DZ DAC4393 裝機報告

新手NO.2

DZ 新款DAC KIT DAC4393是以CS8414及AK4393為基本架構的數位類比轉換器,採用Crystal的CS8414作為數位接收晶片,可接受光纖及同軸數位信號。

數位類比轉換的晶片則是旭化成AK4393晶片,這款晶片在台灣DIY圈的知名度還不高,此次DZ推出這款晶片為主的DAC KIT 可算是首創,AK4393的規格比起一些常見的數位類比轉換晶片可真毫不遜色,而且價格也算低廉,以此晶片製作,可以用很低的成本得到一部高品質的數位類比轉換器。類比低通濾波採用 Philips著名的NE5534,套件採用單OP的設計,方便更換OP調音使用。

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[完整DAC架構]

數位輸入a數位接收a數位濾波a數位類比轉換a類比濾波a類比緩衝放大

基本上這個套件使用原廠建議電路構成,主電路相當緊湊,加上適當的穩壓就是一部體積超小的DAC作為桌上型系統,或者搭配個人電腦使用都可以大大提昇使用的彈性。具備有數位光纖以及數位同軸輸入,採用CS8414作為接收晶片,支援24bit/96KHz的接收能力,數位濾波以及數位類比轉換兩個功能通通整合在AK4393的數位類比轉換晶片裡,支援32KHz、44.1KHz、48KHz、96KHz取樣率,看看原廠的規格資料,這樣的體質足以製作出一部極佳的數位類比轉換器。

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[圖 AK4393的原廠規格]

但是以一個完整的DAC結構而言,還欠缺類比放大緩衝的設計,不過倒是可以把DAC4393當成DAC的核心組件,可以改用更發燒的LPF線路,提昇音質,也可以外加類比緩衝調音線路,任意選用OP架構或者真空管架構,甚至是另加DC SERVO來滿足個人的聽感喜好,堆砌出自己理想的數位類比轉換器。

整個套件尤其PCB比較不像DZ以往的PCB的設計,PCB的兩面都鋪了屏蔽地線,對整體的噪訊比的提昇有很大的效益。最特殊的是這個套件的小容量電容通通採用了層積電容,不管是數位交連、電源旁路並聯的小電容、低通濾波等等都是一樣,曾經看過原廠DATASHEETS建議使用層積電容來作為電源旁路,只是一般市面上的套件很少是通通使用層積電容的,而且使用了層積電容之後PCB上的電容腳距都縮到很小,比較不利於改機時更換其他種類的電容。也因為採用層積電容才可以把整個PCB縮到如此小的尺寸。

類比低通濾波採用NE5534這顆OP,這個OP早期算是很有名氣的單OP了,聲音也有獨到之處,大體來說應該是中低頻飽滿,這個低通濾波的位置,有很多OP可以更換,從高價的OPA627,聲音明快高解析的AD797,到甜美暖聲的OPA134等等市面上許許多多的單OP都可以取而代之,獲得調音的樂趣。

整個線路中比較困擾的是為隔絕直流輸出,線路中含有Philips 22uF/40V的輸出交連電容,有的朋友很討厭交連電容的設計,更換成補料,價格又那麼高不可攀,

直接PASS 又怕輸出直流過高造成機器損壞。不過話說回來,交連電容也提供了一個改機的空間,有人視為調音的技巧,這裡也是一個可以"調整"聲音的地方,DIY好玩也好玩在調整聲音中所獲得的樂趣。

說真的,這個套件真的很容易就裝完了,大概還比裝CDROM穩壓還容易。前前後後只花了30分鐘就裝完了,重要的DAC晶片DZ服務部出貨之前都已經焊好了,剩下電阻、電容、磁珠、JAMP排針跟OP及輸出入座就沒了,只要細心判斷零件種類數值與接腳方向,裝機難度不高,只要會用銲槍銲錫把零件裝上,整個模組就可以動作了。這裡要建議一下DZ服務部,出貨的套件沒有附上OP腳座,對裝機作業會造成困擾,日後更換OP也少了一些便利性,建議可以加附兩只8PIN OP腳座。

[圖 AK4393 PCB]

來談談穩壓電源吧!!光是只有DAC 模組可是無法動作的喔!!想要改機,從穩壓供電來著手也是一個很好的方式。電源是音響的源頭,提昇電源的穩定性,才能有好的聲音。這個DAC4393套件所需要的穩壓電源包括有 DC +5V 以及 DC +12V 與 DC -12V共三組電源,除了DZ站上的 DAC1716專屬穩壓電源可以直接提供這三組電源,其他的像OP PWR 或 LT PWR 還是 MOS PWR 都只能提供正負兩組電源,無法滿足DAC4393套件的需求。而且像是OP PWR與MOSPWR 都只能提供到正負 7.5V ~ 17V 這個電壓範圍,必須另外再做些修改。以DZ的穩壓套件來說,個人還是最偏好使用MOSPWR或者OP PWR這兩種穩壓。修改的方式有簡單的兩種方式:

  1. 把MOSPWR或OPPWR的參考電壓源LM336-5換成LM336-2.5 就可以把最低供電電壓降到4V左右。
  2. 直接把調整電壓的VR拆掉短路,電壓就成為不可調的5V了。

因為需要三組電源,可以只用一組DZ穩壓模組,另外再把小蠻頭上沒用到的9-0-9 次級單獨拉出來另外再搭棚做一組 +5V的穩壓,或者另外購買一組穩壓模組,調整成為5V供電,只使用+5V。還有個比較另類的做法,利用DZ CDROM穩壓來做兩級穩壓,把+12V輸出給+5V的輸入端,就成為LTPWR兩級穩壓了。

我的做法是,拿先前DZ贈送瑕疵OP PWR PCB,我也拿到了一片,就利用原有的OP PWR 提供正負12V,再把原本OP PWR沒使用到的 9-0-9 的次級另組一個提供正5V的穩壓。DZ這次瑕疵的OPPWR PCB是把零件面(文字印刷面)上的文字印錯到焊接面,所以只要參考文字印刷面的標示把零件裝在沒印字的那一面就可以正常使用,若是不放心可再參考一下OPPWR的電路圖。

這組提供正5V的OP PWR,由於手頭上零件不足,所以使用懶人裝法。OP PWR上的LM317/337改成正負13V供電給誤差校正的OPA134,而LM336-5改用小型LED做參考電壓源(大概2.5V),而LM334恆流源直接以12K電阻替代(約1.2 ma電流),就構成了提供正5V的OPPWR穩壓。

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[圖 DAC用OPPWR穩壓 ]

DAC模組與電源模組都組裝完畢之後就可以開始測試了,我也是不把模組裝箱的DIYer,因為我對鐵工實在不行,裝箱每次都會把底版面版鑽的千瘡百孔,另一方面也是因為懶,簡單的固定一下就可以聽了,有這種種的理由讓我沒把模組裝進機箱裡面。所以照片中的也是像張元龍大帥的裝機報告那樣,變壓器與整個穩壓模組都在機箱內,模組就固定在機箱頂版上,就當作電源分離裝箱吧。

AK4393完工模組.jpg (68040 個位元組)

[圖 DAC完成圖]

對我來說,裝完套件版的DAC,不換換OP然後在小改一下,可能是很困難的…最早拿到吳老大寄來的套件,光是DATASHEETS 跟相關線路大概就看了蠻久的,PCB拿到手上,與相關資料比對端詳了半天,稍微構思一下線路與改機的空間才打算開始動手。以DZ DAC4393的線路設計,與AK4393的原廠建議線路一樣,數位地與類比地在PCB上已經分隔開,數位部分是包括整個輸入部分與CS8414,而類比部分則是AK4393與類比LPF部分,以L1磁珠連接類比地與數位地,電源部分CS8414與AK4393的5V供電的部分則是用L2磁珠來分隔開來,這是AK4393建議的配置線路。

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[圖 AK4393 原廠基本建議線路]

除了這個基本的線路,原廠另外提供了一個完整的應用線路,數位地類比地的分離點就依照AK4393的數位與類比分隔開來…接腳1~接腳14 與 接腳 25~接腳28 為數位部分,類比部分則是 接腳15~接腳24 與類比輸出,以及LPF線路部分。但是在DZ這款DAC的線路設計,PCB兩面都把接地的銅泊鋪滿整個相通,若是真要把AK4393這裡的數位地與類比地分離,可能真的是一件很困難的事情,一定要動刀割銅泊,手接跳線連接,還要另外準備一組5V數位電源提供給數位部分使用。這篇報告吳老大也催的緊…況且以DZ DAC43963

的設計本身就沒有問題了,並不急著改,所以還是先把可行的方式提供出來,日後再來篇補述吧。

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[圖 原廠完整線路]

除了像套件裡依照AK4393原廠線路,使用一顆單OP來做LPF之外,原廠另外有一個LPF線路可以以類比平衡輸出的線路,這也是提供一個進階的改機方案,就算不須使用到類比平衡輸出,這個線路每聲道共以三顆OP處理AK4393輸出的訊號,仍然可以提供更佳的類比LPF效果。

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AK4393進階LPF.gif (9949 個位元組)

[圖 原廠LPF線路]

自從新版DAC套件推出以來,就有網友開始討論這款DAC套件改機的方法,這裡也提供一下我的做法,與更換所更換的零件。這純粹只是個人喜好,而且也沒有經過零件測試的期間,只是拿手頭上現有的零件,來替換DZ套件中的零組件。當然,也是建議先給原廠設計一個機會,先試試原廠的聲音在來依照個人的喜好來更換零件調整音色。

  • 類比輸出交連電容:原本為 Philips 22uf /50V 電解電容,更換為SANYO OSCON 150uf/16V 固態電解電容另外再並聯一顆Hydra 0.1uf/630V塑料電容,來試試清水變雞湯的方法。
  • CS8414與AK4393皆在IC表面黏貼銅泊膠帶,並用OK線拉一條接地線就近接地。OP部分則是用銅泊膠帶整顆OP包纏起來,一樣拉接地線接地。這些銅泊膠帶黏貼的時候必須十分小心不要跟OP的接腳短路到,否則就"財去人安樂"了…
  • AK4393電源旁路電容:把套件中用作輸出交連的Philips 22uf /50V 電解電容取代原來的10uf/50V電解電容。C14的AK4393類比供電部分一樣並套件中的0.1uf(104)層積電容,而C12的AK4393數位供電部分則改並一顆0.001uf(1000P)的銀雲母電容。
  • CS8414 電源旁路電容:套件原本為10uf/50V電解電容,換成SANYO OSCON 22uf/20V 固態電解電容,一樣並聯套件中的0.1uf(104) 層積電容。
  • 光纖輸入與同軸輸出兩組訊號輸入在路徑上都有0.01uf(103)的數位交連電容,由於腳距過小,PCB正面就先更換成0.001uf(1000P)的CDE銀雲母電容,然後在PCB背面個別再並聯一顆0.01uf(10000P) 的CDE銀雲母電容。各有0.011uf的交連電容容量,原本擔心接腳過長(約0.8CM)會引起雜訊,還好DZ PCB屏蔽設計的很好,雖然沒有把主電路裝進機箱,也沒有引起雜訊。
  • 由於目前手頭上並沒有光纖輸入TORX176,所以先把Cx接上。
  • 配線的部分數位輸入使用BELDEN AWG18的鍍銀線,電源正負極使用從DR.HO處所購得的處女銅線,地線則使用BELDEN AWG18的鍍銀線編成。
  • 更換LPF 的OP,嘗試改用 OPA604、OPA134、OP27、OPA227、OPA627、AD797、TL071等等…每種OP大概都聽的出來有些分別,談不上什麼音色的討論,只是這樣的更換實在是蠻好玩的…
  • 追加一個CS8414的數位訊號鎖定指示燈,這個簡單的線路,只要從CS8414的第一腳拉出,接上電源以及兩顆電阻一只電晶體,就能夠顯示CS8412正確的接收數位訊號的狀況。在測試的時候,發現有少數早期台製低倍速CDROM所輸出的數位訊號不良,CD撥放完之後再度按下撥放鍵,雖然CDROM再度開始撥放,但是數位訊號卻無法順利輸出,經過這個訊號鎖定燈才順利判斷問題的所在。

AK4393_CS8414訊號指示燈.gif (10765 個位元組)

  • 還能怎麼改??還可以試試用電池供電。使用兩顆機車用的蓄電池接成正負12V 中間拉0V地線,可不須另外準備5V的電池,直接用正12V穩壓成正5V也可以。因為DAC所耗用的電量不多,所以玩玩還不必擔心充電的問題,這裡有篇DAC以電池供電的使用報告,可以參考看看。http://site.pcmagazine.com.tw/audio/C3/702dac_power.htm

因為DAC4393套件本身並無類比緩衝輸出的設計,所以DAC4393 類比輸出搭配TTT Buffer 或者 DZ 3OP 前級,能夠提供更佳的類比緩衝放大輸出,同時也能得到更佳的阻抗匹配。

有了DAC當然要試試看DZ先前推出的 CDROM 穩壓,以創巨52X遙控型CDROM 搭配上DZ CDROM 穩壓當作轉盤,以DAC4393數位類比轉換器,構成一套完整的訊源系統。接上我的LM3886(已改DR.HO改機套件包),或者是IA-BASIC 2 綜合機,比起一般音響用的系統可真是毫不遜色。這樣平價的DIY系統,花費不多,但是從中得到的樂趣卻是無法形容的…

我也不是電子科班出身的DIYer,完全以興趣來學習與摸索DIY電路的常識與技巧,盡可能的蒐集與閱讀資料,遇到困難與問題,討論區裡面有許多的前輩與行家可以請益,也可以提出個人的心得共同分享與討論,隨著一些裝機的經驗與問題排除技巧的累積,慢慢的也能玩出自己的心得。

最後感謝DZ吳老大提供這個套件給我試裝(惡搞),並且在我裝機遇到困難的時候提供適切的援助。也要感謝DR.HO不厭其煩的為我解釋DAC的架構與數位電路的釋疑。謝謝所有曾經幫助過我的朋友們!!