ho pensato di scrivere qui perché credo sia il forum più adatto per questo genere di riflessione. È da un po' di tempo che l'idea di realizzare uno stadio di uscita a tubi per un convertitore mi ispira ma mi sono sorte diverse domande a cui non ho trovato una risposta definitiva e vorrei fare un po' un punto chiedendo a voi qualche opinione a riguardo.
(1) In che tipo di contesti ha senso una soluzione di questo tipo?
Mi verrebbe da dire che dotare un DAC di uno stadio di uscita a tubi può avere un senso se e solo se tutto ciò che sta a valle è anch'esso a tubi o al più usa circuitazioni discrete di un certo livello. Che senso avrebbe "raffinare" il DAC laddove a valle ci fossero stadi di linea a operazionali (siano su un eventuale preamp o un finale)? Qualcuno potrebbe sostenere che la conversione I/V o il filtraggio anti-alias siano meglo se realizzati con uno stadio a valvole anziché con un canonico stadio a opamp, ma ci sono argomentazioni tecniche a supporto di queste tesi?
(2) A che chip si possono applicare e con quali implementazioni?
Per quanto riguarda i chip con uscita a capacità commutate, e quindi in tensione, abbiamo già un operazionale all'interno e quindi il "ruolo" di un eventuale stadio a valvole sarebbe di realizzare il filtraggio e fungere da buffer in tensione. Per quanto riguarda i chip con uscita in corrente la faccenda è un po' più complessa:
- se un chip è idoneo ad essere accoppiato a trasformatori si può valutare di effettuare la conversione I/V in tal modo e poi procedere ad operare sul segnale in tensione (so che molti con l'ES9018 hanno sperimentato questa soluzione); altrimenti i chip sono piuttosto esigenti in termini di impedenza vista dall'uscita, richiedendo di fatto una massa virtuale, con correnti di bias etc.
- alcune proof-of-concept sono state proposte dal buon John Broskie (cfr. http://www.tubecad.com/2012/06/blog0233.htm) ma tra la teoria e la pratica ne passa e sono un po' scettico sulla loro applicabilità;
- Lukas Fikus (Lampizator) taglia le cose con l'accetta proponendo una conversione I/V resistiva e uno stadio SRPP a valle, sostenendo che questo migliorerebbe le prestazioni rispetto agli stadi canonici di uscita; io sono sinceramente abbastanza scettico e credo che far operare il chip D/A in questo modo non possa che comprometterne le prestazioni a monte degli stadi successivi.
Per riassumere:
- non c'è una soluzione soddisfacente per effettuare la conversione I/V con uno stadio a tubi, quantomeno non sono al corrente di soluzioni testate e messe in pratica;
- il massimo che si può fare è realizzare lo stadio di filtraggio a valvole anziché a SS, la domanda è: ha senso farlo e se sì con quali condizioni al contorno?
Bonus track
Perché non accontentarsi gli operazionali?
I circuiti di riferimento prescritti dai datasheet dei produttori sono tutti basati su stadi a operazionali. Chiaramente si tratta di una soluzione dettata dalla necessità di avere un design ingegnerizzabile a livello industriale e quindi potrebbe non essere la migliore soluzione possibile, però vien da chiedersi se qualsiasi altra soluzione "artigianale" non comprometta le specifiche di targa del convertitore (che oramai hanno raggiunto livelli molto elevati in termini di SNR, distorsione etc.)
Spesso e volentieri i prodotti commerciali ricorrono a implementazioni più economiche per lo stadio di linea, vuoi risparmiandosi l'onere di realizzare un'alimentazione bipolare (cosa che si vede anche su apparecchi costosi per i quali il produttore cerca di vendere in abbinamento alimentatori esterni altrettanto costosi) vuoi adottando opamp doppi, con specifiche lievemente inferiori, in vece di quelli singoli (per esempio è quello che avevo verificato sulla Asus Xonar che comunque ritengo un'implementazione di ottimo livello).
Ho letto alcune considerazioni di Nelson Pass (mi pare relativamente allo Zen I/V) sul fatto che gli operazionali degli stadi di filtraggio lavorano a guadagni bassi o vicini all'unità, cosa che rende il tutto piuttosto delicato e potenzialmente soggetto ad autooscillazioni. Io non sono granché esperto ma ho letto diverse critiche di Rod Elliott alla filosofia di progetto di Nelson Pass e tra i due quello più "concreto" mi è sempre sembrato Elliott, quindi tendo a fidarmi maggiormente di lui
Per converso se i ragazzi di Twisted Pear (di cui ho discreta stima) si sono premurati di sviluppare due stadi a discreti per i loro DAC il dubbio che possa esserci qualche ragione per ricorrervi in vece dei canonici operazionali.
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So che qui troverò gente preparata quindi sono molto curioso di leggere le vostre considerazioni in merito.
Ciao,
M.
