Verbesserter digitale Eingangsstufe für Behringer DCX2496

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Impoved digital input stage for the Behringer DCX2496

Die digitale Eingangsstufe des Behringer DCX2496 hat drei Nachteile.

  • Die maximal verarbeitbare Abtastrate ist 96kHz.

  • Mit dem CS8420 kommt ein SRC der ersten Generation zum Einsatz. Er unterdrückt  Jitter im Eingangssignal nicht wirkungsvoll und rechnet daher die Jitter-Störungen am Eingang in das Audiosignal hinein.

  • Das PCB-Layout um den CS8420 entspricht nicht den Empfehlungen von Cirrus Logic und so ist der Jitter bei 96kHz Abtastrate sehr hoch.

  • Keine Korrektur der Deemphasis. Daher Fehler bei manchen CDs

Diese drei Gründe brachten mich dazu eine neue digitale Eingangsstufe zu entwerfen (incl. Platine), die folgende Eigenschaften hat:

  • Rauscharme Stromversorgung durch LM2936 und Black-Gate Kondensatoren.

  • Verwendung des CS8416 als AES-S/PDIF Empfänger damit Abtastraten bis 192kHz möglich sind.

  • Optimiertes Platinenlayout für geringsten Jitter bei der Takterzeugung des CS8416.

  • Verwendung eines SRC der zweiten Generation (AD1896) mit Delayline und digitaler PLL. Durch diesen SRC erfolgt eine Jitter-Unterdrückung auf <5ps!

  • Hoher Rauschabstand (AD18961- 142db)

  • Schaltbare Deemphasis Korrektur (Auto/Off)

  • Einfacher Einbau in den DCX2496

Schaltplan Ansicht der eingebauten Platine

Schaltungsbeschreibung:
Bei der Konzeption der Platine wurde auf eine strikte Trennung der analogen und digitalen Signale geachtet. Die analoge und digitale Versorgungsspannung (je 5V) werden vom CS8420 über das Flachbandkabel abgegriffen und mit zwei getrennten rauscharmen Spannungsreglern (LM2936) und Black-Gate Kondensatoren auf 3.3V reduziert. Der AD1896 ist dabei so beschaltet, dass die Ausgangssignale die zum DCX2496 zurückgehen normalen TTL-Pegel (5V) haben. Dies ist notwendig um kompatibel zu den Signalen des CS8420 zu bleiben.

Die Eingangssignale für den CS8416 werden über 100nF Kondensatoren vom CD8420 abgegriffen, der - wenn man ihn nicht von der Platine des DCX2496 entfernt - voll in Betrieb bleibt. Die Beschaltung und das Layout des CS8416 entspricht ansonsten exakt den Empfehlungen im Datenblatt. 

Die Ausgänge des CS8416 (26,27,28) gehen zum SRC AD1896. Dieser wird vollständig asynchron betrieben. Ein Quarzgenerator (>= 28MHz) sorgt dabei für den Takt des DSP. Die Frequenz darf nicht niedriger sein, da der DSP sonst zu langsam läuft und bei 192kHz Abtastrate Fehler auftreten. Der Ausgang des AD1896 wird vom DCX2496 über Pin 24 und 25 synchronisiert. 

Aufbau:
Die Schaltung ist auf einer doppelseitigen Platine mit großen Masseflächen aufgebaut. Alle Signale werden, wie den Fotos zu entnehmen ist, direkt am CS8420 des DCX2496 über ein Flachbandkabel abgegriffen. Der CS8420 muss dazu nicht entfernt werden. Lediglich Pin 18 ist von der Platine des DCX2496 abzutrennen. Mit einem spitzen Lötkolben und einer Nadel, mit der man den Pin nach oben biegt lässt sich das relativ einfach bewerkstelligen. Das jetzt freie Pad auf der DCX2496-Platine ist mit der Ader (SDOUT) des Flachbandkabels zu verbinden. Damit werden die Signale vom CS8420 wirkungslos und durch die des AD1896 ersetzt.

Hörtest:
Aufgrund der besseren FIR-Filter des AD1896 klingt der DCX2496 nach der Modifikation frischer und offener. Besonders schön lässt sich das mit einem A/B-Vergleich feststellen. Dazu baut man einen Schalter ein, der entweder den Ausgang des CS8420 oder den des AD1896 auf das Pad unter Pin 18 des CS8420 führt. Da beide SRC parallel in Betrieb sind und synchron arbeiten kann man problemlos jederzeit umschalten.
Besonders deutlich war der Unterschied zu hören, als der DCX2496 seinen Input über die lange Telefonleitung aus meinem Arbeitszimmer bezog (s.h. Telefonleitung für Digital-Audio vom PC zur Anlage). Aufgrund der suboptimalen Leitung ist der Jitter insbesondere bei hohen Abtastraten im Eye-Diagramm deutlich sichtbar. Beim CS8420 ist das auch deutlich zu hören. Mit dem AD1896 hingegen ist dieser Jitter akustisch nicht wahrnehmbar. Es klingt genauso wie wenn das Signal über eine kurze Direktverbindung kommen würde.
Besonders auffällig ist, dass sich mit der neuen Eingangsstufe keine Unterschiede mehr zwischen unterschiedlichen Digitalkabeln ausmachen lassen. Beipackstrippe und teures High-End-Kabel klingen exakt gleich. Grund dafür ist offenbar die Jitter-Unterdrückung im AD1896 der mit einer Delayline und der digitalen PLL den Jitter auf unhörbare 5pS reduziert.

Fazit:
Absolut empfehlenswerter MOD des DCX2496, für die, die das Letzte aus ihrem DCX2496 herausholen möchten.

Links
   
Fotos Zusatzinfos Hersteller / Vertrieb ca. Preise
Bilder der digitalen Eingangspatine      
Platinendaten (PCB) mit Viewer. Mit der beiligenden Applikation können Gerber-Dateien erzeugt werden. Download Die Fa. GS-Elektronik produziert direkt aus der beiliegenden .lay Datei perfekte PCBs.

Preis für 2PCBs ca. 80Euro

SRC AD1896 Datenblatt    
AES - S/PDIF Empfänger CS8416 für 192kHz Datenblatt

 

Hersteller: Cirrus Logic

 

 
Original ASRC des DCX2496 (CS8420) Datenblatt Hersteller: Cirrus Logic  

Alle genannten Preise sind ca. Preise und beziehen sich auf Stand April 2005