Audio-GD R-29 - Amplificateur casque / Préamplificateur et DAC R-2R

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Amplificateur casque/préamplificateur à transistors entièrement discret et DAC R-2R dans un seul modèle. Modes Multi-OS et NOS intégrés. Prise en charge de PCM384 et DSD512

La différence avec le R-28 MK3

Le R-28 MK3 est un amplificateur casque/préamplificateur entièrement symétrique avec transistors discrets et DAC R-2R dans un seul modèle.

Le R-29 est un amplificateur casque/préamplificateur entièrement discret avec transistors et DAC R-2R dans un seul modèle.

Caractéristiques du R-29

1. Amplificateur casque/préamplificateur entièrement symétrique avec transistors discrets et DAC dans un seul modèle, la puissance de sortie maximale de l'amplificateur casque atteint 3800 mW, ce qui convient à la plupart des casques.

2. L'appareil dispose de deux modes de gain : 12 dB en faible gain pour les casques avec une sensibilité supérieure à 95 dB et 22 dB en gain élevé associé à une puissance suffisante pour piloter le HE6 avec une sensibilité d'environ 85 dB. Si le client souhaite un gain de 6-12 dB, le gain total sera de 28-34 dB.

3. Intègre 5 alimentations linéaires et deux alimentations purement Classe A

4. Intègre 2 groupes de décodeurs DSD natifs entièrement discrets et 4 groupes de décodeurs PCM R-2R entièrement discrets ainsi qu'un transfert asynchrone 32 bits / PCM384K / DSD512 Amanero 384.

5. L'USB transmet le signal IIS au processeur FPGA et reçoit le signal d'horloge du processeur FPGA. L'interface USB ne dispose pas d'horloges de données intégrées, la transmission du signal est très précise et la qualité sonore est nettement améliorée.

6. Le FPGA traite les données en mode parallèle. Les données IIS sont transmises en mode série, chaque transmission de données nécessite un cycle d'horloge, une trame de données (y compris les données L et R) nécessite 64 cycles d'horloge pour le traitement ou la transmission, de sorte que les données sont influencées par les 64 cycles d'horloge.

Le mode de traitement et de transmission des données en parallèle nécessite cependant un seul cycle d'horloge pour terminer le traitement et la transmission d'une trame de données, ce qui permet d'éviter l'influence de la stabilité de l'horloge.

L'entrée IIS (y compris USB et HDMI-IIS) est combinée en données parallèles doubles 32 bits après l'entrée, l'entrée SPDIF est combinée en données parallèles doubles 24 bits après le décodeur, et l'entrée DSD est combinée en données parallèles doubles 64 bits après l'entrée.

Le mode de traitement et de transmission parallèle peut améliorer la qualité sonore en termes de transparence et de fidélité des détails, tout en restant analogique.

Avantages et inconvénients des DACs R-2R

Avantages

1. Le R-2R ne convertit pas le signal d'horloge en signal de sortie.

2. Le R-2R est insensible au jitter. Les convertisseurs D/A Delta-Sigma sont beaucoup plus sensibles au jitter.

3. Le signal de sortie est beaucoup plus précis comparé aux convertisseurs D/A Delta-Sigma.

Inconvénients

1. Le THD est aujourd'hui très bon avec les puces Sigma-Delta comparé aux réseaux R2R, mais pas aussi bon.

2. Les perturbations et imprécisions des résistances du réseau sont très difficiles à éviter et nécessitent des technologies complexes pour être corrigées.

Conception basique du R-2R sur le marché

Le DAC R-2R est très populaire aujourd'hui, disponible des kits DIY jusqu'aux produits entièrement haut de gamme. 

Dans le segment bas du marché DIY, la conception R-2R repose souvent sur une technologie ancienne développée il y a longtemps par MSB, comprenant uniquement la conception basique du réseau R2R, sans la merveilleuse correction de la technologie MSB originale.

Cette conception utilise des puces logiques à registre à décalage en mode série pour convertir les données en un signal analogique. Les problèmes structurels de la technologie R2R sont inévitables, et les performances dépendent uniquement de la précision des résistances du réseau. 

Sur le marché haut de gamme, la conception R2R est beaucoup plus complexe et offre de meilleures performances. Un simple réseau R2R ne suffit pas pour obtenir de bonnes performances et une haute qualité sonore ! Certains fabricants utilisent une conception à registre à décalage. Une conception moins complexe et moins efficace, basée sur des puces logiques traditionnelles fonctionnant en mode série pour corriger le réseau.

Une conception bien meilleure commute les résistances en mode parallèle. Un FPGA ultra-rapide contrôle et corrige le réseau R2R. Le mode parallèle contrôle chaque bit individuellement, obtenant ainsi des performances sans précédent. (En mode parallèle, un seul cycle d'horloge est nécessaire pour sortir toutes les données ; en mode série, il faut au moins 8 à 24 cycles d'horloge.)

La conception parallèle est beaucoup plus compliquée. Une fois correctement conçue, elle peut corriger chaque bit du réseau. La photo ci-dessous montre une conception avec un tel FPGA, capable de corriger les imperfections inévitables du réseau R2R causées par l'intolérance aux perturbations de résistance, et d'obtenir les meilleures performances.

Précision des résistances du circuit imprimé (tolérance)

Beaucoup pensent que la tolérance des résistances dans le circuit imprimé est la plus importante pour obtenir les meilleures performances. Aujourd'hui, une résolution de 24 bits est standard. Quelle tolérance est nécessaire pour atteindre une résolution de 24 bits ?

Si l'on considère 16 bits, une tolérance de 1/65536, 0,1 % (1/1000) est largement insuffisante, même une tolérance de 0,01 % (1/10000), la meilleure tolérance disponible dans le monde actuellement, ne peut pas traiter correctement 16 bits ; ici, nous ne calculons même pas encore 24 bits !

La tolérance des résistances ne résoudra jamais les imperfections d'un circuit imprimé. Cela nécessiterait des résistances avec une tolérance de 0,00001 % et la capacité de traiter une résolution de 24 bits. Cela n'est cependant possible que théoriquement, car la discrétion des puces logiques de commutation présente déjà une impédance interne trop élevée, annulant la tolérance impossible d'une résistance.

La solution consiste à corriger les circuits imprimés et à ne pas se fier à la tolérance des résistances. C'est une combinaison des deux : des résistances à tolérance extrêmement faible contrôlées par une technologie de correction, et des FPGA très rapides utilisés dans notre conception.

Signification du FPGA/CPLD

FPGA signifie « Programmable Array Logic » (logique matricielle programmable). 
De nos jours, le FPGA est utilisé dans de nombreux DAC haut de gamme, comme par exemple dans le populaire DAC ROCKNA WAVEDREAM. Nous utilisons le FPGA dans nos produits DAC depuis 2008.

Le R-29 dispose d'un FPGA intégré et de trois jeux de puces CPLD programmables pour séparer les différents circuits configurés et éviter les interruptions.

La conception matérielle interne est entièrement contrôlée par un logiciel complexe. Un grand avantage est que le logiciel dans le FPGA peut être facilement mis à jour pour offrir de nouvelles fonctionnalités ou améliorer les performances. Une telle conception est très flexible et pérenne !

Tâches FPGA/CPLD

1. L'interface SPDIF puissante du FPGA remplace les puces SPDIF traditionnelles comme DIR9001, WM8805 ou AK411X, qui offrent des performances inférieures comparées au FPGA.

2. Processus complet de re-clock avec conception FIFO, applicable à toutes les entrées. Ainsi, les données de sortie restent parfaitement synchronisées avec le signal d'horloge pour éviter tout jitter.

3. Suréchantillonnage intégré 2X, 4X et 8X et filtres numériques ainsi que 4 modes NOS authentiques différents (filtrage analogique 6 dB uniquement). Vous pouvez ainsi configurer l'appareil selon vos souhaits !

4. Conception spéciale intégrée pour simuler le son des disques vinyles.

Amplificateur discret intégré excellent et véritable

Le dernier étage du signal est constitué des étages de sortie analogiques, qui ont une influence décisive sur la qualité sonore finale du DAC. 

Après la conversion D/A par les modules R2R D/A, le signal analogique est transporté par des étages de sortie à transistors entièrement discrets et appariés.

Les étages de sortie ACSS haute vitesse spéciaux sont sans rétroaction et contrôlés en courant. 

Ils sont si particuliers car presque tous les autres designs doivent convertir plusieurs fois le signal de courant en tension et inversement, ce qui entraîne moins de détails et une scène sonore moins définie.

Les étages de sortie disposent de deux paires de transistors de 15 W offrant une forte puissance de pilotage. Le design différentiel diamant empêche les distorsions de commutation, fonctionne en classe A, mais ne consomme pas beaucoup de courant au repos. Le mode de pilotage équilibré supprime le bruit et les distorsions et améliore la scène sonore, le fond sonore et la transparence, etc.

Conception de l'alimentation haute performance

Au total, 5 groupes d'alimentations ultra-rapides et extrêmement silencieuses assurent une alimentation très propre des parties numériques du DAC. Pour les amplificateurs analogiques, deux groupes d'alimentations purement en classe A sont intégrés, ce qui rend le son plus transparent et plus analogique.

Détails techniques