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Il 1541 è morto, lunga vita al 1541 Empty Il 1541 è morto, lunga vita al 1541

6/5/2015, 10:42
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La strada verso l'MSB è irta di TDA1541
Questo 1541 è una bestia strana. Ascoltarlo senza filtro digitale e con stadio di uscita senza controreazione totale è un'esperienza quasi scioccante. E non necessariamente perchè sia la più bella cosa al mondo mai ascoltata (non mi permetterei mai di dire questo, soprattutto se dietro campeggia sua divinità MSB), ma perchè è un ascolto completamente diverso da quello a cui si è abituati con il digitale. Di solito quello che si trova in un dac è il dettaglio estremo, la pulizia dei suoni, l'analiticità, la linearità, rispetto al corrispondente analogico. Ma con il TDA1541 (implementato come si deve) si rimane spiazzati, non c'è nulla di tutta questa "perfezione" a cui siamo abituati. All'inizio è sconvolgente: si pensa che ci sia qualcosa che non va, per quanto "suona" diverso.

Lo scopo di questo post non è analizzare tecnicamente perchè accade questo. Piuttosto, direi che è una semplice testimonianza di quanto sto ascoltando queste sere. Tra un test e l'altro, una modifica e l'altra, ascolto con attenzione. E' una fase cruciale questa, perchè una scelta sbagliata in questo momento potrebbe rovinare il risultato finale, con la conseguenza di partorire l'ennesimo dac di media categoria che suona mediamente bene. Ed è proprio quello che voglio evitare.

Il riferimento di queste sere è l'MSB, che poi è l'unico dac di un certo livello che mi è rimasto in casa dopo la dipartita del DDDAC. Un riferimento granitico, sul quale mi sono spiaccicato già parecchie volte. E' dura la strada dello sperimentatore. grande sorriso

Ma l'obiettivo non è quello di raggiungere l'MSB, cosa del tutto impossibile. Lui non è altro che il mio contatto con la realtà, quella finestra sul mondo che mi consente di percepire in quale direzione sto andando. Se non mi vedete tornare, vuol dire che mi sono perso.
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6/5/2015, 12:39
Ma morto perché ne hai bruciato uno?
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6/5/2015, 19:46
password ha scritto:Ma morto perché ne hai bruciato uno?

Attento, tu sei già rimasto folgorato dai miei opamp. grande sorriso
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6/5/2015, 19:56
Fondalmente bandAlex è una sorta di diavolo tentatore audiofilo. 
E' tranquillissimo. Non ti propone nulla ma continua a ingolosirti. Continua, piano piano, a scavare.
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6/5/2015, 22:27
mariovalvola ha scritto:Fondalmente bandAlex è una sorta di diavolo tentatore audiofilo. 
E' tranquillissimo. Non ti propone nulla ma continua a ingolosirti. Continua, piano piano, a scavare.
E' un allevatore di scimmie..... grande sorriso grande sorriso grande sorriso grande sorriso grande sorriso
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6/5/2015, 22:31
Ma un TDA1541 gestisce ogni tipo di frequenza? Scusate l'ignoranza, soprattutto penso sia il ricevitore il limite per file ad alta definizione ma voglio essere sicuro che non sia anche il convertitore il collo di bottiglia.
Saluti
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6/5/2015, 22:33
bandAlex ha scritto:Ma l'obiettivo non è quello di raggiungere l'MSB, cosa del tutto impossibile.

Beh bastava dirlo subito... vado ad ordinare un Diamond DAC V grande sorriso

Alex credimi se fossi capace mi piacerebbe molto aiutarti nella scalata al monte Olimpo winner

--


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7/5/2015, 10:56
agenzia.tormenti ha scritto:Ma un TDA1541 gestisce ogni tipo di frequenza? Scusate l'ignoranza, soprattutto penso sia il ricevitore il limite per file ad alta definizione ma voglio essere sicuro che non sia anche il convertitore il collo di bottiglia.
Saluti
Francesco

Il TDA1541, utilizzato in modalità NOS ovvero non-oversampling, può arrivare fino a 96 KHz di frequenza di campionamento. Questo significa che tale dac, senza particolari artifici, può riprodurre il 99,99% della musica digitale attualmente disponibile.
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7/5/2015, 11:19
bandAlex ha scritto:
agenzia.tormenti ha scritto:Ma un TDA1541 gestisce ogni tipo di frequenza? Scusate l'ignoranza, soprattutto penso sia il ricevitore il limite per file ad alta definizione ma voglio essere sicuro che non sia anche il convertitore il collo di bottiglia.
Saluti
Francesco

Il TDA1541, utilizzato in modalità NOS ovvero non-oversampling, può arrivare fino a 96 KHz di frequenza di campionamento. Questo significa che tale dac, senza particolari artifici, può riprodurre il 99,99% della musica digitale attualmente disponibile.
Solo a 16 bit, ovviamente.
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7/5/2015, 11:26
Grazie mille,
quindi funzionerebbe alla stessa maniera del mio BB 1704, che riesce a gestire i 96k.
Molto interessante.
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7/5/2015, 11:29
agenzia.tormenti ha scritto:Grazie mille,
quindi funzionerebbe alla stessa maniera del mio BB 1704, che riesce a gestire i 96k.
Molto interessante.

Esatto. Naturalmente riproduce anche file a 24 bit, anche se la risoluzione rimane a 16, ovviamente. Poco male, in realtà.
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7/5/2015, 13:56
Si potrebbero anche gestire risoluzioni maggiori con due o più 1541, ma non credo che l'implementazione della logica di bitshifting, MSB ecc sia proprio alla portata di tutti.
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8/5/2015, 10:27
fstiffo ha scritto:Si potrebbero anche gestire risoluzioni maggiori con due o più 1541, ma non credo che l'implementazione della logica di bitshifting, MSB ecc sia proprio alla portata di tutti.

La logica da implementare non sarebbe complessa, ma ci sono dei fattori che ne sconsigliano l'impiego. Il primo è che non è garantita una perfetta similarità tra un chip e l'altro; ad esempio, se per un campione di un determinato valore corrisponde una determinata corrente X in uscita, non è detto che tale corrente sia perfettamente identica con un altro chip. Tale incongruenza, quando i chip vengono semplicemente messi in parallelo (come avveniva in alcuni lettori cd Sony top di gamma, per evidenti motivi commerciali) non rappresenta un problema, ma se i chip lavorano su parti diverse del segnale, allora è facilmente intuibile che anche una piccola differenza tra i chip si traduce in distorsione.

Il secondo fattore è che sembra non ne valga la pena: a fronte di una maggiore complessità circuitale, sembra che l'implementazione non apporti grossi miglioramenti dal punto di vista dell'ascolto. E questo è comprensibile, in quanto il TDA1541 è già abbastanza perfetto di suo (nell'ambito dei 16 bit di risoluzione) che pensare di migliorare le sue prestazioni affiancandone due è semplicemente utopistico, a prescindere dalla frequenza utilizzata.
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8/5/2015, 11:30
Se non ne vale la pena ciò taglia la testa al toro.

Credo che i chip venissero messi in parallelo per migliorare la risoluzione a bassi livelli non solo per motivi commerciali. Certo che con un double crown probabilmente era abbastanza inutile.
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8/5/2015, 12:20
fstiffo ha scritto:Se non ne vale la pena ciò taglia la testa al toro.

Credo che i chip venissero messi in parallelo per migliorare la risoluzione a bassi livelli non solo per motivi commerciali. Certo che con un double crown probabilmente era abbastanza inutile.

No no, era inutile a prescindere. wink

Il trucco di mettere più dac in parallelo per migliorare la linearità può essere utile con il TDA1543, che effettivamente è meno lineare. Il TDA1541 già da solo arriva al limite teorico dei 15.6 bit di risoluzione, per cui metterne due o più in parallelo non serve a niente.

In realtà, l'unico motivo per parallelare due TDA1541 non è quello della linearità, ma quello di aumentare lo swing in corrente in uscita, in modo da poter utilizzare (per chi usa la conversione passiva), una resistenza I/V di valore più basso.
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8/5/2015, 12:36
I valori di cui parli per la linearità sono riferiti a tutti i 1541 o solo a quelli selezionati? Cosa migliora la selezione allora?
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8/5/2015, 12:55
fstiffo ha scritto:I valori di cui parli per la linearità sono riferiti a tutti i 1541 o solo a quelli selezionati? Cosa migliora la selezione allora?

Parlo in particolare dei TDA1541A. Le selezioni le faceva la Philips marchiando questi chip con il suffisso R1, S1 o S2.

I chip non selezionati non venivano marchiati, quindi un TDA1541A senza suffisso potrebbe essere migliore di un TDA1541A-S1, per esempio.

Quelli selezionati partono da R1 ("relaxed", ovvero leggermente inferiori come linearità), poi vengono S1 e S2.

Ma già un "normale" TDA1541A è, tenendo conto dei valori limite del datasheet, vicino al limite teorico che si può raggiungere con 16 bit di risoluzione. E in effetti, scambiare un chip R1 con un S1 non è che sia così udibile: io, almeno, non percepisco alcuna differenza.
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18/5/2015, 16:29
Partiamo da una constatazione:  il TDA1541 va molto bene, a dispetto del fatto che è il capostipite dei dac a 16 bit, e quindi molto longevo. Più che usare la parola "anziano" o "vecchio", preferisco usare il termine longevo. Da un punto di vista semantico cambia poco, ma da un punto di vista psicologico essere considerati longevi è un fatto molto positivo. Vuol dire essere sopravvissuti alle avversità della vita ed avere una buona capacità di adattamento. In natura solo le specie più forti e versatili sopravvivono, le altre si estinguono. Se non mi credete, chiedetelo a Darwin.

Il fatto che dopo trent'anni si stia ancora qui a parlare e ad utilizzare il TDA1541 la dice lunga su questo dac. Ad orecchio si capisce la classe di appartenenza di questo bel chip ma, come al solito, faccio le misure in una fase successiva, dopo gli ascolti, in modo da non essere influenzato dai numeri.

Le misure che seguono sono relative ad un chip dac TDA1541 (senza la "A"), acquistato mesi fa dagli Stati Uniti, facente parte di un "new old stock", ovvero un chip nuovo mai utilizzato. Il costo in quel momento era abbastanza ragionevole: circa 13 dollari al pezzo, compresa la spedizione (ma sono stato fortunato, perchè i doganieri non ci hanno messo le zampe). Adesso, anno domini 2015, il costo è salito notevolmente: per lo stesso chip ora servono circa 30 dollari + spedizione.

Il chip è su una schedina, circondato dalle sue alimentazioni, e dal poco che serve per farlo funzionare: essenzialmente una quindicina di condensatori di bypass. Su tale schedina c'è uno zoccolo per l'ingresso I2S che va direttamente nel chip. Su tale zoccolo è innestata una piccola scheda di conversione USB -> I2S con chip XMOS, che gestisce flussi fino a 384 KHz (non è roba mia, ma del solito cinese di Hong Kong). Con questo tipo di configurazione, il tutto funziona nella modalità "NOS", ovvero No Over Sampling. Il flusso digitale audio quindi non subisce alcun tipo di elaborazione ma viene passato al dac "as is", cioè così come è memorizzato nel file audio. Se il file contiene dati a 24 bit/96 KHz, il chip riceve esattamente quello, ovvero un flusso a 24 bit/96 KHz.

Sulla schedina vi è inoltre un connettore per l'uscita analogica del dac: dai piedini di uscita del TDA1541 il segnale va direttamente a questo connettore, in modo tale che la fase successiva, ovvero quella di conversione I/V e filtraggio, sia demandata ad un'altra scheda. Su questa seconda schedina, che per comodità chiamiamo analog, è installata una coppia di opamp, uno per canale, che svolgono la funzione I/V e filtraggio. In realtà vi è una terza funzione molto importante: quella di compensazione in alta frequenza per il recupero del roll-off sulle alte associato alla modalità NOS. Di questa importante funzione ne parleremo in dettaglio successivamente.

Tutto il segnale è senza condensatori in mezzo, quindi è tutto accoppiato in continua. Ciò rende necessaria una regolazione dell'offset, in questo momento realizzata tramite una coppia di trimmer. Sto riflettendo in merito ad un eventuale servo-dc che eliminerebbe la taratura, vedremo se questo sarà possibile (per via del poco spazio che avrò a disposizione: ricordatevi che questo dac deve essere inserito in un AF-6).

Al momento, sto usando come opamp i miei AF-C02, perchè finora nessun altro opamp è riuscito a fare meglio, neanche i Burson. Voi sapete che in questo caso io rappresento l'oste della situazione, quindi non fidatevi troppo. Del resto, quando mai lo avete fatto?

Partiamo da quello che vediamo se al dac arriva un flusso digitale corrispondente al silenzio:
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Praticamente, il dac riceve un flusso contenente tutti "zero". In uscita quindi non abbiamo alcun segnale audio, e questa situazione è ottima per verificare eventuali impulsi o disturbi presenti. Come si vede, il rumore in banda 22 KHz è praticamente assente, il fondo di rumore è coincidente con quello dello strumento di misura. Il colore viola (o rosa shocking, come preferite) è la sovrapposizione di due colori/segnali: quello verde corrispondente all'apparecchio misurato (il dac) e quello bianco che è il canale di controllo dello strumento con ingresso in corto-circuito.

Per cominciare ad avere un'idea di ciò che è in grado di fare questo dac, mettiamo in riproduzione un file con un tono a 1 KHz, 0 dB (lo "0 dB" nel nostro caso è il livello massimo digitale e corrisponde a circa 3.1 V di picco in uscita). La misura è stata effettuata in uscita dal chip, quindi prima dello stadio analog:
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Non tenete conto del dato di THD indicato nel riquadro, che non è significativo. Invece è molto importante notare la completa assenza di armoniche e l'estrema pulizia del grafico. A parte lo spillo a 1 KHz, non c'è traccia di nient'altro. Forse un piccolo accenno di seconda armonica, ma quasi del tutto coperto dal rumore dello strumento.

Questo è lo stesso segnale, ma all'uscita dello stadio analog:
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La sonda era impostata per attenuare il segnale di 10 volte, in modo da poter sfruttare pienamente la gamma dinamica dell'analizzatore di spettro. La THD si attesta sullo 0.04%, con la seconda armonica che prevale con un -85 dB, la terza a -90 dB, e una quarta che fatica a raggiungere i -100 dB.  Il resto delle lineette verdi è una falsa rilevazione dello strumento, ed è dovuto alle spurie fuori banda che rientrano per via del filtro passa basso non perfetto dello strumento stesso (sono le cosiddette "immagini"). Misurando con una frequenza di campionamento diversa tali spurie scompaiono.

Notare anche la forma d'onda "a scalini", dovuta all'assenza di alcun filtro. Ma principalmente è l'assenza del filtro digitale che si fa sentire (anzi, vedere, in questo caso). Il filtro analogico in uscita è troppo blando (leggi: ha una pendenza troppo piccola) per poter avere un effetto visibile sulla forma d'onda. Quindi quello che si vede è OK. La misura è estremamente positiva, considerando che comprende i prodotti dell'opamp, ovvero dello stadio I/V.

Una misura ancora più importante, e che da un'idea della linearità del chip, è quella del tono a -60 dB:
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In questa misura viene riprodotto un file con un tono a 1 KHz a -60 dB, ovvero un livello molto basso, vicino all'inudibilità. Lo strumento ci dice che la distorsione è allo 0.679%, il che è un dato estremamente positivo, perchè è vicino al limite teorico possibile con i 16 bit. Il chip quindi va molto bene, ed è un dato questo che ci fa stare tranquilli.

Stasera proseguo con altre misure. Rimanete sintonizzati.
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27/5/2015, 13:38
Il comportamento in gamma bassa è sostanzialmente lo stesso. Questo è un tono a 100 Hz, -1 dB:
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La THD è intorno allo 0.03%, prevalentemente seconda e terza armonica.

Una misura interessante è quella della IMD (intermodulazione dinamica).
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Viene riprodotto un file contenente due toni, uno a 7350 Hz, e l'altro a 60 Hz. Qui sopra si vede lo spettro fino a 10 KHz, con i due toni che campeggiano, uno all'estrema sinistra e l'altro a destra nel grafico. Si può apprezzare la buona pulizia dello spettro, che non presenta spurie o immagini. Però ancora non si vede bene l'intermodulazione. Per vederla, dobbiamo aumentare la risoluzione della misura:
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Qui si vedono bene il tono a 7350 Hz, e le bande laterali dovute alla intermodulazione del segnale interferente (60 Hz). La cosa importante è che le bande siano il più basse possibile. Si può vedere che quelle di secondo ordine si attestano sui -80 dB rispetto al segnale interferito. Nulla di eclatante, ma nemmeno nulla di cui preoccuparsi. Bisogna tenere presente che la misura comprende l'intero dac, ovvero il TDA1541 + stadio di uscita e filtraggio.

Per avere un paragone, questa è la stessa misura rilevata su un dac AKM4399 che implementa uno stadio di uscita basato sulle linee guida del datasheet della stessa AKM:
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Per essere sicuro, ripeterò la misura con un altro strumento in modo da poter capire quanta di quella IMD è effettivamente dovuta al circuito sotto test e quanta allo strumento stesso.

Questa è la misura della DFD, ovvero della distorsione per differenza di frequenze:
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Viene riprodotto un file contenente due toni, uno a 19 e l'altro a 20 KHz, quindi si legge sullo spettro l'entità del tono spurio a 1 KHz dovuto alla differenza dei due toni principali. Anche in questo caso, si vede che la distorsione si colloca a circa -80 dB rispetto al segnale principale.

La stessa misura fatta sull'AKM4399:
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Fin qui le misure ci danno l'idea di una situazione abbastanza rassicurante: non si raggiungono valori da primato (anzi, oggi qualunque dac di medio livello come ad esempio un PCM5102 o un WM8740 sfoggiano prestazioni al banco di misura di gran lunga migliori), ma la cosa importante è che, nonostante la semplicità circuitale, l'assenza del filtro digitale o di qualunque filtro analogico di ordine elevato, non siano venute alla luce magagne di livello tale da impensierirci.

Vedremo che l'unica cosa che ci farà impensierire un po' non è tanto quello che succede in banda audio, ma quello che c'è al di là dei 22 KHz.
Ai prossimi post...
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29/5/2015, 12:48
Abbiamo visto lo spettro in banda audio con un tono a 100 Hz:
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Si vedono la seconda e la terza armonica a -80 dBc. Vediamo cosa c'è in banda ultrasonica:
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Entro i 100 KHz si vedono, a parte il tono di test a 100 Hz (schiacciato sulla sinistra), due immagini dello stesso tono, una a circa 44 KHz e l'altra a circa 88 KHz. Se allarghiamo ancora la finestra, vediamo che le immagini si ripetono con ampiezza via via decrescente. Questa è la finestra a 1 MHz:
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Con il tono a 100 Hz quindi la prima immagine si colloca abbastanza lontana dalla banda audio, 44 KHz. Diciamo che un semplice filtro del primo ordine con frequenza di taglio a 30 KHz potrebbe già essere sufficiente a renderla innocua. Purtroppo, contrariamente a quello che si può immaginare, all'aumentare della frequenza i toni spurii si avvicinano alla banda audio. Se ad esempio riproduciamo un tono a 20 KHz questa è la situazione:
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Come si vede, la prima immagine è terribilmente vicina al tono di test, 24 KHz. Non solo, ma la sua ampiezza è così elevata che quasi non c'è differenza con il tono originale. A passi di circa 44 KHz, le immagini si ripetono, con ampiezza decrescente, come nel caso del tono a 100 Hz:
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L'unica differenza è che stavolta la finestra arriva fino a 10 MHz.

Il fatto che a 20 KHz la prima immagine sia così vicina alla banda audio è il motivo per cui, teoricamente, è necessario un filtro ad alta pendenza all'uscita. Immaginate che lavoro dovrebbe fare questo filtro: attenuare quasi completamente i 24 KHz, e nello stesso tempo lasciar passare senza toccarli i 20 KHz. Una mission impossible, sostanzialmente.

Queste immagini, o toni spurii, sono il sottoprodotto della conversione D/A, e sono il motivo per cui si pensò all'oversampling. In sostanza, il concetto è questo: visto che eliminare immagini così vicine alla banda audio nel dominio dell'analogico è praticamente impossibile (almeno non senza introdurre sfasamenti e altri effetti deleteri all'ascolto) si può cercare di spostarle più in alto in frequenza, in modo tale che non siano più un problema.

Per i primi due o tre anni dall'avvento del CD, nei primi anni '80, tutti i lettori erano dotati di filtro analogico, non essendo ancora in uso la pratica dell'oversampling. Successivamente, quando ci si rese conto che tale filtro ad alta pendenza (si parla dell'ottavo ordine o superiore) era disastroso in termini di performance all'ascolto, si cominciò ad utilizzare la tecnica del sovracampionamento: cominciò così la corsa al 2x, 4x, 8x oversampling. Oggi, la tecnica dell'oversampling con la successiva fase di decimazione e filtraggio digitale permette di eliminare quasi del tutto le immagini e i disturbi generati dal dac.

Ma il fatto che il filtro ad alta pendenza sia digitale o analogico cambia poco le cose dal punto di vista sonoro: in entrambi i casi infatti viene persa la coerenza temporale (nel dominio del tempo) in cambio di una perfezione nel dominio della frequenza. Questa dicotomia è il vanto dei fanatici del NOS, ed è il motivo per cui un dac NOS sembra suonare meglio rispetto ad uno con filtro digitale. Il tutto è visivamente chiaro se riproduciamo un'onda quadra, come vediamo nei prossimi post...
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1/6/2015, 10:17
Scusa se interrompo questa interessantissima disamina del 1541 e della tecnologia NOS (di cui attendo con ansia la prossima puntata), volevo solo chiederti: lo MSB e il Metrum sono o non sono NOS? Perché dichiarano frequenze di conversioni molto alte per i loro convertitori, ho capito male?
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1/6/2015, 22:06
fstiffo ha scritto:Scusa se interrompo questa interessantissima disamina del 1541 e della tecnologia NOS (di cui attendo con ansia la prossima puntata), volevo solo chiederti: lo MSB e il Metrum sono o non sono NOS? Perché dichiarano frequenze di conversioni molto alte per i loro convertitori, ho capito male?

Il Metrum (l'Octave, o l'Hex) sono NOS, l'MSB Platinum no, ma ha un filtro digitale proprietario sviluppato dalla stessa MSB (a cui si deve in gran parte, probabilmente, la resa eccezionale di questo dac). La massima frequenza di conversione non è legata al filtro digitale. Nel caso del TDA1541 il limite è imposto dalla frequenza massima che può gestire il chip, che è di circa 6 MHz. Dal momento che il flusso digitale I2S attualmente ha un frame di 32 bit per canale, ovvero 64 bit, questo fissa il limite per il TDA1541 di 96 KHz (in modalità NOS, ovvero senza oversampling!) infatti 96 KHz * 64 = 6.144 MHz. A meno che in qualche modo non si eliminino, dal flusso I2S, i bit di troppo (il TDA1541 utilizza solo i 16 bit meno significativi, ovviamente). Oppure non si utilizzi il "simultaneous mode", ma a quel punto non si entra più con l'I2S, ma con un formato che prevede due linee separate, una per ciascun canale.
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Il 1541 è morto, lunga vita al 1541 Empty Re: Il 1541 è morto, lunga vita al 1541

1/6/2015, 22:13
Naturalmente con il "simultaneous mode" e 16 bit si arriverebbe fino a 384 KHz di frequenza di campionamento... ovviamente sempre in modalità NOS.

Sorprendente, no? Magari potremmo avere un dac con TDA1541 che gestisce tutte le frequenze al momento disponibili. Non che sia di fondamentale importanza, visto che la quasi totalità della musica digitale in circolazione si ferma a 96 KHz.

Magari solo per la soddisfazione di scriverlo nelle specifiche...
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1/6/2015, 22:29
Grazie mille ora è tutto chiaro.
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Il 1541 è morto, lunga vita al 1541 Empty Re: Il 1541 è morto, lunga vita al 1541

2/6/2015, 10:05
E come funziona, a grandi linee e semplificato cosi' che anche io possa capirlo, il "simultaneous mode" ?

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