Voy a hablarles un poco de música digital y un proyecto que ejecuté.
Como ustedes ya saben, la música (el sonido) son ondas sonoras que se propagan en el aire como pequeños cambios de presión. Estas ondas se pueden registrar como ondas eléctricas para ser almacenadas, transmitidas o reproducidas (en cintas magnéticas, por ejemplo), pero también se pueden "muestrear" eléctricamente (sampling) para ser convertidas así en datos discretos (unos y ceros). Estas muestras o "puntos" digitalizados, pueden luego volverse a convertir en una forma de onda eléctrica analógica. No sé si recuerdan ese juego de "
une los puntos y verás" que venía en las revistas infantiles de hace muchos años. Pues es algo parecido.
Digitalizar la música real o analógica es relativamente facil, pero volverla a convertir al mundo analógico o real presenta muchos problemas como el "jitter", por ejemplo, por lo cual no es un proceso banal. Para nada.
Para volver a convertir una secuencia digital de unos y ceros en una onda eléctrica analógica hay que ordenar los datos estrictamente en el dominio del tiempo para así, una vez ordenados, pasársela en modo síncrono a un conversor D/A a través de filtros digitales y finalmente amplificar la débil señal de salida que obtenemos. El equipo que realiza este trabajo se llama
DAC (Digital to Analog Converter). Para quienes gustamos de la música en formato digital es crítico el DAC. Digo crítico porque será nuestra fuente de música real o analógica, y si es mala, el resto de la cadena de audio poco importa, porque empezamos mal.
Hubo un chip de la década de los años '80, el famosísimo TDA1541A de la Philips (recordemos que la Philips y la Sony crearon y estandarizaron el primer formato digital de música comercialmente disponible, el CD, y su interfase, la SPDIF -SonyPhilipsDigitalInterface-) y este chip nunca fue superado en calidad (la Philips le dedicó su mejor esfuerzo de ingeniería de siempre), aunque lamentablemente se quedó en los 16 bits de resolución. Fabricar hoy chips como el TDA1541A no es viable porque tendría un costo impagable en cualquier línea de producción de chips (tiene una arquitectura híbrida muy compleja). Por eso cayó en desuso y hoy solo encontramos tecnología de conversión "delta-sigma" que es mucho más económica de producir. Solo los equipos de altísima gama que fabricaban marcas como Marantz, Sony, Philips, Arcam, Cambridge Audio, Nakamichi, Grundig (entre otros) utilizaron hasta principios de los noventa este fabuloso chip. Todavía hoy hay algunos pocos fabricantes utilizan este chip por su altísima calidad de audio, a pesar de que tiene 40 años y no se consigue en el mercado (algunos fabricantes conservan pequeñas reservas), como este modelito de 2.200 Euros en este enlace de abajo (de los pocos que quedan en el mercado).
https://www.audialonline.com/s5/
Como los chips TDA1541A que se consiguen en China son fake, entonces, hace ya unos años compré un viejo equipo reproductor de CD dañado marca Philips por dos lochas, solo porque sabía que tenía el chip TDA1541A en sus entrañas. Con los conocimientos de hoy este chip se puede poner a sonar como el nirvana. Entonces extraje este chip de la tarjeta del aparato, y boté el resto a la basura. Era como mi pequeño tesoro para un futuro proyecto. Acá un enlace a una página que recoge información sobre este chip venerado por muchos durante 40 años.
https://www.dutchaudioclassics.nl/Philips-TDA1541/
El chip TDA1541A esconde un secreto, y es que puede ser utilizado en un modo que el fabricante llamó "simultaneous mode" pero que nunca (o casi nunca) fue utilizado porque la tecnología digital de la época no lo permitía, o al menos no con la facilidad de hoy. En "simultaneous mode" las señales digitales de ambos canales estéreo se manejan de modo independiente, con lo cual el "jitter" interno del chip se minimiza a niveles excepcionales. Esta idea usarlo en "simultaneous mode" se me fijó en la mente. Tenía que hacerlo, porque los pocos equipos comerciales que lo hicieron fueron lo mejor del tope de gama.
Con el chip TDA1541A decidí construirme el que sería mi tercer DAC autoconstruido. Uno con capacidad para recibir música "líquida" como aquella de Qobuz o la de un puerto USB de un computador, por ejemplo, y no solo SPDIF. Entonces me puse manos a la obra. En este caso yo solo quería, como dije, una entrada digital tipo USB para poder conectarme a Qobuz o reproducir formatos de música digital no comprimida guardados en un disco duro.
La sección del receptor USB me hubiese llevado quizá años de trabajo y programación en ensamblador, por lo cual (y como es lógico pensar) se la compré a uno que ya había pasado por eso, el pana Lyuben Mollov de JLSounds. (Coloco el link abajo). Es una excelente interfase USB a I2S, que es el formato síncrono de entrada para el chip. Esta interfase no solo separa galvánicamente el puerto USB como aislamiento del terrible ruido digital del PC, sino que también hace un "reclocking" de la señal garantizando mínimo "jitter". En dos palabras, ideal, de muy alto nivel y con capacidad para trabajar en "simultaneous mode". ¿Qué más se puede pedir? Para usar esta interfase USB se requiere un driver especial para el PC, en este caso el driver "Thesicon" de baja latencia. Con la adquisición de esta tarjeta USB-I2S estaba listo para empezar con mi proyecto.
http://jlsounds.com/
Entonces, el resto (más simple) lo diseñé yo mismo, añadiendo 5 fuentes de poder reguladas de super-bajo ruido (las 5 que necesitaba para lograr independencia en cada etapa y menor ruido todavía), rodeando al TDA1541A de los mejores componentes para su óptimo desempeño en modo "simultaneous mode" y sin oversampling ni filtros digitales, poniendo a punto una sola etapa de amplificación a FET en clase A para la salida y otras menudencias que aprendí analizando otros diseños que optimizan la salida analógica del chip. Me puse a sacar unos cálculos y a construirlo sin pasar por la impresión de una tarjeta electrónica, sino con soldadura punto a punto con una tarjeta perforada estándar, como se hacía con los prototipos en una época. Me lo tomé con calma. Felizmente funcionó. No es tan complicado si se tienen las bases y se comprende lo que se hace. La ventaja de hacer las cosas uno mismo es que se pueden lograr los ajustes finos que no se pueden lograr en una fábrica en serie. Puedes hacer tus mediciones con el osciloscopio, corregir y llegar al punto que deseas. El proyecto es minimalista, solo una entrada USB y solo una salida de audio analógico. No necesita más porque reconoce el formato digital no comprimido de modo automático hasta 384 KHz (todo excepto MP3, por supuesto).
Me falta todavía terminar el "enclosure", es decir, solo una parte del acabado externo, pero el sonido es comparable al de un DAC de miles de dólares. Muy pero muy satisfactorio. Algunas fotos acá abajo, de la época cuando estaba en prueba, incluyendo algunas de mis notas secretas
La ladilla es que no he terminado el panel frontal y siempre le doy largas al asunto. la metalmecánica me fastidia y honestamente le saco el cuerpo a cortar y perforar metales en casa, sobre todo cuando el acabado es crucial. La madera es más noble. Se ve un poco desnudo sin su plaquita frontal (tiene fondo, tope y trasero, pero no frente) pero funciona a la perfección.
Si tienen preguntas sobre audio digital que estén a mi alcance, pues con gusto trataré de responder.
Universo/Supercluster Laniakea/Supercluster Virgo/Grupo Local/Vía Láctea/Brazo de Orión/Sol/Tierra/yo
