В этой статье представлен сравнительный анализ звучания 5 возможных операционных усилителей (далее ОУ), которые могут заменить NJM4560, установленный в ЦАП. Операционный усилитель NJM4560 также ставят в Marantz CD5000, Philips CD753 и многих других CD-проигрывателях и внешних ЦАП.
Оглавление:
Операционные усилители OPA1612, MUSES8820, OPA1692, NJM8801 тесты
5 операционных усилителей были выбраны из примерно многих рассмотренных ОУ. Мои критерии для поиска замены операционного усилителя заключались в том, что он должен быть малошумным и иметь достаточно высокое значение коэффициента подавления синфазного сигнала (CMRR).
НО, заменяющий ОУ должен иметь как можно более высокую скорость нарастания выходного сигнала. Я был строг в своих критериях для малошумного операционного усилителя, а относительно значения CMRR в верхнем октавном диапазоне был достаточно строг, поскольку этот показатель дает хорошее представление о характеристиках инструментов в верхнем октавном диапазоне.
К значениям скорости нарастания я был менее ультимативен. У других меломанов могут быть свои критерии. Я также искал ОУ, которые, вероятно, будут совместимы со схемой ЦАП. Я определяю операционный усилитель как совместимый, если заменяющий ОУ имеет характеристики, близкие по значениям к характеристикам целевого операционного усилителя (NJM4560) в отношении входного тока смещения, коэффициента усиления, потребляемого тока и диапазона напряжения.
Схема ЦАП оптимизирована для NJM4560, и выбор операционного усилителя с характеристиками, близкими к этому, должен обеспечить стабильную работу заменяющего операционного усилителя.
Были протестированы 5 ОУ:
- OPA1612,
- MUSES8820,
- OPA1692,
- LME49723,
- NJM8801.
Уровень шума всех 5 операционных усилителей более чем вдвое ниже, чем у NJM4560.
3шт ОУ LME49723, MUSES8820 и NJM8801 — это традиционные операционные усилители. В них нет внутренних конденсаторов, в отличие от NJM8801, где конденсатор защищает диод; кроме того, этим ОУ требуется внешняя схема смещения и резистор усиления. Эти 3 традиционных операционных усилителя имели низкую скорость нарастания сигнала и низкое значение подавления синфазного сигнала в верхней октаве, что ограничивает воспроизведение тембра.
2 других ОУ: OPA1612 и OPA1692, я бы назвал супер-операционными усилителями, которые, по-видимому, сочетают в себе низкий уровень шума, высокую скорость нарастания и высокое значение коэффициента подавления синфазного сигнала в верхнем октавном диапазоне.
Звучание осложняется недостатком ЦАП, поскольку установленный TDA1549T имеет только фильтр формирования шума второго порядка и пропускает слишком много сформированного квантованного шума. Это означает, что инструменты, воспроизводимые в верхней октаве, могут звучать резко и иногда жестко. При выборе операционных усилителей следует отдавать предпочтение тем, у которых более высокое значение коэффициента подавления синфазного сигнала в верхней октаве, чтобы ограничить воздействие высоких частот.
Замена Операционных Усилителей
Ранее я использовал операционный усилитель OP275. Кстати, OP275 является заменой NJM4560. Но мне нужен был более детальный ОУ, чем тот, что используется в ЦАП. Я также подозреваю, что OP275 не подходит для этого ЦАП из-за диапазона синфазного напряжения, что при воспроизведении некоторых треков приводит к легкому насыщению транзистора OP275 и, что не является неприятным, раздутому звучанию…
LME49723 или Muse 8820
LME49723 имеет лучшие характеристики в цифрах, обладая более низким уровнем шума и более высоким значением CMRR по сравнению с Muse 8820.
При прослушивании оперы Мортона Фельдмана (Neither) с установленным LME49723 звучит более детально. Воспроизведение того же произведения с Muse более округлым, менее детализированным, и слышно было меньше инструментов. В случае с «Черными ангелами» Джорджа Крамба (Квартет Станисласа) LME49723 воспроизводил произведение со слишком большой четкостью, и высокочастотным скрипичным нотам не хватало насыщенности. Muses8820 тонально придал этому произведению более интересную интерпретацию, и скрипки здесь звучали более насыщенно.
Эта закономерность повторялась и для других компакт-дисков. Если бы мне пришлось выбирать сейчас, я бы предпочел детализацию LME 49723 и попытался бы добавить теплоты звучанию в других местах. Но, похоже, существует проблема с недостатком теплоты в верхней октаве и весомости высоких частот у инструментов, воспроизводимых с LME49723, установленным в цап.
LME 49723 или Muse 8820 или NJM 8801
Allegrasco — третий трек на CD-диске North Shore Гэвина Брайарса (Harmonia Ensemble), это дуэт кларнета и фортепиано. MUSES 8820 воспроизводил Allegrasco со слишком тёплым звучанием, и в начале композиции наблюдались искажения звука кларнета.
ОУ NJM8801 воспроизводил этот же трек с тем, что можно описать как маниакальные обертоны, что испортило звучание. LME49723 точно передал разделение инструментов, а также воспроизводил смену настроения и темпа трека и лучше представлял его развитие. В треке Intermezzo, где играют кларнет, фортепиано и виолончель, с установленным LME 49723 было легко различить инструменты, даже когда они играли похожую последовательность нот. И MUSES 8820, и NJM 8801 потеряли детализацию звучания кларнета в этом треке. Наихудшее разделение инструментов наблюдалось у NJM 8801.
Первый трек композиции North Shore — дуэт виолончели и фортепиано. С помощью MUSES8820 обеспечивается детальное понимание игры на фортепиано, что, по крайней мере для меня, улучшило звучание. Звучание с Muse показалось более звучным, чем с передачей отдельных тембров инструментов.
LME 49723 воспроизвел этот трек с лучшим тембром и разделением инструментов. Временами были слышны смычковые движения виолончели. NJM8801 воспроизводил виолончель, а временами и фортепиано, с искажением. При воспроизведении того же трека с LME49723 подобного искажения высоких частот не наблюдалось. В целом, LME49723 в ЦАП лучше всего воспроизвел этот диск Гэвина Брайарса, в то время как MUSE 8820 показал приемлемое, но менее детальное звучание.
MUSES8820 — это операционный усилитель с «теплым» звучанием, поэтому следует быть осторожным при подборе к нему другого оборудования, так как при достаточно «теплом» звучании звук может стать слишком насыщенным и раздутым.
LME 49723 или OPA 1692
ОУ LME49723 имеет меньший уровень шума, чем OPA 1692. Это заметно при прослушивании ансамблевых произведений. При прослушивании «Beating of Wings» (Andrew Poppy) разделение инструментов было лучше на LME49723. Фортепиано то появлялось, то исчезало из фокуса при использовании OPA1692, но с LME 49723 оно было лучше разделено и более сфокусировано. OPA 1692, похоже, обеспечил более быстрое воспроизведение этого произведения, и ноты звучали именно так, как должны.
Звук OPA 1692 хороший: инструменты верхнего октавного диапазона хорошо представлены, с хорошим тембром, и вся звуковая картина была приятной для прослушивания. Всё-таки на некоторых материалах OPA1692 теряет динамику. Может ли это быть результатом несоответствия более высокого типичного требуемого входного тока смещения операционных усилителей (300 нА) по сравнению с целевым значением операционного усилителя NJM4560 (40 нА) и тем, что обеспечивает ЦАП?
Если в схеме подает на OPA 1692 слишком низкий входной ток смещения, это может повлиять на зарядку внутренних конденсаторов операционного усилителя, что отразится на динамике и полосе пропускания. Но OPA1692 звучит быстро, динамично и имеет хорошую синхронизацию на большинстве CD. Синхронизация у OPA1692 лучше, чем у LME 49723. В конце концов, я обнаружил, что OPA1692 слишком сложен, и при воспроизведении некоторых музыкальных произведений это превращало звучание в роскошный романтизм, что хорошо, если вам это нравится; напыщенность может быть характерной чертой потери динамики.
ОУ OPA1692 — лучший операционный усилитель, но он не так хорошо соответствует моему вкусу, я также обнаружил его непостоянство на разных ЦАП и CD и сомневаюсь в его пригодности для ЦАП. В итоге я просто предпочел слушать с LME 49723, у которого слишком много четкости в верхней октаве.
LME49723 или OPA1612
Я не ожидал многого от ОУ OPA1612, поскольку характеристики усиления несовместимы, но после установки он выдал терпимый звук. Тем не менее стало очевидно, что шумовые характеристики OPA1612 не были достигнуты в цап, вероятно, отчасти из-за того, что цап находится вне резистора обратной связи операционного усилителя, и это добавляет шум (см. техническое описание ОУ OPA 1612).
Я задаю вопрос, можно ли удалить этот резистор или заменить его проволочной перемычкой для этого операционного усилителя? Но ОУ OPA1612 изначально имеет такой низкий уровень шума, что добавление шума от этого резистора все равно означает, что этот ОУ должен быть малошумным. Однако шум OPA1612 также возрастает с сопротивлением источника (см. техническое описание). ЦАП TDA 1549T, установленный в цап, имеет сопротивление нагрузки 3 кОм, поэтому это также будет добавлять шум к этому ОУ.
При применении OPA 1612 наблюдается потеря усиления, но более высокие характеристики этого операционного усилителя (высокая скорость нарастания и высокое подавление синфазного сигнала) возмещают это достаточно, и потеря усиления не так заметна на большинстве звукоматериалов. Есть некоторое добавление искажений, но не неприятное, всё же, изучив техническое описание, я не могу точно определить, откуда они берутся; возможно, где-то есть аномалия напряжения, или, возможно, ЦАП просто не подает достаточный ток на ОУ. Искажения сильнее проявляются при прослушивании сопрано.
Замена Операционного Усилителя
В комбинации OPA 1612 медленная, несложная музыка звучит лучше, и здесь тембр инструментов и воспроизведение исполнения безупречны. При прослушивании многоинструментальной или более быстрой композиции OPA1612 воспроизводит тусклое, не интересное звучание. При воспроизведении тех же треков с установленным ОУ LME 4972 звучание было более детальным, интересным и четким.
Все же у LME49723 менее выражен тембр инструментов в верхней октаве. Прослушивание альбома «Depeche Mode – Violator» OPA1612 было мучительным: мало деталей и слишком много искажений в вокале, но этот ЦАП отлично воспроизводился с LME49723.
ОУ LME49723
LME49723 отлично подходит для этого ЦАП, несмотря на высокий типичный входной ток смещения по сравнению с NJM4560 и более высокое потребление тока, чем может обеспечить этот ЦАП.
Динамика воспроизведения с LME49723 неплохая. Тем не менее в некоторых сложных треках (например, в «Yo Shakespeare» Майкла Гордона и Iceberg Ensemble) ощущается заметный беспорядок, из-за чего музыка звучит медленно, неровно и несвязно. Возможно, виной тому 10%-ное увеличение шума в LME49723. Даже с учетом этого, мне больше понравилось звучание LME49723.
ИТОГИ
Я оставляю LME49723 на месте. Мне нравится детализация, звуковая сцена и чистота звучания этого операционного усилителя. Есть вопрос о выдержке в верхних октавах и насыщенности звучания инструмента, но верхние частоты редко бывают резкими или неприятно выдающимися. А потерю тембра в верхних октавах можно минимизировать, настроив систему воспроизведения в другом месте. Другие могут предпочесть Muse 8820, OPA 1962. Эти ОУ обеспечивают менее детальное звучание, чем LME49723, но имеют теплый тон.
Я отказался от операционных усилителей NJM4562, потому что коэффициент подавления синфазного сигнала (CMRR) (70 дБ) на высоких частотах слишком низок. Но этот ОУ малошумный, подходит для цап и является заменой для NJM4560, хотя не стоит ожидать от него значительного улучшения звучания в верхнем регистре.
Также AD8599 выглядит подходящим вариантом, но он дорогой, кроме того, входное напряжение смещения также выходит за пределы диапазона по сравнению с NJM 4560, и ОУ потребляет большой ток. LME49990 неплох, но он дорогой, потребляет довольно большой ток, и коэффициент усиления кажется высоким, хотя в техническом описании недостаточно информации о коэффициенте усиления. Количество вариантов замены для NJM4560 увеличивается, если вы готовы смириться с более высоким значением шума.
В целом, характеристики соответствовали заявленным в техническом описании параметрам ОУ. Операционные усилители с низким уровнем шума обеспечивали более детальное звучание и лучшую звуковую сцену, усилители с высоким коэффициентом подавления синфазного сигнала в верхнем регистре давали лучшее звучание в верхнем регистре, а усилители с высокой скоростью нарастания сигнала — лучшее звучание.
Все-таки Muse 8820 в значительной степени опроверг это утверждение и выдавал тёплый звук, не соответствующий заявленным цифрам. Мягкое, теплое звучание, не отражающее тембры инструментов. Но, это теплое звучание очень приятно слушать.
Так называемые супер-операционные усилители, такие как OPA1612 и OPA1692, которые, предлагают всё: низкий уровень шума, высокую скорость нарастания и высокое значение CMRR, чувствительны к окружающей схеме, и их характеристики могут ухудшаться при неправильной установке в схему. Всё-таки они обладают хорошим звучанием в верхнем октавном диапазоне и хорошим тембром.
Самая сложная задача при замене операционных усилителей — найти такие, которые одновременно улучшат характеристики и будут совместимы. СОВЕТ! ОУ не предназначены для модернизации CD-проигрывателей старше 20 лет, и старых ЦАП, возможно, слишком многого ожидать от них в данном случае.
