klik hier voor de info van Hans

“Goed geluid is nog geen muziek”
Kan cd-geluid natuurlijk klinken? Het is een vraag die me al heel lang bezighoudt.
Zelfbouwprojecten met de hightech Sabre en Wolfsonn DAC chips brachten veel goeds
en moois, maar niet de voldoening die ik zocht.
Squeezebox streamer met Wolfsonn DAC opstelling en Lundahl uitgangsstrafo’s
De les die ik leerde is dat goed geluid nog geen muziek maakt. In eerdere jaren had ik
ook geëxperimenteerd met varianten van de TDA1543, de wel bekende non
oversamplings economy dac chip van Philips. Dat ding bleef maar in mijn gedachten
spoken, omdat het zo bijzonder lekker muzikaal en natuurlijk klonk.
Bouwdoos met squeezebox streamer met TDA1543 DAC
Het ging me langzaam dagen dat natuurlijkheid een sterke relatie heeft met wat er
binnenin zo’n DAC gebeurd. Maar wat is het dan? Als muzikaliteit na de DAC weg is ben
je de klos. Dan kunnen alleen buizen en veel kool de sfeer er nog een beetje inbrengen.
Ik heb er experimenten mee gedaan en heb er zo mijn gedachten over die niet door
iedereen op prijs worden gesteld.....
Experiment met grafiet (kool) in de signaalweg (Beter bekend als het
‘potloodexperiment’)
Oversampling is wat mij persoonlijk betreft de grootste miskleum uit de
audiogeschiedenis na de introductie van de CD en het gaat maar door. Oversampling gaat
uit van een theorethische benadering hoe geluid er elektrisch uit moet zien. Maar we
weten inmiddels allemaal dat beleving en emotie in geluid meer is dan technische spec’s.
Het is bijna iets mystieks, iets biologisch. De ‘gehakt’ aanhangers gaan zelfs zover dat
ze hun set laten ‘ordenen’ met invloeden uit hogere energiesferen.
Ik voed mezelf met de gedachte dat we als mens geen klank horen maar dat onze
hersenen klanken herkennen, vanuit de evolutie van de mens opgeslagen in het oude
brein. Waarom horen we bv. onmiddelijk het verschil tussen een goede en een valse
toon? Ik veronderstel dat ons brein zeer kien is op herkenning. Het snel kunnen
onderscheiden van klanken kan in de natuur namelijk leven of dood betekenen. (vechten
of vluchten) Het herkennen van authentieke geluiden in de hersenen moet derhalve een
razendsnel en getraind proces zijn. Vandaar dat we van live klanken ontspannend kunnen
genieten. Het kost ons weinig moeite ernaar te luisteren. Bij niet authentiek, vals of
storend geluid ‘kraken’ de hersenen. Ze hebben moeite met herkennen en we worden
geirriteerd en luistermoe. Hoe zit dit in de ingewanden van een DAC?
Samples op een cd zijn momentopnamen van het origineel. iedere 20us een sample met
een resolutie van 16 bits. Het hoogst haalbare wat we onze hersenen authentiek kunnen
aanbieden zijn deze samples netjes weer op tijd achter elkaar gezet en met de juiste
amplitude. Dit principe noemen we non oversampling. Onze hersenen hoeven dan alleen
de samples te verwerken en aan te vullen uit het geheugen. Bij oversampling wordt meer
gefocussed op de ontbrekende informatie. Er worden extra samples aangemaakt. Door
o.a. interpolatie (schatting) worden hiervoor aannames gedaan met een kleine
foutmarges. Om het wat technischer te zeggen onstaan er minieme foutjes in het
tijdsdomein cq. de fase. Dit veroorzaakt m.i. eerder 'verwerkingstress' in de hersenen
dan herkenning. We kunnen ons beter concenteren om de samples die goed zijn netjes
weer te geven. Thats all there is.
De samples van de CD terugzetten lijkt eenvoudiger dan het is. De samples moeten in
tijd en amplitude weer precies achter elkaar worden gezet. Een chip die dit kan op
niveau is de TDA1541. De TDA1541 is een 16 bit NOS dac met een goede stabiele
stroombron als uitgang. Speciaal ontwikkeld voor dit doel (Philips snapte het heel goed!!)
Klaar zul je denken, maar helaas niet. Het toepassen van deze chip in een schakeling
blijkt niet eenvoudig. In een elektronisch circuit staat de chip namelijk bloot aan ruis.
Ruis van de voeding en (digitale) ruis die de chip zelf genereert. Ruis veroorzaakt fouten
in het tijdsdomein (jitter) en maskeert informatie van de LSB’s en zorgt voor stress. In
cd-spelers van weleer waar deze chips gebruikt werd, valt meestal het prettige
natuurlijke karakter van de klank onmiddelijk op. Echter ontbreekt het vaak aan
detaillering. Daarom dat deze chip een beetje uit de gratie raakte. Wist je dat een
gewone goede kwaliteit cd-speler maar met ca. 6-9 bits resolutie speelt van de 16?. Dit
is als volgt uit te leggen. Stel dat er bij normaal luistervolume ca. 1 volt uit je DAC komt.
Bij een 10 bit resolutie is de spanningvariatie van de LSB dan al onder de 1 mV (1
volt/1024 (2 tot de macht 10)) De gemiddelde ruisdrempel in een installatie is meestal
al op of boven de 1 mVolt. De hogere bits verdwijnen dus volledig in de ruisdrempel.
Daar kun je voor duizenden euro's poespas rond bouwen, waar je alleen dat ruisspectrum
mee beïnvloed om zogenaamd beter geluid en meer detaillering te krijgen. Dat wilde ik
beter hebben in de dac, dat moet beter kunnen. Hier begon een nieuwe zoektocht en
avontuur met John Brown.
In de zoektocht naar verbeteringen rondom de toepassing van deze chip stuitte ik via
een forum op John Brown van ECdesigns. John, een ras-electronicus, was al langer bezig
met deze chip en had al verschillende schakelingen gebouwd. Wat mij direct aansprak
was zijn focus op het aanpakken en elimineren van alle vormen van ruis en ongewenste
invloeden binnen de schakeling om zoveel mogelijk bits (resolutie/detail) te redden en
de timing van de samples zo min mogelijk te verstoren. Daarop volgde een elektronische
zoektocht die zijn weerga niet kent. De eerste printversie van de DAC was de MK1. Het
duurde 2 jaar. Luisteren, aanpassen, luisteren, aanpassen, luisteren, aanpassen,
luisteren, aanpassen. De grenzen van de elektronica werden opgezocht evenals de
grenzen van meetapparatuur. Ode aan John Brown voor zijn zeldzaam scherpe en
kritische kijk op de eigenschappen van elektronica componenten. Uiteindelijk zijn we nu
bij MK7 beland. Met een bereikte ruisdrempel van slechts nanovolts wordt de maximaal
haalbare bitresolutie en optimale timing bereikt. Dit resulteert in een zuivere
natuurlijke analoge klank met een werkelijk adembenemend detailniveau.
Om een voorbeeld te geven van de excentrieke benadering van perfectie. De omzetting
van stroom naar spanning op de uitgang van de dac gebeurt met een 500 ohm weerstand.
Deze weerstand mag geen enkele capacitieve of inductieve eigenschap hebben. Na het
proberen van de meest exclusieve exemplaren over de hele wereld blijkt geen enkele
weerstand hieraan in voldoende mate te voldoen. Het moet perfect zijn. Daarom
wikkelde John zelf zijn ideale weerstand:
Het gaat te ver om hier alle details van de schakeling en het verhaal en de keuze erachter op te
sommen. Het zijn er veel. Elk component zit bewust op z’n plek. Elk component en zijn
opstelling heeft zijn eigen verhaal. De Dac module werkt alleen op een I2S ingangsignaal.
ECdesigns levert de DAC module alleen werkend gecombineerd met een SD-card player.
Deze complete spelers komen medio 2012 beschikbaar voor verkoop. Onlangs hebben we
mijn streamer oplossing met squeezebox getest naast zijn SD-card speler en er was geen
hoorbaaar verschil in geluidkwaliteit. De DAC module kan los worden geleverd en als
compleert spelend streamerconcept bij ondergetekende. Je kan alles ook zelf maken. Alle
informatie is openbaar.
p.s. (Voornoemd verhaal berust op persoonlijke ervaring en inzichten en is derhalve niet
wetenschappelijk. Opmerkingen ter correctie/verbetering/aanvulling zijn welkom)