Обзор плеера hifiman 603

Дизайн и управление

Внешний вид 60х-серии HiFiMan давно уже стал каноничным и достоин помещения в палату мер и весов как образец типичного аудиофильского плеера. Достаточно крупный кирпичик из глянцевого пластика выдержан в откровенном ретро-стиле. Золотистые элементы управления на передней панели и переключатель коэффициента усиления отсылают нас к золотому времени HiFi-техники 70-х годов. На фронтальной стороне плеера разместились следующие элементы управления: четырехпозиционный квадрат навигации с вписанной в него кнопкой подтверждения, средненький по качеству цветной экран и три переключателя, отвечающих за включение, блокировку кнопок и временное отключение звука. Самое забавное в том, что кнопка включения не является переключателем, ее надо просто сдвигать до упора для включения/выключения.

Верхняя панель содержит выходы: линейный и для наушников, а также регулятор громкости. У 603 он полностью аналоговый, сделанный в виде колесика, как в старых радиоприемниках.

Меню плеера представляет собой шедевр минимализма: никаких продвинутых функций, только самый базовый минимум. С другой стороны — разобраться с этим весьма несложно. Плеер в целом неплохо управляется одной рукой.

Благодаря оптимизации схемы питания время работы плеера заметно улучшилось, у меня во время тестирования он проработал на одном заряде 10 часов 40 минут, что очень здорово на фоне короткоживущего 601.

Немного о препарировании

Плеер состоит из двух плат. При откручивании задней крышки плеера перед вами предстанет плата с аналоговой частью. Нижняя же плата выполняет все цифровые функции. 

Чтобы не заморачиваться с самостоятельным изготовлением аналоговой платы, было решено просто выпаять все компоненты. Такое решение, как и сама идея о переделке, возникли после жесткого падения плеера на бетонный пол.

На плате были оставлены выходные разъемы и крутилка громкости. Так же остался разъем для соединения с нижней платой. С нее приходят питание и три провода цифровой шины I²C. По этой шине музыка в цифровом виде приходит на ЦАП.

Каждый узел, использованный в пути сигнала мы рассмотрим отдельно. Порядок рассмотрения будет идти по пути следования сигнала. 

Звук

Для прослушивания плеера использовались следующие наушники:

• HiFiMan Re600
• HiFiMan HE560
• Philips Fidelio X1
• Dunu DN-2000
• Lear LUF-4F
• Rhapsodio RTi1
• Ambient Acoustics AM10

В целом звучание 603 ближе к нейтральному, с небольшим уклоном в темный звук, благодаря использованию мультибитного ЦАПа подача получилась очень музыкальной и слитной. 603 — это плеер, на котором не хочется ловить отдельные детальки звучания (хотя и по детальности он неплох), он обрушивает на слушателя мелодию целиком, во всей ее полноте.

Бас у 603 весьма глубокий и музыкальный, ему чуть-чуть не хватает разрешения, но это вписывается в общую манеру подачи плеера, да и слышно это только на арматурных наушниках с высоким разрешением, так что это стоит считать скорее не недочетом, а задумкой создателей. За счет немного уменьшенного разрешения НЧ основа мелодии кажется более слитной и на живых жанрах воспринимается очень приятно.

Верхние частоты — шаг вперед по сравнению с 601, они более детальны, достаточно хороши количественно и не утомляют. Я привык к большей детализации ВЧ, характерной для дельта-сигма ЦАПов, но если вы как огня боитесь сибилянтов и яркого звука — 603 станет для вас спасением от этих «жутких напастей».

Цифро аналоговый преобразователь (ЦАП)

Как известно ЦАП занимается трансформацией приходящих циферок в аналоговый электрический сигнал. Использованный в плеере ЦАП — TDA1543 является урезанной для портатива версией любимого многими TDA1541. На форумах очень часто можно встретить высказывания о том, что в исходном состоянии плеер HM-601 имеет довольно «темный» звук и что ему не хватает воздушности, прозрачности и объемности в ВЧ диапазоне.

Основной вклад в сложившееся мнение вносит примененный ЦАП. Поэтому его мы заменим на чуть более продвинутый вариант — TDA1387. Если верить документации авторов чипа, то в «этом ЦАПе применена система калибровки выходного тока, которая очень эффективно компенсирует ошибки преобразования».

Этот ЦАП так же работает по шине I²C и рассчитан на однополярное батарейное питание от 3 до 5 вольт. Но многие рекомендуют разгонять его до предельного напряжения в 5.5 вольта. Так он еще не сдохнет, а звук будет плотнее и вкуснее.

Выхлоп для ЦАПа

ЦАП имеет несиммитричный токовый выход. Для дальнейшего использования сигнала необходимо преобразование тока в напряжение. В документации на сам ЦАП, для этих целей предлагается использовать стандартную схему на ОУ.:

Такой преобразователь ток-напряжение на ОУ подробно рассмотрен в .

Преобразование на резисторе

Но если мы хотим выжать из ЦАПа максимум, то лучше использовать для преобразования просто резистор. Полученное на резисторе напряжение необходимо усилить. Для этого была использована схема неинвертирующего усилителя:

Такая схемотехника имеет существенно приимущество над классическим i-u преобразователем, приводимым в даташите. Главным достоинством можно назвать отсутствие фазовых искажений, убийственных для звука . Чем такая схема лучше и зачем нужны конденсаторы читаем в статье: Резистор для ЦАП с токовым выходом.

Фильтр низкой частоты

Сигнал получен и усилен. Теперь из него следует вырезать все частоты лежащие выше слышимого диапазона. Это является обязательным требованием теоремы Котельникова о дескретизации сигнала.

В идеале необходим фильтр с частотой среза 20кГц , обеспечивающий затухание более -40дБ к частоте 40 кГц. На практике же такое труднореализуемо. Да и портативность конструкции накладывает ряд ограничений.

Можно пойти самым простым путем и использовать RC цепь, включенную в ОС операционного усилителя. Так мы получим ФНЧ первого порядка. Он имеет хорошие фазовые характеристики, но слишком плавный спад.

Еще одним вариантом может стать ФНЧ Баттервота второго порядка. Спаяв и отслушав такой фильтр, сразу стало понятно, что использовать его не стоит. Фильтр Баттерворта имеет приличный загиб фазовой характеристики при приближении к частоте среза. Приводит это к тому, что самые высокие частоты, которые должны звучать очень широко и создавать воздушность, заворачиваются к центру. Трудно это описать. Вообщем про объемный звук можно будет забыть…

ФНЧ на гираторах

Тяга к возвышенному сподвигла перелистать немало страниц текста. Великолепное решение ФНЧ для ЦАП и АЦП было найдено в закромах документации от Burr-Brown. Они предложили использовать для таких фильтров гираторы. Гиратор — это схемное решение, позволяющее посредством конденсатора и ОУ реализовать свойства катушки индуктивности.

Такая схема является аналогом RLRC фильтра третьего порядка с частотой среза 40 кГц. При этом она имеет идеально линейную фазовую характеристику до 20кГц и достаточно крутой спад. Читать подробнее: ФНЧ для АЦП на гираторах.

Для согласования достаточно высокоомного выхода фильтра со следующим каскадом необходим буфер. В качестве буфера использован обычный повторитель напряжения на ОУ.

Далее сигнал поступает на регулятор громкости. Использован резистор номиналом в 50 кОм.Хотя для уменьшения шумов можно и 22 кОма поставить. С движка переменного резистора сигнал поступает на усилитель для наушников.

Питание — важный вопрос

Любой активный элемент, буть то лампа, транзистор или микросхема по своей сути являются модуляторами напряжения питания

Крайне важно, чтобы источник питания мог обеспечивать достаточную величину тока при заданном напряжении

Сегодня многие микросхемы могут стабильно работать начиная с напряжения ±2.5 В. Но большее напряжение несомненно дает значительный прирост в качестве звука. Для цапа нужно хотябы 3, но лучше 5 Вольт.

А какой ток требуется для питания? суммарно аналоговая часть включает в себя 6 сдвоенных ОУ и ЦАП. Типичное значение потребления каждого корпуса составляет 5-6 mA. Будем считать, что суммарно нужно 50 mA. Помимо этого мы хотим иметь на выходе каждого канала ток до 50 мА. Логично, что источник питания должен обеспечивать ток до 150-200 мА по положительному и отрицательному напряжению.

Изначально питание было реализовано на инверторе напряжения MAX660. Но ее максимальный выходной ток составляет 100мА и это при просадке напряжения в 0,35 В. Напряжение питания же получается ± Uбатарейки. Соответственно размах напряжения падает вместе с разрядкой батарейки. Другим потенциальным кандидатом могла стать TPS65133, но увы ее не удалось приобрести.

На данный момент решение было найдено в готовом модуле dc-dc преобразователя с АлиЭкспресс. Можно заказать такой модуль на 5 или 6 вольт, а перепайкой резистора R1 получить ±5.5 вольта. Что отлично и для ЦАПа и для ОУ. К тому же такое напряжение оптимально при питании от аккумулятора, да и теперь напряжение питания не зависит от разрядки аккумулятора.

Стоит такой модуль всего 3$. Имея размеры всего 25×16.3×6.6 мм он на отлично справляется со всей описанной выше электроникой. Получил уже пятый такой модуль — никаких проблем. Заказывать рекомендую в магазине производителя модулей eletechsup Outlet Store на Алиэкспресс.

Совместимость

Не знаю, какой у 603 выходной импеданс, цифру я не нашел, но с многодрайверными арматурными наушниками, на мой слух, он не очень дружит. Если что-то вроде Gr01 или Nails 2×2 на сдвоенных драйверах он еще раскрывает неплохо, то более сложные конфигурации с многополосным кроссовером звучат как-то очень несбалансированно, ВЧ становятся сильно резкими, в общем — не для этого плеера звук.

Феерично хороши с 603 наушники HiFiMan, выпущенные в одно с ним время. Если вам где-то посчастливится прихватить Re272 в хорошем состоянии — рекомендую это сделать, они и сами по себе удачны, а с 603 особенно. Впрочем, современные Re600 также отлично с ним сочетаются, равно как и другие качественные «динамы» (Ostry, отдельные модели Fischer Audio).

NailsMyst

В целом главное достоинство 603 — энергичность и целостность подачи, поэтому наушники должны не пытаться разложить звук на составляющие и подать его в виде отдельных частей. Жанрово плеер тяготеет к живой музыке, тяжелой и не очень, а с хорошими концертными записями его манера подачи вообще творит чудеса.

Заключение

Полученный результат превзошел все ожидания. Звучание стало настолько глубоким, детальным и объемным, что я по новому открыл для себя музыку. Меня до сих пор не покидает впечатление, что раньше я слышал музыку совершенно по другому.

Как я мог ее слушать в том ужасном качестве, что дает любое бытовое аудиоустройство?

В ходе тестов и определения номиналов деталей сначала напаивал все на макетке. Когда более менее определился со схемотехникой развел по быстрому печатку. Лень было напрягаться поэтому питание кинул проводами. Развести нормальный вариант платы все никак не хватает времени… Но выглядит эпично 🙂 Конечное фото добавлю чуть позже, пока что покажу как все это выглядело в процессе разработки.

Из минусов — быстрый разряд аккумулятора, который кстати тоже был заменен на аккумулятор емкостью 2200 мА*ч. Полной зарядки хватает на 6-7 непрерывного пользования. Если музыка в лосслесс форматах, то время эксплуатации сокращается еще на час.

Но оно того стоит!