Filin IP-328 digital volume

SPDIF digital volume

Или «Цифровой предварительный усилитель
с S/PDIF входом и выходом, версия IP-328».

Продолжение. Задержки это хорошо, но после ЦАПов всегда ставятся многоканальные регуляторы громкости. Если убрать лишний блок на пути аудиосигнала, то это не только улучшит качество звучания, но и сделает аудиокомплекс дешевле. Регулировка уровня сигнала в цифре - достаточно спорное решение. Конечно, с уменьшением уровня громкости падает разрешение системы. Однако, при 24 битовой математике и обычном 16 битовом CD потоке регулировка уровня в пределах 0…-40дБ не приводит к потере полезных данных в потоке. Обычно для компенсации разницы в уровнях записей и регулировке громкости от «громко» до «комфортно» достаточно вдвое меньшего диапазона – оклоло 20дБ. С другой стороны, аналоговый регулятор тоже вносит шумы и искажения (в нём обычно есть операционный усилитель). Также это дополнительные провода и соединения на пути сигнала к динамику. Я считаю, что в данном случае цифровая регулировка громкости даёт больше плюсов, чем минусов. Второй и немаловажный фактор – процесс регулирования уровня. В цифровом виде уровень сигнала не может регулироваться плавно, только ступеньками. Ступенчатое изменение уровня слышно как щелчки при регулировке. Для уменьшения этого эффекта я применил два способа. Первый: изменение громкости всегда происходит малыми шагами (в данном случае по 1дБ). Второй: переключение уровня происходит при переходе сигнала через ноль. Такой подход сделал регулировку уровня в процессе прослушивания музыки совершенно незаметной.

На той же самой элементной базе мне удалось сделать устройство с регулятором громкости и баланса. Выходов два (один без задержек, второй с задержками), но зато есть регулятор уровня и баланса.

Второе устройство из этой серии:

“Filin IP-328 digital volume”

Что он имеет:

- один оптический вход TOSLINK;

- два электрических входа S/PDIF с трансформаторной развязкой;

- три электрических выхода S/PDIF;

- пульт управления на кабеле длиной 5м;

- разъём питания и внешнего управления переключением входов.

Что он умеет:

- принимать входной сигнал в формате S/PDIF с параметрами от 16 бит 44 кГц до 24 бит 192 кГц;

- переключаться между тремя входами как с помощью пульта, так и по внешнему сигналу;

- выдавать на выходе 1 восстановленный входной сигнал без задержек, а на выходе 2 восстановленный входной сигнал с задержками;

- сигнал на выходе 3 повторяет сигнал на выходе 2;

- регулировать уровень выходного сигнала на выходах 1 и 2 в диапазоне от 0дБ до -99дБ с шагом 1дБ;

- он имеет память на 4 пресета и память текущих настроек задержек;

- задержки регулируются независимо от тактовой частоты сигнала в диапазоне 0см-29м (0-82мс);

Технические характеристики:

Питание – от 9 до 16В постоянного тока.

Ток потребления до 100 мА.

Подключение питания: Минус 12 вольт (масса) к чёрному проводу, +12 вольт (зажигание) к красному проводу.

Внешнее управление переключением входов: на разъёме питания и управления синий провод. Не подключённый провод – вход 1 (по умолчанию). Замыкание провода на массу включит вход 2. Замыкание на +12 вольт включит вход 3. Вход будет включён до тех пор, пока будет подключён провод управления.

Внешнее управление громкостью:  на разъёме питания и управления белый провод. Подключить к нему переменный резистор сопротивлением 10 кОм, второй провод от резистора подключить к чёрному проводу. Сопротивление 10кОм соответствует 0дБ громкости, положение 0кОм соответствует -99дБ громкости.

Управление с помощью проводного пульта. Пульт имеет индикатор и энкодер. На индикаторе отображается текущий параметр и подсказа о типе параметра. Энкодер имеет несколько способов управления:

Вращение – регулировка текущего параметра в допустимых пределах.

Короткое нажатие – переключение на следующий параметр в этом меню.

Длинное нажатие – сохранение настроек в памяти или вызов настроек из памяти блока.

Нажать и, удерживая, повернуть – переход на меню уровнем ниже (поворот вправо) или уровнем выше (поворот влево).

После включения питания на индикаторе высветится название и тип блока и он окажется в главном меню.

В "IP-328 digital volume" это регулировка громкости. Поворотом энкодера регулируется громкость от максимума (0дБ) до минимума (-99дБ) с шагом 1 дБ. Короткое нажатие переводит пульт в режим регулировки баланса.

Баланс регулируется от 0 (L- -R) до +-16дБ (L 16 … R 16) с шагом 1 дБ. Короткое нажатие переключает в режим переключения входов. 

Переключаем входы поворотом энкодера от in 1 до in 3.

Если не изменять регулировки некоторое время, пульт переключится в режим регулировки громкости автоматически. 

Длительное нажатие энкодера сохранит установки громкости по умолчанию. После подачи питания громкость и баланс будут выставлены на том уровне, на котором они были в момент сохранения текущих настроек.

Из любого режима можно перейти в меню уровнем ниже (нажать и повернуть вправо): переходим к регулировке задержек. Номер регулируемого канала отображается периодически на индикаторе. CH2L – это “channel 2 left”, левый канал на выходе 2. Соответственно CH2R – “channel 2 right” правый канал на выходе 2.

Поворотом энкодера регулируются задержки. Они сразу же применяются к выходному сигналу и и слышны при прослушивании. При регулировке задержек от скорости вращения энкодера зависит скорость регулирования. При медленном повороте регулируется младшая цифра задержки (мм). При более быстром вращении шаг энкодера увеличивается до второй единицы (сантиметры). При очень быстром вращении шаг энкодера увеличивается до третьей единицы индикатора (десятки сантиметров). Задержки до 10 метров отображаются с точностью до миллиметра, больше 10 метров - с точностью  1см. Такой способ позволяет быстро и точно настроить любую задержку.

Короткое нажатие энкодера переключает каналы регулировки задержек в порядке CH2L -> CH2R -> CH2L.

Длинное нажатие энкодера сохраняет текущие задержки в памяти текущих настроек. Они сохраняются после выключения питания и при новом включении будут применены к выходным сигналам.

Выход из этого меню автоматически при бездействии больше 15-20 секунд или при нажатии с поворотом энкодера влево.

Меню пресетов вызывается из основного меню нажатием энкодера с поворотом влево. На индикаторе отобразится режим сохранения пресетов PSA1 – “preset save 1” или PLO1 –“preset load 1”.

Короткое нажатие на энкодер переключает режим из загрузки пресетов в сохранение пресетов

Поворотом энкодера выбирается номер пресета от 1 до 4.

Длинное нажатие сохраняет пресет в памяти или вызывает пресет из памяти и применяет к текущим настройкам.

Возврат из этого меню возможен автоматически при бездействии в течение некоторого времени или при нажатии с поворотом вправо.

Графическое изображение дерева меню:

Проверка качества регулирования уровня представлена на следующих скриншотах. 

Спектр выходного сигнала на выходе тестового ЦАП при уровне регулятора 0дБ:

Спектр выходного сигнала на выходе тестового ЦАП при уровне регулятора -40дБ:

Спектр выходного сигнала на выходе тестового ЦАП при уровне регулятора -80дБ:

Для проверки момента переключения уровня сигнала я подал на левый канал сигнал с частотой 80Гц, а на правый канал сигнал с частотой 1кГц. И изучаю выходной сигнал в момент изменения громкости. 

Общий вид:

Крупно момент переключения:

Я подал на один вход более сложный сигнал: 80 + 440 Гц и тоже провёл эксперимент с регулированием громкости. Вот момент переключения уровня сигнала:

Если вы не увидели момент переключения, я выделил его в двух каналах:

 

Также я записал музыкальный фрагмент с процессом регулирования уровня в формате WAV и выкладываю ссылку для него: IP328 volume sample. Если интересно, можете скачать и прослушать.

В конце обзора я хочу добавить, что способ внешнего управления громкостью пока не определён окончательно. Возможно он будет изменён для более лёгкой интеграции в аудиосистему автомобиля.

Продолжение следует.