Pioneer DEH-1400UB как источник сигнала Hi-Fi аудиокомплекса?

[Garmin]

В рамках создания собственного аудиопроцессора остро стоит вопрос источника сигнала и интерфейса (регулировка громкости, переключение источников). В связи с этим выкладываю одну свою концепцию. Целиком статья выложена в блоге. Прошу высказать свои соображения по этой концепции.

Часть 1. Поиск концепции.

На самом деле этот вопрос для меня совсем не из ряда праздных розыгрышей. Современная жизнь подтолкнула к поиску источника качественного цифрового сигнала без движущихся деталей. Поиск аппаратов, поддерживающих несжатые форматы аудио файлов, привёл к совсем небольшому списку:
Pioneer MVH-1400UB – бездисковый, точно есть WAV
Mystery MMR-315 – бездисковый, есть видео, может скушает WAV?
JVC KD-X40EE] - эти точно МП3.
JVC KD-X50BTEY - покруче, но с поддержкой WAV.
JVC KD-DV5507 – есть WAV и USB, но старая модель.
Sony DSX-S100 - прячет внутрь флешку, есть AAC
Kenwood KIV-700 - есть WAV, дорогой зараза.
Производители головных устройств, сговорившись, предлагают поддержку WAV только в процессорных магнитолах топовых линеек. Процессор у меня есть, поэтому я сознательно направился в нижние линейки головных устройств. В итоге выбор пал на модель Pioneer – DEH-1400UB (за 68 долларов!) поддерживает WAV, привод СД для совместимости со старой коллекцией. Может ли эта магнитола стать источником высококачественного цифрового аудиосигнала?

Часть 2. Вскрытие покажет.

Для проверки этой гипотезы я приобрёл модель Pioneer DEH-1420UB с зелёной подсветкой. Проверка воспроизведения различных WAV файлов, подсунутых магнитоле, дополнительных бонусов не принесла. Магнитола воспроизводит только 16 битные WAV файлы с частотой дискретизации 44,1 и 48 кГц. Конечно, хайреза здесь не будет.
Проверка аппарата на звуковые возможности не показала ничего удивительного.
Вот спектр воспроизведения синуса 1 кГц:

Вот АЧХ на линейном выходе:


Для такой ровной АЧХ мне пришлось выставить эквалайзер LOW-1, MID+1, HIGH-0, иначе на АЧХ были видны «улучшения» даже при выключенном эквалайзере.
Уровень шумов -52дБ (в основном за счёт ВЧ гармоник), разделение каналов 65дБ.


После вскрытия выяснилось, что места в корпусе не просто много, а очень много:


Основная плата занимает чуть больше половины внутреннего пространства. На остальной площади хоть конём гуляй. Детальки на плате размера 0603 или 0402 – паять будет трудно. На задней панели есть место под два RCA разъёма. Пионер их резервировал под линейные выходы фронта, да сэкономил. USB разъём выведен на переднюю панель. Ничего, я его выведу на шнурок из задней панели для винчестера. Подключение винчестера предусматривался конструкторами – иначе, зачем они поставили стабилизатор USB на 1 ампер? На передней панели есть место под ИК глазок управления – установлю для пульта ДУ на руле. Ещё на основной плате куча неустановленных деталей. От электролитов по питанию до блокировочных керамических емкостей и фильтрующих катушек индуктивности. Да, экономили на этом аппарате по полной программе.

Часть 3. Паяльник вам в помощь.

Анализ сервис – мануала, который открыто лежит в сети, показал, что в цепи аудиотракта стоит дельта-сигма 24 бит 192 кГц ЦАП PCM1753 с динамическим диапазоном 106 дБ. Радио идёт аналоговым способом. Переключает входы, регулирует громкость и тембр фирменная пионеровская микросхема PML022A. Часть структурной схемы магнитолы выкладываю на рисунке ниже:


Для полноценной работы источник сигнала должен выполнять регулировку громкости и переключение входов. Поэтому в систему подключения добавлена шина SPI управления регулятором громкости и селектором входов, а также аналоговый выход радиоприёмника.
Итак, предварительная структурная схема аудиокомплекса с источником Pioneer DEH-1420UB:

---

Полезные темы:

• AIRTONE 2,75 + SOUNDSTREAM SW12RE + PIONEER DEH-1400UB ваше мнение о связке.
• Источник сигнала для Pioneer DEX-P90RS+DEQ P90
• Отключить подсветку кнопок на Пионер deh-1400ub
• Непонятный глюк с Pioneer AVH-P7800DVD
• Линейный вход на Пионере DEN - 010

[Rover]

Ага!!! Вот для чего АЦП был нужОн, а мы караоке...караоке...

В этот корпус можно и проц и много всякого добра напихать.

[Garmin]

Ага!!! Вот для чего АЦП был нужОн, а мы караоке...караоке...

В этот корпус можно и проц и много всякого добра напихать.

Проц вряд ли. Лучше протянуть два коаксиала в багажник и поставить проц рядом с усилителями.
Пионер он предполагается как источник, а процессор - самостоятельное изделие.

[Garmin]

Аналого - цифровой аудио процессор.

Источник цифрового сигнала ценен не сам по себе, а в паре с хорошим ЦАП, а лучше звуковым процессором. Об этом и пойдёт речь в данной статье.


Для достижения максимально качественного звука я предлагаю процессор с минимальной цифровой обработкой. Данная концепция выкладывается как есть, в сыром виде, и не претендует на какие-либо «открытия» в передаче звука. Однако, я думаю, что применение комплексного подхода улучшит информативность автомобильных аудиосистем и получаемое удовольствие от прослушивания.


Структурная схема процессора представлена на следующем рисунке:

Входы.

Поскольку система планируется цифровая, то и входы процессора также цифровые. Основным является вход от магнитолы. Цифровой вход Аукс1 включается при выборе AUX на магнитоле, если в настройках выбран цифровой вход. Если выбран аналоговый вход, то используется аналоговый вход аукс в магнитоле. Там он преобразуется в цифровую форму и передаётся по цифре в процессор. Дополнительный вход Аукс2 активируется при подаче +12 вольт на провод управления. Этот вход предназначен для второго внешнего источника, например плеера или ДВД.
Цифровой поток в формате S/PDIF приходит на приёмник. Здесь происходит реклок, уменьшается джиттер до 50пс и сигнал переводится в форму I2S, 20 бит по умолчанию.

Оперативные регулировки.

После приёмника S/PDIF сигнал проходит через регулятор громкости и баланса. Регулятор построен по принципу сложения со сдвигом. При установке громкости, кратной 6 дБ происходит сдвиг всего слова данных на кратное количество разрядов без изменения значения слова данных. При регулировках, кратных 1 дБ, происходит сложение до 5-ти слов, сдвинутых на необходимое количество разрядов. На выходе регулятора громкости получается 24-битный поток I2S. Надеюсь, такая математика позволит минимизировать влияние регулятора громкости на качество звукового сигнала.
Управление регулятором громкости, баланса и переключение входов процессора осуществляется от головного устройства через шину управления. Предусмотрен также вариант автономной работы процессора. Для этого будет нужен выносной пульт управления с регулятором громкости и селектором входов, как это сделано в процессоре Bit One.

Настройки временных задержек.

Временные задержки всех 8-ми каналов устанавливаются при настройке процессора. Величина задержек может устанавливаться либо группой дип – переключателей на плате блока (это просто, но неудобно), либо при помощи java программы для мобильного телефона через Bluetooth.

Аналоговые регулировки.

После временных задержек сигнал приходит на ЦАП. Здесь я планирую использовать WM8768 – восьмиканальный ЦАП с динамическим диапазоном 103дБ.
Встроенная в АЦП схема Mute позволит избежать установки ключей на выходе, негативно влияющих на звук. Схема выхлопа (после ЦАП-ового фильтра) может быть использована как из даташита, так и любая альтернативная.
Все дальнейшие блоки планируется использовать заменяемые или вообще отключаемые.
Звуковые фильтры будет возможно использовать двух типов:
а) Первого или второго порядка Линквитца – Рили без обратных связей и операционных усилителей, изменение частоты раздела с помощью переключаемых конденсаторов.
б) Фазолинейные фильтры второго порядка по специальной схеме. Частота раздела также изменяется с помощью переключаемых конденсаторов.
Первый тип фильтров обеспечивает наиболее короткий звуковой тракт, второй тип даст построить акустическую систему с идеальным откликом и прямой ФЧХ.
В тех диапазонах, где требуется коррекция АЧХ, возможно установить параметрический однополосный эквалайзер, с регулировкой частоты настройки, уровня и добротности.

Итог.

Таким образом, предлагаемый аудиопроцессор может работать как автономно, так и в паре с источником цифрового сигнала. Процессор в состоянии обеспечить сигналами аудиосистему как с пассивными фильтрами, так и двух-, трёх полосную конфигурацию с моно или стерео сабвуфером. За счёт минимальной цифровой обработки качественнее передаётся музыкальный материал, а за счёт применения фазолинейных фильтров и временных задержек есть возможность построить аудиосистему с максимальным качеством звучания.

[Garmin]

Новости с полей:
Пришли платы из завода. Семь штук (это минимальный заказ).
Одну плату уже собрал и спаял:


Теперь очередь за настройкой программы. Финал уже недалеко!
Немного подробнее у меня в блоге.

[Garmin]

Часть 7. Подключение.

Поскольку места в корпусе аппарата достаточно, установить плату не составило большого труда. Гораздо труднее набраться аккуратности и терпения, чтобы точно припаять все контакты к основной плате CD проигывателя. Из доработок я только добавил пару танталовых конденсаторов 220 мкФ 6,3В на питание процессора и +5 вольт. Также на заднюю панель выведен USB разъём. Нечего флешке делать в передней панели!
Фото подключения платы приведены ниже:

Выходы S\PDIF и UART также выведены гибкими коаксиальными проводами на заднюю панель. Все провода закреплены термоклеем. Он хоть и размягчается при высокой температуре, но всё равно предохраняет тонкие проводники от вибраций, а значит и от отламывания при эксплуатации. В будущем это будет силиконовый герметик.

Часть 8. Настройка и проверка.

Теперь паяльник в сторону, в руки щупы от осциллографа и логического анализатора, и вперёд, к победе! В таком комплексном проекте настройка и проверка всех режимов работы - самое длительное и кропотливое занятие. Но все блоки проверены и на выходе S/PDIF появился, наконец, долгожданный цифровой сигнал!

Самое интересное я приберёг напоследок. Мне удалось внутри логической микросхемы реализовать цифровой регулятор громкости. При установленной перемычке на плате цифровой поток проходит через регулятор громкости. Уровень громкости согласован с положением собственного регулятора CD ресивера Pioneer. Для проверки качества регулирования я включил на воспроизведение сигнал 1 кГц в WAV файле с частотой дискретизации 44 кГц. Подключил цифровой выход Пионера к машине времени-2, работающей в режиме приёмника S/PDIF и передающей сигнал на мой тестовый ЦАП. Измерения проводил внешней звуковой картой EMU-0202. Выставил максимальный уровень -1 дБ в обоих каналах и принялся наблюдать за качеством сигнала при уменьшении громкости. Скриншоты спектров сигнала при различных уровнях громкости прилагаю.
Максимальный уровень громкости:

Далее указываю измеренный уровень громкости:
Уровень громкости -6 дБ:

Уровень громкости -20 дБ:

Уровень громкости -60 дБ:

Боевое прослушивание намечено на новогодние праздники. ИМХО, всё получилось на отлично!

[Garmin]

Часть 9. Прослушивание.

Выспавшись, отдохнув, дав прогреться аппаратуре в течение суток, я внимательно отслушал получившуюся систему.
Предмет изучения: источник звукового сигнала (Pioneer DEH-1400UB, адаптер цифрового выхода (описанный выше), приёмник сигнала S/PDIF на микросхеме WM8804, ЦАП на микросхеме AK4358).
Альтернативные источники: 1) собственный линейный выход того же самого Pioneer DEH-1400; 2) Проигрыватель DVD MARANTZ DV-4360 с доработанным аудиовыходом, имеющий очень хороший потенциал звука, намного выше среднего. К тому же, его звук мне хорошо знаком, я сравнивал его звучание со многими высококлассными аппаратами.
Аппаратура прослушивания: Усилитель без общей ОООС "ФИЛИН", акустические системы собственного производства на динамиках Focal Polyglass V2.
Материал для прослушивания: Оригинальные диски "АудиоМагазин ТЕСТ-CD 1", FOCAL N 4, 5, "Canzoni ...and more", и их копии в виде WAV файлов на USB флешке.
Прослушивание производилось по слепому методу моей супругой (в технике не разбирается, но в музыке слышит очень многое, что мне недоступно), а также собственно мной, в прямом режиме.


Сравнение источников цифрового сигнала: Аудио диск vs Флешка.
Слушали одну и ту же композицию то из компакт - диска, то из флешки. Результат - некоторые композиции звучат ярче при воспроизведении с СД, некоторые при воспроизведении с флешки. Общий результат 50/50. То есть нет преобладания звука от компакт -диска перед воспроизведением WAV файла, записанного с этого же диска. Отлично, можно смело переностить музыкальную коллекцию на твердотельные носители.


Сравнение собственного аудиовыхода Pioneer DEH-1400 vs новый комплекс.
Выставил одинаковый уровень громкости при воспроизведении с обоих источников. Прослушивание показало, что собственный аудиовыход Пионера уступает по всем параметрам новой системе. Сцена становится плоская, послезвучия теряются, высокие частоты приобретают синтетический оттенок. Звук теряет динамику. Новая система хотя и работает в тестовом режиме, но передаёт очень много деталей как в звуковой сцене, так и в частотной области.


Сравнение новой системы с референсным источником MARANTZ DV-4360.
При сравнении воспроизведения компакт-дисков на MARANTZ и воспроизведения WAV файлов на новой системе выявилось преимущество звучания новой системы. Это выражается в более ровной тембральной подаче, когда высокочастотные призвуки не режут уши и не выделяются над среднечастотными звуками. MARANTZ тут проявил свой почерк - некоторая приукрашенность высокочастотного диапазона. Новая система, наборот, проявила максимальную деликатность при воспроизведении сложных композиций - скрипка не "скрипит", а поёт, голос Шаляпина не маскируется шумами шеллачной пластинки, а живёт в другой плоскости. С течением времени уши совершенно не устают от прослушивания и нет желания сделать звук погромче - нюансы музыкального произведения передаются очень аккуратно, точно, без отсебятины. Звук новой системы мне очень понравился, это тот звук, который я хочу слушать у себя в автомобиле.

[engine 43]

Сравнение новой системы с референсным источником MARANTZ DV-4360.

И кто его записал в референсные? Источник с более убогим звуком надо поискать.

[manowar_gub]

Garmin, уточните пожалуйста, с какой целью сравнивали качество звучания wav с flash и cdd при условии что исходник везде в цифре?

[Garmin]

Garmin, уточните пожалуйста, с какой целью сравнивали качество звучания wav с flash и cdd при условии что исходник везде в цифре?

Собственно, для себя, чтобы убедиться в том, что качество CD-AUDIO и WAV одинаковое.

---------- Сообщение добавлено 02.01.2013 в 06:16 ----------

И кто его записал в референсные? Источник с более убогим звуком надо поискать.

Тут вы несколько утрируете. После переделки выходного тракта и чистки питания звук у моего аппарата стал достаточно информативным, передаёт пространство, выровнялась тоналка, даже эмоции появились. И самое главное не в абсолютном качестве этого источника, а в том, что я хорошо знаю его звуковой почерк по сравнению с гораздо более качественными аппаратами. В данной статье слово "референсный" применяется не в смысле "абсолютное качество", а в смысле "с известным качеством", точка отсчёта.