In un’epoca digitale in cui la tecnologia audiofila continua a evolversi, ci sono appassionati che valorizzano la semplicità e la purezza delle antiche tecnologie. Questo progetto si inserisce precisamente in questa prospettiva, abbracciando un approccio classico attraverso l’utilizzo del chip Philips TDA1543, un DAC che mantiene fedelmente una frequenza di campionamento di 44 kHz e una profondità di 16bit.

La filosofia alla base di questo progetto è chiara: la musica digitale, fino al 1995 e oltre, è stata prevalentemente campionata a 44 kHz e 16 bit. L’idea di upsamplare un segnale creato originariamente con queste specifiche appare superflua, poiché nessun algoritmo può reintegrare ciò che è andato perso durante il processo di campionamento iniziale. Questo DAC si configura come un omaggio alla semplicità e all’efficacia delle specifiche standard, offrendo un’esperienza sonora autentica e priva di aggiunte artificiose.

La scelta di incorporare il chip TDA1543 è stata guidata dal consiglio di Ivo Calabrese, un esperto che sottolinea la qualità del suono comparabile a chip più costosi come il 1541. L’obiettivo non è solo quello di abbracciare le tecnologie del passato ma anche di combinare elementi classici per creare un’esperienza sonora unica.

Questo DAC non si limita al solo chip principale; abbiamo implementato un approccio ibrido, introducendo un trasformatore interstadio sfasatore, che a sua volta guida un push-pull con i due triodi di una valvola ECC88. Questa configurazione, aggiunge calore, tridimensionalità e carattere al suono, offrendo una resa autentica e coinvolgente.

La scheda prototipale presentata in questo articolo è dotata di un’interfaccia versatile, con ingresso dati I2S. Ciò consente al DAC di accettare segnali da diverse sorgenti, che spaziano dal PC tramite la porta USB a lettori CD mediante un modulo SPDIF/I2S, fino all’integrazione con un Raspberry Pi.

Nella fase embrionale del nostro progetto, ecco un’istantanea dal laboratorio che mostra i primi esperimenti sulla breadboard. In questa immagine, potete osservare il piccolo ma cruciale trasformatore interstadio sfasatore, ideato per stabilire l’interfaccia tra la parte analogica immediatamente successiva al DAC e la sezione valvolare.

Questo trasformatore è una componente chiave del nostro approccio ibrido, concepito per conferire un carattere unico al suono attraverso la sua connessione tra le tecnologie analogiche e valvolari. Per approfondire le caratteristiche e il ruolo fondamentale di questo componente nel nostro progetto, vi invitiamo a visitare la pagina dedicata al trasformatore interstadio sfasatore qui.

Nel nostro percorso verso la perfezione sonora, vi presentiamo anche il trasformatore I60KPP88, un componente cruciale al cuore del nostro sistema audio. Nell’immagine qui sotto, potete ammirare questo trasformatore che funge da interstadio di segnale, progettato appositamente per essere pilotato da un push-pull composto dai due triodi interni di una singola ECC88.

La sua presenza assicura una trasmissione del segnale precisa e potente verso l’esterno del nostro sistema audio, indirizzandolo sia alle cuffie che a un eventuale finale di potenza. In questo modo, contribuisce in modo significativo a definire il carattere distintivo del suono che offriamo. Per esplorare ulteriormente le caratteristiche e l’importanza di questo trasformatore, vi invitiamo a visitare la pagina dedicata qui.

Foto del Prototipo Completato

Ecco una serie di foto dettagliate che offrono una panoramica del prototipo completato montato su una breadboard da 1000 fori. Questo montaggio mette in mostra la cura e l’attenzione ai dettagli dedicata a ogni fase della realizzazione.

Nota per Autocostruttori: Un punto chiave del mio approccio all’autocostruzione, evidenziato nelle immagini del prototipo, riguarda l’utilizzo di valvole su una basetta a 1000 fori. È importante notare che, nonostante molte cose viste online presentino montaggi su basette simili con zoccoli da PCB, la mia scelta è stata quella di utilizzare zoccoli noval standard per cablaggio in aria, di quelli montabili a pannello.

Nelle immagini, si può osservare che ho praticato un foro nella basetta a 1000 fori e ho avvitato direttamente due zoccoli noval standard da pannello. Questo approccio differisce dall’uso degli zoccoli da PCB, spesso scomodi da montare su basette 1000 fori.

La mia raccomandazione per gli autocostruttori è di considerare questa soluzione, in quanto offre diversi vantaggi. Montare gli zoccoli noval direttamente sulla basetta a 1000 fori, fissandoli meccanicamente e allungando solo di un breve tratto i fili verso i pin da saldare, garantisce una connessione più sicura e affidabile. A differenza delle soluzioni con gambine ritorte in malo modo dello zoccolo da PCB, la mia proposta evita anche il rischio di staccare le piazzole fissata malamente da palline di stagno da piccoli reofori durante l’inserimento delle valvole. Questo approccio, oltre a semplificare la fase di montaggio, migliora la stabilità meccanica e la connettività elettrica, contribuendo complessivamente a una costruzione più solida e durevole.

Per coloro che condividono la passione dell’autocostruzione, spero che questa nota possa essere d’ispirazione nel percorrere il cammino affascinante della creazione e personalizzazione dei propri dispositivi audio.

Informazioni Tecniche

Il prototipo è caratterizzato da una suddivisione chiara tra la parte digitale e l’amplificatore operazionale, entrambe alimentate da tensioni stabilizzate. L’opamp riceve un’alimentazione duale di ±12V, garantendo un funzionamento ottimale. La sezione anodica, successivamente al raddrizzamento, utilizza un moltiplicatore di capacità per fornire una tensione di alimentazione non stabilizzata, ma completamente livellata. Questo approccio, senza l’uso di circuiti retroazionati, mira a minimizzare il rischio di introduzione di rumore bianco nel sistema.

Dopo il chip TDA1543, è presente una rete di antialiasing composta interamente da componenti passivi, contribuendo a mantenere la purezza del segnale.

Per quanto riguarda l’opamp utilizzato nelle prime prove strumentali, è stato inizialmente impiegato un TL082, attorno al quale sono stati sviluppati i trasformatorini interstadio. Tuttavia, nelle prove di ascolto con le cuffie, la preferenza è stata data al suono reso da un MC1458 NOS prodotto da Motorola, che mi è sembrato suonare più caldo rispetto al TL082 (non NOS).

Va sottolineato che, sebbene sia presente un MC1458 è possibile sostituirlo con qualsiasi altro opamp a 8 pin che possa sopportare un’ alimentazione da 24 volt (±12 volt) e fornisca la corrente sufficiente per pilotare i due trasformatorini con un’impedenza di pilotaggio non superiore a 600 ohm.

L’introduzione di un opamp potrebbe suscitare qualche perplessità da parte di alcuni, ma è importante notare che la corrente di uscita del TDA1543 è molto piccola, appena 2mA, con una resistenza di uscita di circa 2000 ohm. La difficoltà nell’implementare un trasformatore interstadio sfasatore che funzionasse ha portato alla necessità dell’opamp. Tuttavia, questa scelta offre la possibilità di sperimentare con diversi opamp, compresi quelli esoterici e pregiati.

Il circuito è dotato di un controllo di guadagno posizionato tra i trasformatori sfasatori e le ECC88, che funge da particolare controllo di volume agente sul segnale bilanciato. Va sottolineato che, nella parte analogica del circuito, non è stata implementata alcuna controreazione. Tale scelta deriva dalla considerazione che non è necessario gestire carichi reattivi critici in questa sezione, preservando così la massima spazialità nel suono.

Le prossime immagini offrono un dettaglio ravvicinato del cuore digitale del nostro prototipo: il TDA1543. In particolare, vedrete un primo piano del chip TDA1543 e del connettore con i 4 fili del bus I2S che escono e si collegano a un piccolo decoder USB to I2S. Questo decoder, basato sul semplice chip PCM2706, è stato suggerito da Ivo Calabrese.

Il connettore presenta un’implementazione particolare: i fili non sono saldati, ma innestati. Questa scelta consente di sostituire il decoder USB con qualsiasi altra sorgente audio I2S, offrendo agli audiofili la flessibilità di esplorare varie opzioni e sperimentare con diverse fonti digitali.

Questa modularità nel design consente di adattare il sistema alle preferenze personali, permettendo agli appassionati di audio di esplorare e testare diverse configurazioni e sorgenti audio, mantenendo l’esperienza personalizzata che caratterizza il progetto.

Trasformatore di Alimentazione

Nella prossima immagine, vi mostriamo con orgoglio il cuore dell’alimentazione del nostro progetto: il trasformatore di alimentazione appositamente sviluppato. Questo componente svolge un ruolo fondamentale nell’assicurare una fornitura di energia stabile e priva di interferenze alla scheda.

Per garantire un’esperienza audio senza compromessi, sono state implementate diverse soluzioni nel design di questo trasformatore di alimentazione:

1. Doppio Isolamento Strategico: Il trasformatore è appositamente configurato con un doppio isolamento, dove il primario e i secondari occupano cavità separate nel rocchetto. Questa scelta non è solo una misura di sicurezza elettrica, come comunemente associato all’uso di rocchetti a doppio isolamento, ma è stata adottata con l’obiettivo specifico di minimizzare la trasmissione di eventuali disturbi provenienti dalla rete, superando così le convenzioni dei trasformatori classici con schermo elettrostatico.
2. Sovradimensionamento del Nucleo: Il nucleo del trasformatore è notevolmente sovradimensionato rispetto alla potenza complessiva necessaria (poco più di 10 watt su un nucleo che potrebbe veicolarne 32). Questa scelta aiuta a diminuire la dispersione di campo attorno al trasformatore, evitando interferenze indesiderate nei trasformatori audio.
3. Sovradimensionamento delle Sezioni dei Fili: Le sezioni dei fili sono anch’esse sovradimensionate, consentendo al trasformatore di operare con una densità di corrente significativamente inferiore rispetto ai trasformatori convenzionali.
4. Orientamento Differenziato: Il trasformatore di alimentazione verrà orientato in modo diverso rispetto ai trasformatori audio sulla scheda del DAC, garantendo una totale assenza di ronzio indotto nel circuito audio già a una distanza di soli 5 cm.
5. Alimentazione Filamenti ECC88 in Alternata: Un dettaglio degno di nota è l’alimentazione diretta in corrente alternata dei filamenti delle ECC88, realizzata senza problemi e senza rumori indotti. Questa scelta dimostra una progettazione attenta e competente.
6. Differenziamento della Densità di Corrente: Il secondario, che alimenta i filamenti delle valvole, è progettato con una densità di corrente più elevata rispetto agli altri secondari. Ciò si traduce in una maggiore caduta di tensione su questo secondario, riducendo i picchi di corrente durante l’accensione e preservandole nel tempo.

Queste finiture tecniche riflettono la nostra dedizione a offrire un’esperienza audio senza compromessi, dove la cura nei dettagli sottolinea la qualità del suono che il nostro progetto aspira a raggiungere.

Aggiornamento del 30/12/2023

Mentre il prototipo del PulsarWave DAC con il chip Philips TDA1543 e le valvole ECC88/6922 si prepara per il suo debutto, ho dedicato il tempo a integrare l’elettronica su una base solida e visivamente accattivante. L’avventura ha portato il progetto a nuove vette, con il trasferimento della scheda 1000 fori in un’elegante scatola personalizzata.

Il telaio, è un HiFi 2000 recuperato da un vecchio impresentabile che ho demolito anni fà che è stato riportato alla vita. Dopo un’accurata pulizia, ho praticato fori nei pannelli di alluminio per ospitare l’interruttore di accensione e posizionare il modulino PCM2706 con ingresso USB. Grazie alla stampante 3D, ho realizzato adattatori in resina per fissare in modo stabile i componenti. Gli RCA di uscita e il controllo del livello sono stati posizionati sul pannello posteriore per garantire un facile accesso e una connessione agevole.

La lamiera del fondo è stata forata per ospitare la scheda e il trasformatore di alimentazione 23S75, con un nodo dedicato per la messa a terra del telaio. La vaschetta VDE con il fusibile, già presente, è stata opportunamente riciclata. All’interno, una coppia di valvole ECC88 NOS ha trovato la sua dimora, mentre piedini di supporto personalizzati e un logo tridimensionale sono stati aggiunti per un tocco finale di estetica e funzionalità.

Il momento cruciale è stato il primo ascolto. Inizialmente, l’operazionale Motorola ha conferito al suono un carattere leggermente scuro, spingendomi a tornare al fidato TL082. Tuttavia, in cuffia, la preferenza è tornata al Motorola, sottolineando l’importanza di personalizzare l’esperienza sonora in base alle proprie preferenze.

Ulteriori perfezionamenti sono stati apportati al circuito per adattarlo alle sfumature richieste, e il risultato sonoro complessivo è stato valutato positivamente. Le varie fasi del montaggio sono documentate nelle foto allegate, offrendo uno sguardo approfondito al processo di trasformazione di questo progetto da un’idea iniziale a una realtà sonora tangibile. Ecco un paio di strumentali:

Spettro Distorsione Armonica

Onda Quadra a 1khz