Leute, ich merk' schon, das interessiert keine Sau
Aber so, wie ich nun mal bin, zieh' ich das jetzt durch
Wahrscheinlich lächelt der Eine oder Andere ein wenig, wenn er meine Lochrasterplatinen sieht. Für einen einzelnen Aufbau lohnt die Anfertigung einer Platine nicht, in der Zeit habe ich bereits den Lochrasteraufbau fertig. Damit soll guter Klang möglich sein? Ja!!! Die Verbindung der Bauelemente erfolgt auf einer normalen Platine nur mit sehr kleinem Querschnitt - die Kupferschicht ist ja sehr dünn. Macht nicht immer was, aber wenn's um Masse oder Versorgungsleitungen geht, hilft viel viel. Und die Verbindungen auf der Lochrasterunterseite mache ich mit versilbertem Kupferdraht. Voraussetzung für eine gute Funktion und guten Klang ist natürlich, dass man die Anordnung der Bauteile genauso sorgfältig plant wie bei einer gedruckten Schaltung.
So, wo ist noch was zu holen? Beim Takt - da ist sicher noch was zu holen. Genauer gesagt: Bei der Beseitigung der Taktungenauigkeit. Es würde den Rahmen hier sprengen, darauf einzugehen, warum die Taktungenauigkeit (Jitter) beim S/PDIF-Signal systembedingt ist - auf jeden Fall ist es so. Deshalb verwendet Peter ja die I2S-Schnittstelle - da kommt der Takt auf einer eigenen Leitung und wird vom Datenstrom selbst nicht beeinflusst (genauer gesagt auf zwei Leitungen, Bitclock und Wordclock). Die Lösung schied bei mir aus - ich wollte ja auch die Digitaldaten abspielen, die vom Sat-Tuner kommen, und die vom TV-Tuner aus dem Heimkino, und natürlich vom Sonos. Also blieb bei mir nur als Lösung, den Takt zu säubern. Stichwort Neutaktung.
In meinem Parasound findet sich eine klangliche Todsünde, die leider in sehr vielen DACs zu finden ist: Es gibt wie so oft einen Eingangsbaustein (z. B. CS8412, 14 oder 16), der hat eine PLL und extrahiert damit aus dem S/PDIF-Signal den Takt. Schaut man mal ins Datenblatt, findet sich zwar eine gewisse Dämpfung des Jitters, die bei hohen Frequenzen gute Werte annimmt, aber im Bereich bis 20kHz, im Hörbereich also, ist die Dämpfung Null. Und mit diesem wackeligen Takt werden erst das Digitalfilter und dann die beiden DAC-Chips versorgt.
Genau in den Wandlerchips treibt diese Taktungenauigkeit ihr Unwesen. Vom Takt wird bestimmt, wann das Signal an den Analogausgang geschrieben wird. Wenn der Zeitpunkt der falsche ist, ist die Auswirkung die gleiche, wie wenn der Wert der falsche ist. Er ist ja falsch, denn zu dem anderen (falschen) Zeitpunkt wäre ein anderer Wert der richtige, man ist an einer anderen Stelle im Signal. Die Modulation des Taktsignals macht direkt eine (Frequenz-) Modulation des analogen Signals. Korreliert die Taktmodulation mit dem Musiksignal - das ist die übelste Jitterart, und genau die gibt's gratis im S/PDIF - wird das analoge Ausgangssignal quasi mit sich selbst frequenzmoduliert. Das Ergebnis ist eine recht unharmonische Angelegenheit und hat nach meiner Meinung der Digitaltechnik ihren schlechten Ruf beschert.
Die DACs brauchen also einen möglichst sauberen Takt. Da gibt's allerlei Superquarze dafür auf dem Markt, ich persönlich nehme die von
http://www.tentlabs.com. Ein Quarz hilft aber im DAC noch nichts, man muss den Takt ja synchron zur Quelle halten. Deshalb braucht man einen in der Frequenz veränderbaren Quarz, eine sog. VCXO. Da gibts von Guido Tent eine fertige Platine dazu, habe ich gekauft und eingebaut:
Die VCXO-Platine ist zu Abschirmzwecken in einer elektrisch auf Masse liegenden Kupferwanne untergebracht. Bei genauer Betrachtung sieht man rechts an der Wanne befestigt einen externen Spannungsregler. Lokal auf der Platine wird noch erheblich an der Versorgungsspannung gefeilt, denn jede Modulation der Versorgung schlägt etwas auf den Takt durch.
Leider ist man bei einer VCXO normalerweise auf genau eine Taktfrequenz festgelegt - für 44,1kHz-Daten braucht mein DAC z. B. 11,2896MHz (ist das 256fache). Da ich zumindest aber auch 48kHz-Daten abspielen will (Sat-Tuner), bräuchte ich den ganzen Zirkus nochmal für 12,288MHz.
Man sieht im Bild, wie ich mir geholfen habe: In den Sockel, in dem normalerweise der regelbare Quarz steckt, habe ich eine kleine Adapterplatine rein gemacht. Darauf befinden sich zwei Quarze, die beiden silbernen rechteckigen Blechteile in der Mitte des Bildes. Der Eingangsbaustein des DAC liefert die Info, welche Taktfrequenz das anliegende Signal hat. Mit dieser Info wird das links von den Quarzen sitzende Relais geschaltet und der richtige Quarz ausgewählt.
Die Schaltung von Guido Tent hat eine sehr interessante Besonderheit. Es gibt einen Jitter-Monitor-Ausgang. Das ist einfach der ungefilterte Ausgang des PLL-Phasenvergleichs. Das bedeutet anschaulicher gesprochen: Das Eingangssignal, das ja durch den Jitter nicht exakt scharf wie ein Laser bei einer Frequenz liegt, sondern eine gewisse Breite im Frequenzband hat, wird mit dem Signal des Referenzquarzes, der ja auf die gleiche Mittenfrequenz hin geregelt wird, runter gemischt. Wie in einem FM-Tuner in der ZF-Stufe. Was da raus kommt, ist direkt der Jitteranteil des Signals von z .B. 11,8 MHz auf 0Hz verschoben. Das kann man natürlich mit einem Spektrumanalyser anschauen, aber viel interessanter ist: Man kann es sich anhören! Man muss das zarte Signälchen allerdings um 40dB hochverstärken, was auf der kleinen Platine an der Rückwand geschieht - die Schaltung direkt an der rechten Cinch-Buchse.
Links davon sieht man eine weitere Cinch-Buchse mit Umschalter - hier habe ich dem DAC einen Prozessoreingang spendiert. Einen Ausgang (z. B. zum digital aufnehmen) gab es schon. Der Schalter wählt zwischen internem und externem Signal. So kann man z. B. einen digitalen Prozessor zur Raumklangkorrektur mit parametrischen Filtern etc. einschleifen.
Noch weiter links auf der Rückwand findet man inzwischen einen Schalter für die Umschaltung der Digitalfilter, wie schon beschrieben.
In der Analogsektion wurde noch was gemacht: Die OPs AD841, zuständig für die I/U-Wandlung, wurden durch OPA627 ersetzt. Hier ist eine der klangsensibelsten Stellen eines jeden DAC! Es ist sehr erstaunlich, welche Klangunterschiede hier beim Tauschen von OPs entstehen. Ich habe unzählige OPs ausprobiert, diverse OPAs von BB, diverse ADs von Analog, die neuen LME49710 etc. - und bin beim guten alten OPA627 hängen geblieben. Das ist sehr stark Geschmackssache. Meinen Geschmack trifft der 627er jedenfalls voll. Man findet im Bild übrigens einen der OPA627 unterhalb der linken unteren Ecke der großen Filterplatine. In SMD-Version mit kleinem Black Gate drauf und einem Präzisionspoti zur Offsetkorrektur (das blaue). Ganz rechts unten im Bild sieht man einen großen schwarzen Elko. Die beiden Präzisionstrimmer darunter sind für den Feinabgleich der beiden Shuntreglers, die hier sitzen.
In die Filter kamen auch noch 627er rein. Interessant ist übrigens, was passiert, wenn man diese 627er direkt (über einen kleinen Vorwiderstand) den Ausgang treiben lässt. Im Vergleich zu der eingebauten ClassA-Ausgangsstufe mit hochlinearen SanKen-Transistoren ohne Über-Alles-Gegenkopplung fällt das Klangbild geradezu in sich zusammen. Matt und schlaff. Ein OP ist einfach nicht dafür gemacht, ein Kabel zu treiben. Irgendwie leuchtet das auch auf Anhieb ein - ein OP ist ja auf einen sog. Phasenspielraum von typisch 90Grad kompensiert (bei Null Grad schwingt's). Ein Kabel ist im Wesentlichen eine Kapazität und braucht damit ziemlich genau diese 90Grad auf. Dann produziert der OP heftiges Überschwingen, das dadurch verhindert werden muss, dass man einen Widerstand vor das Kabel macht (und die Phasendrehung vermindert). Je größer, desto besser für die Phase. Aber um so schlechter für den Innenwiderstand der Ausgangsstufe.
Klang? Ja, jetzt ging ein Raum auf! Bass schwärzer, Instrumente und Stimmen viel schärfer lokalisierbar, Höhen feiner und S weniger verzischt, gleichzeitig erheblich entspannter alles - ui, das war ein erheblicher Schritt nach vorne.
Die OPA627 haben da sicher einen guten Anteil an dem Erfolg. Aber auch der genaueTakt! Probehalber den alten Takt angeschlossen - ganz erstaunlich, wieviel schlechter das war. Äußerst interessant waren die Experimente mit dem Jitter-Monitor-Ausgang. Einfach an einen VV-Kanal angeschlossen, kann man direkt den Unterschied bzgl. Taktgenauigkeit verschiedener Digitalquellen hören. Und mit dem Gehör kann man viel besser als mit dem Spektrumanalyser die verschiedenen Jitterarten unterscheiden! Hat man z. B. einen CD-Player angeschlossen und es spielt keine CD, hört man ein leises Summen - 100Hz vom gleichgerichteten Netz mit ordentlich Oberwellen. Dazu ein weißes Rauschen. Spielt man nun eine CD, hört man tatsächlich das Musiksignal auf diesem Jitter-Monitor, wenn auch völlig verzerrt, aber eindeutig von der Musik stammend. Das ist der Daten-korrelierte Jitter!
Erstaunt hat mich aber nun die Tatsache, dass ich immer noch einen Klangunterschied ausmachen konnte, wenn ich verschiedene CD-Laufwerke anschloss. Mit dem Jitter-Monitor ließ sich der Unterschied der Laufwerke auch in unterschiedlich stark ausgeprägtem Jitter festmachen. Aber wie konnte das sein? Mit der VCXO müsste doch der Jitter vollständig eliminiert sein? Offensichtlich nicht! Auch eine solche zweite VCXO-basierte PLL stellt nur ein Filter dar - und ein Filter lässt halt immer noch was von dem, was man eigentlich nicht will, durch. Ich war also noch nicht fertig.
, so richtig zuverlässig waren die Schaltungen damals noch nicht. Ich freue mich sehr darüber, dass es hier offensichtlich noch jemanden gibt, der die Schaltpläne der alten BMs auswendig kennt! 
und frohe Weihnachten!
