенность трансформаторов. Они весьма сильно гудят, при этом их температура оставляет желать лучшего. В финальной сборке будут использоваться тороидальные трансформаторы выполненные на заказ. В целях исключения наводок, цифровое и аналоговое питание гальванически развязаны и выполнены на разных трансформаторах. Электропитание аналоговой части выполнено на двухполярном стабилизаторе, с фильтром на выходе, благодаря которому уровень шумов на напряжении в 28 вольт составил всего 50-60 микровольт. Цифровая часть питается от двух стабилизаторов на 5 и 3.3 вольта. Стабилизатор на 3.3 вольта имеет дополнительную схему стабилизации, выполненную на прецизионном ОУ, отслеживающим изменения выходного напряжения, что в свою очередь позволяет добиться стабильности ±0.02 вольта, без просадки при изменениях потребляемого тока.
Плата аналогового процессинга
Финализированный проект печатных плат аналогового процессинга
Для процессинга были выбраны ОУ с максимально возможным быстродействием и точностью, при этом минимальным коэффициентом искажений и гармоник. Отладка производилась по принципу «входной сигнал=выходной сигнал». На вход схемы подавался меандр, а цепочки частотной коррекции подбирались таким образом, чтобы выходной сигнал был максимально похож на входной, без искажений, на столько, на сколько это возможно. Для «математики» выбраны прецизионные ОУ с минимальными дрейфами. Полученный результат на данный момент полностью устраивает как по приборам так и на слух, однако в финальном исполнении вероятно что то изменится ))) Вероятно есть некие способы как произвести отладку схемы для достижения лучшего результата, но тут подскажут только знающие люди.