Знаменитые своим звуком компьютеры Power Macintosh G3 (blue & white) 1999 года стали редкостью, если они сейчас и появляются в продаже в России, то стоят несоразмерно дорого. Мой последний рабочий экземпляр пока работает, хотя и требует периодической профилактики, однако мысль о том, что в случае выхода из строя материнской платы ее нельзя будет заменить, откровенно напрягала. Для подстраховки было решено собрать другой вариант системы на более доступной основе — миникомпьютер Raspberry PI 2b с платой Hifiberry DAC-ADC pro 2016 года.
Главный недостаток современных компьютеров — умопомрачительная сложность применяемых в них микросхем и оборудования для их изготовления, в результате чего звук таких систем чаще всего оказывается замыленым и закрытым. С другой стороны, миниатюрная плата Raspberri в сравнении с Mac G3 имеет плюсы, в какой-то степени компенсирующие ее врожденные недостатки:
- возможность использовать самодельный аналоговый источник питания
- меньшее количество деталей
- процессор без панельки и кулера
- твердотельный жесткий диск
- один внутренний разъем (в G3 семь внутренних разъемов)
- самодельный корпус из правильных материалов в соответствии с необходимой направленностью
- открытое программное обеспечение с возможностью управления аудио программами через терминал
Схема новой системы изображена на рис 1.
Коммутация
Современные АЦП и программы предназначены для работы со стерео и многоканальным сигналами, тонкости моно звучания никому не интересны — работает и ладно. В итоге наилучшее качество моно получается, если просто писать сигнал на один стерео канал, другие варианты (включая аналоговые) имеют в той или иной мере худшую ясность звучания. Контроль и прослушивание такого «одноканального стерео» возможен с помощью переключателей S4 и S5, которые коммутируют рабочий моно вход на оба канала усилителя, а в стерео режиме позволяют менять каналы местами.
В отличие от Mac G3, при закорачивании входов Hifiberri принципиальных потерь ясности не возникает (более удачные по направлениям выводы и внутренняя разводка входов микросхемы АЦП), выключатель S1 позволяет записывать моно сигнал на оба стерео канала — в некоторых ситуациях такой вариант оказывается предпочтительным по звуку. Входной моно сигнал при этом подается на разъем J2.
Схемотехника Hifiberry предельно проста, при этом у нее отсутствует специальный чип, который организует сквозной канал между независимыми АЦП и ЦАП (и это правильно). Коммутацию сигнала с АЦП на ЦАП можно организовать программно, однако качество звука и ограничения в использовании такого метода хуже аналогового варианта. Переключатель S2 позволяет прослушивать сигнал со входа во время записи напрямую в аналоге, здесь качество будет зависеть только от того, насколько точно вы сориентируете все детали и провода.
(!) Компоненты переключателей, разъемов и регулятора громкости были тщательно подобран так, чтобы их направленность соответствала контурам. В процессе работы над контактами переключателей подтвердилось одно из необычных свойств векторов — окраска и параметры вектора между любыми двумя точками А и Б на поверхности плоского проводника остаются неизменными, даже если между точками А и Б удаляется часть металла. Это одно из множества подтверждений тонкой (не электрической) природы направленности.
Блок питания
Трансформатор блока питания намотан на Ш железе 1930х, в обеих вторичных обмотках соблюдена направленность в ущерб правильному направлению намотки «по часовой стрелке» в одной из обмоток (наилучший вариант, который можно получить с броневым сердечником см. Симметричный трансформатор). Использовано двухполупериодное выпрямление (мост звучит хуже из-за двух дополнительных диодов). Функцию выпрямителей выполняют ранние германиевые P-N-P транзисторы П4 с правильно направленными медными основаниями и шляпками.
Стабилизатор сделан «в подвале» чтобы использовать тот же П4 в качестве регулятора напряжения и обвязку на старых, маломощных германиевых P-N-P транзисторах. Сигнал ошибки берется с TL431 из старых запасов, которая в тестах показала себя лучше вариантов стабилизаторов с использованием общепринятых 7805 из тех же ранних запасов.
(!) Качество звучания стабилизатора во многом зависит от тонких свойств регулирующего транзистора и выпрямителей, в чем П4 оказался вне конкуренции. Это не значит, что обвязка не имеет значения — испортить звук хорошей системы можно и одним неправильно сориентированным компонентом, в то время, как получить живое и ясное звучание системы в целом можно только на уровне наихудшего ее компонента (с поправкой на некий, сложно вычисляемый «коэффициент влияния»).
Для питания Raspberri PI 3в рекомендуется источник 5 вольт 2-2.5 ампер, однако у моей платки потребляемый ток оказался в среднем — 750 мА, с максимальной USB нагрузкой — 1А, что выяснилось после того, как корпус с большим радиатором был уже в работе. Радиатор было решено оставить, хотя по факту выпрямители на P4 на него можно было вообще не ставить, а его размер можно было уменьшить в два-три раза.
(!) Массивный радиатор заметно влияет на звук и должен подбираться по звучанию и по направленности. Мой экземпляр имел направленность снаружи-внутрь, поэтому его пришлось развернуть ребрами внутрь корпуса.
Расположенная на плате Rasspberri схема защиты шины питания не используется — питание подано в точку PP7 (см. фрагмент схемы выше).
Усилитель
Усилитель на TEA 2025 был взят от компьютерной колонки 1990х, коэффициент усиления схемы был снижен с помощью резисторов R11 и R12. Все лишние детали с платы были удалены, оставшиеся тщательно подобраны по звуку и направлению, плата подпилена и закреплена прямо на лицевой панели рядом с разъемами и переключателями с целью минимизировать количество соединительных проводов.
Компьютер
Дублирование земли и питания старыми проводами сделано только в тех точках, где его положительное влияние было наиболее заметно. Слепое дублирование всех дорожек, как это было сделано в G3, наряду с проявлением мягкой винтажной окраски может вызывать потери ясности если направление провода-дубля и вывода детали на плате противоположны. По хорошему, перед слепым дублированием надо ориентировать все припаянные к шине детали, что далеко не всегда возможно.
В АЦП HiFiBerry заменены разделительные конденсаторы и установлены стабилитроны защиты входов от возможного кратковременного перенапряжения, возникающего в выходном каскаде лампового корректора. На выходе ЦАП конденсаторы ФНЧ заменены на электролиты 1970х, подобранные с направлением от плюса к минусу. Так-же заменены резисторы 470 Ом, включенные последовательно с выходом АЦП. Исключить их не получилось — в случае высокой емкостной нагрузки (например, длинный соединительный кабель) без этих резисторов микросхема начинала шуметь. На замену установлены советские резисторы 1970х у которых все четыре элемента (корпус, резистивное покрытие и оба вывода) были направлены в одну сторону.
Внешний USB накопитель 128gb, используемый для хранения музыки, был разобран, чип памяти был припаян прямо к контактам платы. Питание чипа взято напрямую со стабилизатора 5 вольт (провод в белой изоляции на фото). Интересно, что чип памяти USB 128 Gb занимает сегодня в 2500 раз меньший объем, чем 3,5 дюймовый винчестер 25 летней давности, технический прогресс впечатляет.
Из-за простоты конструкции Raspberry, USB клавиатура и мышь влияют на ее звук сильнее, чем в обычных компьютерах. Соответственно, было протестировано с десяток разных клавиатур, мышей и шнуров. Шнур и разъем для мыши в итоге был спаян вручную. По ходу дела было определено предпочтительное направление проводов USB интерфейса — земля и оба провода данных от компьютера к потребителю, питание — от потребителя к компьютеру.
Корпус
Для удобства доступа к деталям корпус сделан полностью разборным, детали корпуса подобраны и состыкованы таким образом, чтобы расхождение их векторов в местах контакта с соседними элементами не превышало 90 градусов в каждой из трех проекций, все плоскости сориентированы «изнутри наружу». Боковые стенки и дно — из клена естественной сушки, покрыты шеллаком. Передняя и верхняя панели — из меди, вырезанной из какой-то старинной кастрюли, шурупы подобраны с направленностью изнутри-наружу.
Результаты
Показывает Raspberri не так четко, как Mac G3, что говорит о многом, так как ясность звучания компьютера практически всегда коррелирует с ясностью генерируемого им изображения. Разница частично может быть связана с использованием в Raspberry переходника HDMI-SVGA и тем не менее. С другой стороны улучшением видео я не занимался, хотя при желании его вполне можно улучшить пользуясь теми же законами, что и в аудио — контуры, винтаж и тд.
Звук поначалу не дотягивал до грудного, богатого тембрами звука G3, выровнять ситуацию удалось после двух работ над ошибками в разводке земель и питания, подборе деталей, особенно впечатлили улучшения после впайки USB флешки прямо в плату с исключением стабилизатора тока. Как результат — получилось настолько близкое по качеству звучание, что с учетом всех удобств Raspberry выбор пал именно на нее. Эпоха G3, похоже, на этом закончилась, хотя на все 100 до сих пор не уверен. Моя последняя, оставшаяся в живых материнская плата G3 не самая лучшая по звуку, возможно попадется более удачный вариант.
Антон, приветствую.
Есть вопросы.
1. Корректор сделан для согласования выхода головки и входа АЦП, согласования по требуемому сигналу или необходима коррекция сигнала?— вопрос от друга из Германии.
2. Мышь, клавиатура, монитор. У меня в микрокомпьютере при проигрывании я выключаю питание монитора кнопкой на самом мониторе, мышь и клавиатура подключены беспроводные, также после запуска программы я выключаю питание мыши и клавиатуры на самих устройствах. В таком случае подключенные шнуры для монитора, датчика для мыши и клавиатуры будут производить помехи/ухудшения звуку?
3. Корпус. Исходя из принципа минимизации и откинув мысли про сохранность устройства, какой вариант предпочтительнее для звука всё-таки — размещение на подобранном шасси или в полном корпусе?
Заранее спасибо за ответ.
Здравствуйте!
Слушать лучше без корректора, так звук всегда честнее. При записи часто приходится корректировать НЧ/ВЧ особенно на шеллаке, там у разных пластинок отличия в десятки ДБ бывают на разных частотах.
Да, конечно, но каждый такие вещи воспринимает индивидуально. Послушайте музыку, повтыкайте-повытыкайте, если ничего не происходит или разница не принципиальна, то и со шнурами норм. В аудио вообще нет общих советов для всех, каждый слушает свое.
Зависит от того, какое шасси и какой корпус. «Принцип минимизации» действует только при прочих равных.
Антон, приветствую. Спасибо за ответы. 1. Понятно. Из-за разницы этой и многообразия жанров аналог и цифра (от 78 до 32/352,8) у меня не получается использование одного комплекта аппаратуры для съема сигнала — ни в виниле, ни в цифре. 2. Согласен. Да, надо протестировать. Вопрос связан с пониманием конечного результата. Значит, «должны» влиять и шнуры в пассивном состоянии, если правильно понял. 3. Шасси из дерева старого — толщина 15 мм. Покручу-поверчу по всякому во всех вариантах. С доской вариантов немного, можно все перебрать. Кроме размещения платы микрокомпьютера не предусматривается больше ничего. В таком варианте стоит организовывать стенки и крышку — Вы бы стали это делать, если не рассматривать аспект безопасности компьютера?
Да, шнуры влияют и с нулевым током, — ток вообще никакой прямой причинно-следственной связи с тонкими вещами в аудио не имеет: направленность, окраска итд — все это проявляется одинаково, как в цепях с током, так и без, как в цепи сигнала, так и в питании, как в аналоге, так и в цифре. Поправка здесь только в том, что цифровой тракт хуже передает тонкие моменты в аудио, Получить честный и ясный звук в цифре куда как сложнее, чем в аналоге, частично поэтому мало кто обращает внимание на значимость той-же клавиатуры или мыши — разница в компьютерной периферии оказывается непринципиальной или вообще не ощущается.
Если нет выносных кнопок, переключателей и регуляторов, то просто шасси (доска) — наилучший вариант.
Антон, добрый вечер. Спасибо за ответы выше. Я извлёк микрокомпьютер из корпуса. Фото 1-2.Это очень сильно повлияло на звук в лучшую сторону. Меньше повлияло выключение кнопкой сети монитора. Он у меня стоит в отдалении-примерно метра 2 на полу.Ещё меньше на грани слабозаметного повлияло отключение сетевого шнура монитора от сети при уже выключенном от сети мониторе с помощью кнопки сетевой на корпусе монитора. Провода трансмиттера беспроводной мыши и клавиатуры я пока не отключал. Во всех стадиях сделанного эффект ясности в разной степени (как я указал выше) выражен за счет уменьшения «муара» в сч (наиболее заметный эффект), увеличения четкости во всех диапазонах частотных, более естественного расположения инструментов в пространстве (высота, ширина, глубина) и при этом инструменты имеют некую связь между собой-т.е. нет эффекта «стеклянной» детализации, детализации ради детализации — что несомненно (во всех ранее услышанных случаях на различных системах и роликах в интернете) по моему мнению приводит к восприятию музыки как «красиво подготовленного к погребению покойника» и отсутствию главного-живой составляющей. Фото 3 — это все варианты моего цифрового тракта. Филипс 303 твикнутый — удален цифровой фильтр, сделан выносной ламповый клок (справа чуть-чуть виднеется), обрезаны дорожки после цапов и выведен аналоговый сигнал с цапов на ламповый выход на 8 и 9 ках МЭЛЗ 50-х годов цоколь в металле (не перфорированные аноды-перфорация мне не нравится)-расположен сзади Филипса 303 и его не видно. Слева блок питания этого аналогового выхода. Тумблер переключает подачу анодного через два последовательно включенных Д302 (250 вольт) или через два последовательно включенных селеновых выпрямителя. Кенотроны мне здесь не понравились. Есть разные. AZ1, AZ11, RGN 064 — Loewe, Philips, TFK. Но не понравились. В зависимости от записи я переключаю. ОППВ с выпрямителями в минусовой цепи. Выше мой тракт с применением сидюка компьютерного и цапа SMSL 100 на АК — до 32/768. ASUS 2002 года — это лучшее по звуку, что удалось найти из того, что попадалось. И сидюк, и цап запитаны от АКБ при этом 5 вольтовая составляющая через линейный стаб — он слева от сидюка. Цифровой сигнал с выхода сидюка на цап подан по двум моножильным винтажным германским проводкам длиной 20 см. С цапа звук идет по шнуру на базе моножильных проводков. Его делал Олег Руллит в 2005 году. Там две папы RCA и один DIN. В усилителе я использую DIN. Содержание металла в нём меньше. Этим шнуром подключается и ламповый выход с Филипса 303.Фото 4 — так звук лучше, чем с расположением стабилизатора на фото 3. Ещё я проигрываю файлы на PCM рекордере Tascam DR-05 c цапами AK — подключаю его аналоговый выход на вход усилителя. Я его покупал для записи музыки в Питерском джаз баре Дом 7 на канале Грибоедова 7 в 2019-2020 годах, пока он ещё работал под такой вывеской. Сейчас это уже другой клуб. Оказалось, что Tascam довольно неплохо воспроизводит файлы до 24/96. Опять же это вариативность цифрового тракта. Слушал только хорошо знакомую запись — Patricia Barber 1999 Companion, сделанную в формате wav (без упаковщиков-они портят) с фирменного СИДИ диска моего друга его читалкой -Matsushita выпуска февраля 1997 года. Самый отличный читающий прибор, который нам попадался. Не смогли за 25 лет найти лучше. Плексторы не вариант тоже. Это всё, что сегодня за два часа работы удалось сделать. Сейчас я буду потихоньку двигаться дальше. В плане попробовать стаб использовать без деревянного шасси. Подключить снова линейный стаб от АКБ к микрокомпьютеру-сегодня там стоял родной импульсник. Стаб на профилактике-там непропай был. Работал с отключением через час работы. А пока надо послушать разный материал-пожить, как говорится, со звуком. Я так всегда делаю. Не спешу. Надеюсь, эта информация будет полезна участникам чата.
Почему то загрузилось только одно фото-фото 4 по тексту.
Высылаю фото 1. Наверное только одно фото можно приложить.
Фото 2
Фото 3
Всеволод, помимо пятого Оранджа пробовали что-нибудь?
на Орандж не пробовали клок подключать? У меня с клоками как-то не срастается, даже не пробовал ни разу, в принципе не люблю лишнего городить.
Да, у меня был такой и других тоже было достаточно из 90х, померли все.. один остался от Мак G3 1999, но тоже читает не все и не самый удачный.
ПС — вообще аттачменты должны грузиться вместе, я попробовал. Может просто картинки изначально большого размера были, посмотрите, сколько весят все 4 файла вместе, я проверю настройки сайта.
Антон, нет не пробовал Орандж с клоком ламповым. Но движения заметны и в таком виде на нём. Почему Орандж — так получилось. Выбирал недорогой вариант для пробы. Купил бу с небольшим сроком. Это было в 2021 году. Использовал для проигрывания контента в ознакомительных целях в большей степени. Потом Филипс 303-й по недоумению (из-за отвалившегося контакта в клоке ламповом) был «записан» в неисправный типа от умершего процессора-симптомы такие были похоже на это и три года он простоял у меня. Я занимался винилом. Сделал альтернативный тракт с сидирумом вдобавок к Таскаму. Сейчас время пришло Филипсом заняться. Стал готовить его в ремонт и обнаружил отпавший контакт. Запустил снова. Скажу так-303-й это отдельная тема. Как была (просто ранее я её так не воспринимал), так и осталась. Это своя жизнь. А Орандж стал инструментом для файлового контента с высоким разрешением. Самое большое у меня пока DXD 24/352,8. Т.е., наверное, проблема с микрокомпьютерами предыдущих периодов-производительность? Это вопрос. Может быть это не так? Ну и цап тоже исходя из этого. Клок только на 303-м пробовал и использовал. Для него это хорошо. Аттачменты вместе весят 0,6 мБ. Они прошли пересылку друзьям по телеграмм-оттуда и были скачаны на домашний компьютер. Т.е. вообще вес их ничтожен. Когда я добавлял по 1 картинке, почему то отображался только последний загруженный файл, а других не было видно.