DENAFRIPS HERMES - 拆機&研究

whydan

一般人聽到DENAFRIPS大慨第一印像是他家的R2R DAC，談到他家的DDC就會聯想到GAIA
DENA家的DDC實際上有三台，從最入門的IRIS，HERMES到最高階的GAIA，都是希臘的神祇
HERMES的功能跟GAIA相同，主架構也相差無給，就差在電源跟OCXO的，可以說CP值很高
就在我為了North Star Extremo I2S的問題卡關的時候，突然來這台DDC，真是及時雨

正面，面板是黑色的鋁材，單純LED燈號，功能選擇跟logo，這樣素素的很耐看
沒有開關，插上電源就給電


背面，兩組AES輸出，兩組I2S輸出(HDMI+RJ45)，兩組SPDIF(光纖+同軸)，成雙成對
輸入有49.12M/45.15M時鐘輸入，同軸，光纖，AES及USB輸入，AC座是Furutech自鎖式


底座，四個腳座，頂部再加上軟式的止滑墊


內部，大慨區分為左為電源穩壓，中上是O型變壓器，下為數位處理，右是電源輸入


電源輸入，版上有一顆明緯的交換式5V，他的設計是先通電做電壓比較後再去切繼電器
好處是省一顆電壓切換開關而且不怕使用者切錯燒掉，壞處是PRE-REG的電容耐壓要高


O型變壓器的規格，使用9.5V*2 0.8A跟16V*2 1A共60VA


USB輸入端，先過一顆SMSC的USB PHY USB3300-EZK再輸出到ST的MCU STM32F446
代表USB是自己刻出來的，而不是常見的XMOS方案，不過driver是請Thesycon寫


數位處理的核心是ALTERA FPGA Cyclone IV EP4CE22F17C6N，數位輸入含控制都在FPGA


過隔離後輸入CPLD做時鐘重整，左上兩個時鐘輸入接頭輸入到CPLD，跟內部OCXO做切換
已經內建OCXO了，這少說都是個位數ppm到幾個ppb等級，沒同步的必要的話不需加時鐘
我個人沒有很喜歡OCXO，單就精度來說怎樣都比外接強了


各組輸出前都還有加line driver，也是挺好的


電源穩壓的部分，其實分成三路，上下兩路AC9.5V整流，中間一組16V穩壓給OCXO
橋式整流用二極體並聯去做半波整流而已，再一顆二極體反向接地避免逆流，頭一次看到


輸入之後用TL431+IR的NMOS LR8726 (5.8mohm)做第一階的穩壓
上是穩壓實測4.85V，中是穩壓實測11.25V，下是穩壓成實測7.14V，設計多少要再研究


數位電源端，在外面包了一圈，實際上用了九顆LT1763兩顆LT3045還有小顆SPX3819M5
左邊轉出3.3V*3+5V*1，上面轉出2.5V+1.2V+3.3V*3，那顆SPX3819M5也是3.3V


兩顆3045轉出12V分別供應兩顆OCXO，不過實測只有11V而已，這不是很理想 @@


電容用料的部分，主要使用ELNA RA3 3300uF 35V，輸入端使用NCC KY 220uF 35V


LDO輸出電容使用Nichicon HV 470uF 16V，LT3045輸出使用ELNA SILIMIC II 47uF 25V
我沒有很喜歡在數位電路放SILMIC II


聽感的部分，DDC我不知道要怎麼寫，而且I2S還沒搞定，所以等之後再來補
但是用同軸初聽之下並沒有很理想...我也不知道為什麼 囧

改造的部分：
1. 這台電源跟用料都很兇猛，仔細想了一下我應該只剩LDO輸出的電容可以換而已
LT1763的ESR是上限3ohm，理論上越低越好，所以目前考慮全部都換固態
2. 因為理論上沒有11V的OCXO，比較像抽載太嚴重導致壓降，不然LT3045是設定12V沒錯
LT3045要求低於25mohm才會穩定，Silimic II ESR不低搞不好已經在震盪了，先換固態
如果換了還是不夠補到12V那要調更前頭，但TL431+NMOS的線路看起來怪怪的，要再研究
3. 明緯5V輸出也是用KY 220uF 16V，這個也順便換掉吧，雖然應該沒差

最後聊一下我不喜歡OCXO的原因
OCXO的工作原理是會先加熱到75~85度直接熱平衡(所以叫oven)，來避開溫度變化的飄移
再加上內部的補償線路，可以做到ppb級的精度，但裡面的石晶片會因為長時間高溫衰退
就先前survey的資料來看，大慨一兩年之後就會嚴重衰退到精度跑掉

再來OCXO的耗電流很高，就先前在survey的資料裡，開機會先吃掉0.7A，穩定後0.2A
這麼大的電流單純用來保溫，用上LT3045其實很浪費，而且電流也不太夠(最大0.5A)
以DAC來說，穩定工作後溫度變化不算大，理論上用TCXO就很夠了，當然精度還比不上

以上，給有興趣的朋友做參考

peter1956

晶振在DAC中看的還是短穩
我測過老的貼片晶振，有源晶振，AT切，SC切，單恆溫槽OCXO,雙恆溫槽OCXO，銣鐘都正好一個比一個穩一個數量級
頻率偏差2，3百Hz都正常工作且聽不出什麼差別（頻率精準度不是問題，穩定度就明顯聽得出差別）
以OCXO來說，年偏大約是10Hz內，用10年也不成問題，何況多數OCXO都有一個5V參考電壓可以調整10幾Hz⋯⋯
LT3045可以多顆並連加大電流，或者再加個中功率三級管做擴流，3045用在數位線路還是相當不錯的…
OCXO的電源重點在穩壓後的輸出電容，不必一定要用固態或鉭電容
最近 我們實際測試，鋰電池並上快晴，效果一流，供參考

whydan

原發表者是 peter1956
[B]晶振在DAC中看的還是短穩
我測過老的貼片晶振，有源晶振，AT切，SC切，單恆溫槽OCXO,雙恆溫槽OCXO，銣鐘都正好一個比一個穩一個數量級
頻率偏差2，3百Hz都正常工作且聽不出什麼差別（頻率精準度不是問題，穩定度就明顯聽得出差別）
以OCXO來說，年偏大約是10Hz內，用10年也不成問題，何況多數OCXO都有一個5V參考電壓可以調整10幾Hz⋯⋯
LT3045可以多顆並連加大電流，或者再加個中功率三級管做擴流，3045用在數位線路還是相當不錯的…
OCXO的電源重點在穩壓後的輸出電容，不必一定要用固態或鉭電容
最近 我們實際測試，鋰電池並上快晴，效果一流，供參考 [/B]

好奇有測量圖嗎？一般除了在做Crystal的廠商應該很少人會去做長時間的耐久性測試

頻率偏差到上百Hz聽不出來也是正常，先前同事跑模疑出來要二三千Hz才會開始出現偏移

在聲頻領域用OCXO本來就是件浪費的事，一般會為了他的low phase noise去用，但現在一些TCXO也追上來了，更找不到理由去用這東西

LT3045並聯著用有更多好處，不考慮成本的話我還是傾向用並聯的，用MOS的noise就會變差，上次有看到測量值但忘了存

至於LT3045後面掛鋰電跟快晴，雖然跟我所學有所牴觸，還是感謝您的意見有機會再確試試

peter1956

whydan兄您好
抱歉！我沒說清楚
OCXO的供電，經過比較，無論用線性電源（各種穩壓），開關電源（高級的），最終都不如直接用3.7v鋰電池三顆串聯（不再經過穩壓）來的好聽：寬鬆度，樂器像真度，樂器分離度，人聲情感，音樂感染力…都非常好
OCXO用的是舊貨MV89，DAC是用DCS的Elgar plus與Debussy…

peter1956

關於晶振的量測
我沒有相噪儀
只能用13位頻率計來觀察
0.1秒的gate與P to P經過多次的reset
至少數十次的隨機觀察，仍有一定的參考價值
幾塊錢的晶振，在小數點前就亂跳了⋯⋯
MV89雙恆溫OCXO在通電約4小時後
在小數點後三位都不會跳動（mHz）

peter1956