TDA1541 DAC chip, vrhunac digitalnog zvuka?

Nemoguće je pisati o vintage Hi-Fi tehnici a ne spomenuti legendarni čip iz vremena kada je CD nastao i kada su CD playeri već polako postajali vrlo bitna komponenta svakog Hi-Fi sistema.

Taj legendarni Philips-ov čip je najbolje opisao Lukasz Fikus, vlasnik sajta lampizator.eu iza kojeg je stoji dugogodišnje iskustvo u Hi-Fi-u a posebno retro uređajima koji su godinama i decenijama iza nas ostavili poseban trag kao i sa TDA1541 čipom i željom da se iz istog izvuče maksimum.

Preveden tekst sa sajta prenosimo u cjelosti:

Nakon što sam isprobao mnogo različitih DAC čipova, otkrio sam da preferiram jedan određeni čip. Puno teksta je napisano o TDA1541A DAC-u u cijelom svijetu, ali ja sam ga istražio i testirao do u tančine bez prethodnog traženja mišljenja – samo svojim ušima. Smiješno je da se obična elektronička komponenta poštuje kao predmet religije, ali ovaj čip je tako rijedak slučaj. Uvećano činjenicom da ih više nema u proizvodnji čip TDA1541, a posebno single crown selection S1 i TDA1541A/S2 je toliko poželjan da već ima krivotvorenih čipova na tržištu polovnih komponenti, a nažalost i na ebayu.

Postoje neke fantastične web stranice koje sam nedavno otkrio – posvećene TDA1541A DAC-u u cijelosti ili djelomično, a najpoznatije su od Peđe Rogića, Thotstena Loescha, Leshe i nekih drugih. Ovi divni ljudi proveli su dosta vremena istražujući dobar CD zvuk i svi su poput mene došli do zaključka da je dobri stari TDA1541A DAC još uvijek onaj koji pobjeđuje u usporedbi sa mnogim skupljim čipovima. Svi ga koriste s načinom rada bez oversamplinga pri brzini uzorkovanja od 44,1 kHz, a neki od njih također koriste nadograđeni cijevni izlaz.

Zahvaljujući izlaznom stupnju lampizatora, mogu slušati različite CD playere, a budući da je izlazni stupanj svaki put isti lampizator, mogu uporediti DAC s DAC-om i njegovim uporednim čipovima u digitalnoj domeni – dig. filter, ulazni prijemnik, i cjelokupna implementacija. Vjerujem da sam došao do čiste suštine karaktera različitih DAC-ova. I to je poređenje jabuka i jabuka ako znate na što mislim. Duboko sam uvjeren da standardni izlazni stupanj koji se koristi u svim CD playerima uključujući i one najbolje – jako šteti kvaliteti zvuka.

Ovaj TDA1541A DAC čip je velik, zagrijava se, (bio je) skup za izradu, 16-bitni je kompatibilan i može se koristiti sa ili bez prekomjernog uzorkovanja (oversampling). Obično je 4 ili 8 puta više uzorkovanje.
Napravio ga je Philips nakon njihovog prvog DAC-a ikada – TDA1540 – koji je bio poznat po tome što je bio nekompatibilan sa stvarnim CD formatom od 16 bitova dužine riječi jer je imao samo 14 bita. To ga nije spriječilo (1540) da zvuči vrlo vrlo dobro.

Philips je proizvodio TDA1541A DAC nekoliko godina, vjerojatno od 1985. (verzija koja nije A) i od 1989. – verzija A – malo poboljšana, i prestala se proizvoditi oko 1995. Tih godina cijela europska i japanska HiFi industrija (čak i Sony) proizvela je milione CD playera s TDA. U to vrijeme nisu se smatrali toliko posebnima, čovječanstvo se veselilo što će svake godine imati sve bolji čip.

Tadadada! Ali to nije istina ! Do neke mjere Burr Brown iz Japana, kojeg je kasnije kupio Texas Instruments, uspio je napraviti vrlo dobar čip. Vjerojatno je PCM63K najbliži. Crystal, NPC i Analog Devices također nisu loši i to je sve. Oh, zaboravio sam – MASH iz National Matsushita – vrlo popularan zahvaljujući Technics CD playerima (zapravo jedan od mojih omiljenih DAC-ova. Surprise, Surprise!).

A vrijedno je spomenuti da postoji TDA1541AT/C1 – SMD verzija TDA1541A, inače identična.

BLOCK DIAGRAM of TDA1541A/S chip

Neki od vas audio fetišista kada raspravljate o TDA1541A oduševit će se samo Single Crown i Double Crown (varijante S1 i S2) koji nisu ništa više od marketinških fraza za odabranih 1% proizvodne serije koja se blisko podudara s idealnim referentnim izvedbama. Dakle, zapravo – krune su samo regularne A koje su iznad prosjeka. Kao reprezentativna vojna garda za svečani doček političara i kraljeva u zračnim lukama.
Zapravo, možda sam ovdje sam, ali mislim da stari non-A ima najživlji i najenergičniji zvuk. Ovo je neobrađeni dijamant. Ne mogu se zakleti da je A bolji.
Zvučne karakteristike TDA1541A DAC playera vrlo je lako razlikovati – nakon što pritisnete PLAY nakon isprobavanja drugih DAC-ova, odmah možete čuti veliku razliku, ali je taj zvuk skoro pa nemoguće opisati. A posbeno riječima. Zvuk je vrlo bogat, pun, zreo, analogan, tečan, dinamičan i s ogromnom makro dinamikom. Ima najbolje srednje tonove, najbolje visoke tonove i jako jako dobar bas.
Glavna razlika je: da mi se sviđa daleko više od bilo kojeg drugog DAC čipa, tako je prijatan za uho.

Ovaj čip je stereo ali nebalansiran. Trebamo barem jedan po CD-u.
Jedna od poznatijih audio kompanija svih vremena – jedan od mojih osobnih favorita – Cambridge Audio – nekada je proizvodila CD player nazvan CD3 koji je imao 4 paralelna standardna ne-S1 TDA po jedinici.
Još nisam pronašao jedan za sebe jer su toliko rijetki!

ZAŠTO TDA1541A DAC?
VELIKO PITANJE: Gospodine Fikus, jeste li dogmatični u korištenju starih sranja i zašto poričete tehnički napredak naše divne industrije? Jeste li vi neka vrsta luđaka, zagovornika plinske svjetiljke? Jeste li Hi-Fi amiš? Jesi li ti čovječe na drogama? Šta nije u redu s tobom da ne voliš 24 bit/192 KHz i HDCD i SACD i VLSI čipove?

Evo šta mogu reći. Postoje dvije vrste rezolucije: digitalna i analogna. Možemo razgovarati digitalnim “jezikom” i zaključiti da digitalna informacija može imati određenu dužinu riječi – recimo 16 bita. A čip koji to čita mora biti sposoban raditi sa 16 bitnim dužinama riječi. Ali može li (DAC) izbaciti rezultirajući sinusni val sa sličnom preciznošću??? To je KLJUČNO PITANJE.

Bitovi su najmanje mjerne jedinice koje možemo primijeniti na proces. To je nešto kao u digitalnim fotoaparatima. Biste li kupili Casio džepni fotoaparat od 100 eura koji ima CCD s 20 milijuna piksela ili bolje rečeno Canon D30 XLR od 8 milijuna? Broj piksela na Casiu je bolji, ali sve se gubi u firmware-u, kompresiji, kvaliteti leće, tačnosti napajanja itd. U reprodukciji glazbe naš CD ima 16 bita. Bez obzira koji DAC koristimo – on je i dalje 16 bita. To znači da možemo reproducirati 2 V pp signal s tačnošću od 2/65500 Volta.
Pa zašto jeftini DVD player s pravih 24 bita nije odmah bolji? Jer povećanje digitalne rezolucije nema šansu proći kroz proces. Činjenica da digitalno govoreći čip može “razumjeti riječ – dužinu od 24 bita” ne garantuje da će nakon čitanja ispisati glazbu jednako velike rezolucije nijansi. Zapamtite – čitanje nije razumijevanje. Baš kao i s ovim tekstom. Budući da ostali elementi koji igraju ulogu – vremenski raspored impulsa (sat) i stabilnost napajanja i analogni stupanj – svi imaju mogućnost reproduciranja signala s tačnošću od recimo 0,01 % što je 1/10000 što je daleko od 1/ 65500 i JAKO DALEKO od 24-bitnog broja, što je 2 na 24. potenciju, što je 65500 puta 2 na 8-ght potenciju, što je PUNO. Zapravo je to 17 milijuna.
Nematematičko objašnjenje je moguće ako uzmemo primjer, recimo, pisača. Neki proizvođači pisača mogu zahtijevati rezoluciju od 20 000 dpi. Ovo može biti valjana tvrdnja za rezoluciju glave za ubrizgavanje tinte i njen softver, ali “analogni” rezultat bit će da će se kap tinte razmazati po površini 10 puta većoj od mlaznice injektora, i B) struktura papira ima vlakna 10 x veći od 20 000 dpi zahtijeva. Dakle, ograničenje slike je interakcija tinte za papir, a ne rezolucija glave injektora. Da ne spominjemo tačnost kretanja glave na tračnicama, temperaturu injektora, tlak zraka i vlažnost itd.

Dakle, netko tko obećava rezoluciju od 24 bita zapravo tvrdi da je proizveo električni uređaj koji kontrolira izlazni signal u širokom rasponu opterećenja s tačnošću od jednog/17 milijunitog dijela volta.
OVA TVRDNJA NIJE BAŠ OZBILJNA. Uzimamo to s rezervom.
Dakle, dragi čitatelji, ne postoji korelacija između povećanja broja bitova iznad 16 i kvalitete zvuka. Barem nije automatski zagarantovano. Predlažem da se radije koncentriramo na najbolje korištenje bitova koje imamo, nego da brinemo o ovim bitovima koje nemamo.

Okus DAC čipova je nešto vrlo subjektivno, ali imam mnogo više mogućnosti za usporedbu DAC-ova jer uklanjam druge varijable kao što su izlazni stupnjevi, kondenzatori, op-ampi i slične stvari. Svaki put slušam NAKED CHIP (sirovi zvuk čipa) preko istog lampizatora, pa znam kakvi su DAC-ovi u usporedbi.
TDA1541 je vrlo jak konkurent da bude najbolji, neki rivali se zapravo mogu približiti, izjednačiti ili imati prednost u JEDNOM području, ali nijedan DAC ne može stvarno ozbiljno pobijediti TDA. Da, TOLIKO JE DOBAR. Pogotovo u NOS (Non-Oversampling) načinu rada i s vrlo dobrim kondenzatorima oko njega.

Philips CD304mkII (non-A chip)
Two A1-“S” in the Grundig 9009 (but only parallel, not differential)

Grundig 9000 sa standardnim Philips PCB i A chip-om.
Majka svih DAC-ova – 14-bitni TDA1540 u Loewe CD 9000 i Marantz 73, Philips 103 and 104.
S1 u Revox-u B226S
Naim ima vrlo sličnu konfiguraciju kao Revox, ali je PCB u vojnom stilu. Apsolutno pretjerivanje u inženjerstvu u svim aspektima.
Apsolutno vrhunski player – Sony CDP-227ESD s dva paralelna TDA. Nije “S” kao Grundig, ali i dalje više nego odlično. Nije diferencijal kao u Marantzu 94/2 – oprostite. Ali kondenzatori, uzemljenje, op-amp izvedba – regulatori – sve je PRVA KLASA. Slično kao kod Philips DAC960 i Philips CD880, koje je proizveo Marantz Japan.
Ovo je veći brat od 227 – Sony CDP-337ESD. Dva “A” čipa paralelno, ponekad – ne-A, ovisno o seriji.
Ovo je opet Sony, ali ovaj put je 555ESD. Jedan čip, TDA1541A non-S.

Moramo reći da nikad nije bila veća potražnja za CD playerima sa ovim čipom i da im cijena raste svakim danom iz sad već poznatih razloga. Hi-Fi audio uređaji stari 30 godina i više su sve traženiji jer su nudili zvuk koji daleko nadmašuje današnje komponente te ako naiđete na oglasima na takav jedan uređaj u solidnom stanju ne čekajte da ga kupite jer već za par sati ili dana će ga kupiti neko drugi a cijena im samo raste.

Bitno je naglasiti da TDA1541 čip iako vrhunski nije svemoguć ukoliko su oko njega ugrađene jeftine komponente, kondenzatori, otpornici ili jeftin transport pa ne očekujte vrhunske rezultate baš sa svakim CD playerom koji ga ima. Ali iz iskustva sam slušao i CD player tipa Sony CDP-M95 koji iako jeftiniji zvuk TDA1541 DAC-a se itekako čuje, ta toplina, muzikalnost i način na koji vas uvlači u glazbu se ne može ignorisati.

U linku ispod možete pogledati spisak CD playera u kojima je ugrađen čip TDA1541 u bilo kojoj varijanti.

https://www.dutchaudioclassics.nl/Overview-Philips-TDA1541-based-cdplayers/

Malo o istoriji Philips-ovog TDA1541 čipa

“Očaj je majka izuma.” Ne ide li tako poslovica?

Sigurno je ista bila adekvatna prije puno godina u slučaju Philipsovih inženjera koji su radili na razvoju Compact Disc sistema. S obzirom na specifikaciju koja je uključivala dužinu podatkovne riječi od 14 bita, uredno su razvili 14-bitni DAC čip, TDA1540, tek nakon toga su bili obaviješteni da će CD standard za koji je odlučeno nakon što je Sony udružio snage s nizozemskom tvrtkom uključivati ​​16-bitnu rezoluciju podataka.

Budući da je Philips već posvetio 14-bitni dizajn siliciju, neće imati 16-bitni DAC spreman na vrijeme za lansiranje medija u jesen 1982. Stoga su se suočili s problemom istiskivanja četiri puta veće rezolucije od svog postojećeg 14-bitnog DAC-a. Rezultat je bio genijalan digitalni filtar koji je kombinirao 4x-oversampling i noise shaping (oblikovanje šuma) – potonje je zapravo digitalna povratna petlja, pogreška nastala kada su filtrirani digitalni podaci skraćeni na 14 bita koji se vraćaju na početak—kako bi se dobio digitalni sistem s punom 16-bitnom rezolucijom. Philipsov pravi 16-bitni DAC čip, TDA1541, uslijedio je 1985., ali sjeme domišljatosti je očito bilo posijano: ako kombinacija prekomjernog uzorkovanja i oblikovanja šuma može povećati razlučivost DAC-a korištenjem premalo bitova, zašto onda ne krenuti sve do kraja i implementirati sustav koji koristi jednostavan 1-bitni DAC i nadoknaditi manjak u rezoluciji dovodeći do krajnjih granica proces oversamplinga i noise-shaping-a? Rezultat je bio D/A sistem, koji je Philips interno nazivao “DAC3” (dva ranija sistema bila su DAC1 i DAC2, naravno), koji je predstavljen u ljeto 1989.

Ukratko, SAA7321 DAC3 čip masivno preduzorkuje ulazne podatke brzinom od 256x, interpolirajući nove vrijednosti uzorka za proizvodnju 17-bitnog toka podataka uzorkovanog na 11,02MHz ( fusnota 1). Podatkovne riječi se zatim šalju u 1-bitni DAC, sa 16-bitnom greškom koja se vraća u petlju za oblikovanje šuma. Matematički gledano, ovo bi trebalo (i događa se) rezultirati izlazom impulsnog toka DAC-a s punim dinamičkim rasponom od 96dB+ konvencionalnog 16-bitnog sistema. Ali za razliku od višebitnih sistema, ovaj “Bitstream” DAC je inherentno linearan i monoton u cijelom svom rasponu—razlozi za to navedeni su u Peteru Mitchellovom “Industry Update” u Januaru 1990. (Vol.13 No.1, p.36)—ne zahtijeva lasersko podrezivanje vrijednosti otpornika na čipu ili podešavanje linearnosti u proizvodnji, a oboje povećava proizvodne troškove CD playera, a time i cijenu.

Iz Philipsa su svojevremeno rekli da je Bitstream DAC stoga namijenjen za korištenje u jeftinim i prijenosnim playerima, a tvrtka je rekla da će ostati sa svojim skupom čipova temeljenim na TD1541 za playere visokih performansi. Međutim, vrlo brzo, nakon što su dizajneri isprobali Bitstream pristup, postalo je očito da bi, pravilno implementiran, mogao nadmašiti tradicionalnu D/A pretvorbu u očuvanju detalja niske razine. (Čak je i Philips nakon toga predstavio Bitstream player, LHH500.)