Not logged inNNMC Форум радиолюбителей, аудиофилов, меломанов и музыкантов
Forum Help Search Chat Register Login
Previous Next Up Topic Общая информация / Теоретические материалы / FAQ – ЦАП и цифровые фильтры
- By nnstepan Date 2012-01-26 22:05
----------------------- Page 1-----------------------

                             FAQ – ЦАП и цифровые фильтры

                                По материалам трех веток "ЦА         своими руками"

                                                   на vegalab.ru

          Предварительная версия для вычитки! v1.0 (6 апреля 2007)

                                       Kompros: Тока вот не совсем понятно, что значит "без фильтра"?

                                                 Про сигареты "без фильтра" - усе понятно, а тут...

                  По-любому должно быть что-то типа как у Madonna: "Music, тра-та-та"... ну или типа того.

                              ========================

                                   1) Немного теории

<А кто бы популярно объяснил, зачем нужен в СД-проигрывателе цифровой

фильтр перед ЦАПом?>

vizzy:

Цифровой фильтр обеспечивает передискретизацию и интерполяцию, т.е.

увеличивает частоту дискретизации и заполняет добавленные отсчеты

значениями, расчитанными по некоему алгоритму, после этого

осуществляется собственно фильтрация - срез всего, что лежит выше

половины частоты дискретизации исходного сигнала(применительно с аудио

фильтрам), фильтрация высокого порядка, но с относительно малыми

фазовыми искажениями. Кроме того, в отличие от аналоговых фильтров,

цифровые всегда обеспечивают заданную АЧХ и не требуют никакого подбора

пассивных элементов :-) Передискретизация также позволяет перенести

наиболее мощные помехи в более высокочастотную область, что облегчает их

фильтрацию аналоговыми фильтрами низких порядков.

<Что за параметр у ЦАПов: stop band attenuation?>

Painmailer:

Это не у ЦА 'ов, а у фильтров. Означает, на сколько давит фильтруемую

полосу.

<Вот чего мне очень не хватает, так это таблицы, где была марка ЦА  и

какой у него выход, I или U. Меня часто спрашивают какой транс лучше

применить для конкретной МС, а я то и не знаю>

ZugDuk:

PCM56 - токовый небалансный (или по напряжению через встроеный ОУ).

AD1851 - токовый небалансный (или по напряжению через встроеный ОУ).

AD1861 - токовый небалансный (или по напряжению через встроеный ОУ).

PCM63 - токовый не балансный

PCM1702 - токовый не балансный

PCM1704 - токовый не балансный

AD1862 - токовый не балансный

AD1865 - токовый небалансный (или по напряжению через встроеный ОУ). Или

в дифференциальном включении (1 чип на один канал), выход балансный.

TDA1541 - токовый не балансный с током 4 мА, но постоянным смещением в 2

мА. В дифференциальном включении (один чип на канал) выход балансный.

Дельтасигма ЦАПы.

Обычно имеют балансные выходы с кучей синфазных помех на выходе.

Требуется обязательная процедура вычитания (преобразование в небаланс) с

высоким КОСС для эффективного подавления основой массы помех и

дополнительная фильтрация фильтром типа 2-го порядка.

----------------------- Page 2-----------------------

Выходы бывают как токовые, так и по напряжению, но применять транс лучше

только для ЦАПов с выходом по напряжению. Это то, что вспомнилось на

память.

Забыл сказать, что у ДельтаСигма ЦАПов выход обычно смещенный на 2.5 В.

<Что на выходе у Multibit DeltaSigma?

Ну от 10 Гц до 20 кГц наверное музыка. А что выше по частоте? Какие

помехи, какой амплитуды, на какой частоте поселились?>

Lynx:

Выше - всякая дрянь. Особенно - сильно выше, скажем от единиц МГц и

далее. Спектр помех практически сплошной с пиками на частотах,

соответствующих частотам, кратным текущей частоте дискретизации самих

ЦА  и кратных основному мастерклоку (но это уже сильно выше). Уровень (в

форме тока) может достигать -45...50дБ.

<Чем отличаются с этой точки зрения ЦАПы типа AD1853, от

SwitchingCapacitors DAC фирмы AKM?>

Всем. У циррусоподобных ЦА    кроме самих модуляторов, еще встроен ФНЧ на

переключаемых емкостях (подробности - см. в ж. Радио 1984 года, там был

целый цикл статей про это). А это значит, что кроме помех модуляторов,

есть еще и кратные частоте работы ключей фильтров помехи от ФНЧ. Они

тоже сосредоточены довольно высоко, но результирующий суммарный уровень

помех на частотах более 1...2МГц у таких ЦА      существенно выше.

Кроме того, в них нет возможности оптимизации аналоговой части,

поскольку преобразование I\U уже выполнено внутри и на весьма говёном

ОУ, а вслед за ним стоит еще подобное же чудо в ФНЧ. Про параметры и

свойства "накристальных ОУ" дельтасигмовых ЦА      был обзор у AD в статье

про прототип AD1852.

<Что же фильтрует фильтр на переключаемых конденсаторах? Он ведь по идее

должен снижать как раз суммарный уровень. Иначе зачем его туда

засунули?>

mixxxxxer:

На переключаемых кондерах делаются "универсальные" ФНЧ, позволяющие

управлять частотой среза фильтра. Для каждой частоты дискретизации

входного сигнала требуется соответствующая частота среза.

В ЦА   подаются сигналы разного формата, с разными частотами

дискретизации. При смене частоты дискретизации входного сигнала

соответствующий блок управления внутри ЦА      подстраивает выходной фильтр

на switched capasitors под требуемую частоту среза (меняет скорость

переключения конденсаторов).

Но ведь никто не обещал, что выше (существенно выше среза) все будет

мотонно стремиться к нулю. На то и внешняя обвязка существует. Выходные

шумы становятся сильно высокочастотными и поэтому их как бы легче

(меньшим порядком ФНЧ) можно убирать. В теории..

А разница между одно- и мультибитным дельта-сигмами - в параметрах нойз-

шейпинга, т.е. "количестве" и скорости роста шумового пьедестала после

звукового диапазона. У мульти- рост существенно меньше, чем у

однобитников.. Опять же, в теории..

<выскажите, пожалуйста, Ваши "за" и "против" по поводу балансного

включения AD1865, а то получается довольно удобно - по корпусу на

канал.>

Dark Abbat:

----------------------- Page 3-----------------------

Я пробовал включать AD1865 балансом. Результат -несколько хуже(правда

если только специально вслушиваться), чем при обычном включении. Связано

это с неидеальностью Х  матриц левого и правого каналов. Было это во

времена моего увлечения лампами. Преобразователем I/U служил транс. C

нормальным преобразователем я думаю будет позаметнее.

Lynx:

удобно, но уступает небалансному варианту. причина проста, ее уже

обозначил Dark Abbat. Добавлю еще, что, поскольку вид функции

дифнелинейности Х  разный для ЦА     даже в одном корпусе, то

результирующая дифнелинейность может как увеличиваться, так и

уменьшаться, но для хороших результатов потребуется подбор экземпляра

ЦА  из некоторого количества (не менее 5...10 шт). в моих экспериментах

результирующая Х  иногда получалась немонотонной уже с 14 разрядов (при

монотонности каждого из ЦАПов корпуса в 16 разрядов), а иногда -

монотонной до 16 разрядов. Уменьшение помех за счет подавления синфазных

составляющих невелико, поскольку времена переключения у ключей каждого

ЦА  отличаются от другого даже в одном корпусе, и синфазная составляющая

помех не доминирует.

Вообще, балансное включение лучше всего для дельтасигма ЦА , где

выходной сигнал формируется путем коммутации ОДНОГО И ТОГО ЖЕ тока и

помехи переключения строго синфазны.

<...сравнении PCM63, PCM1702-J и AD1861-J. Особенно интересуют

достоинства и недостатки (объективные и субъективные) PCM1702.

I/U для PCM1702 очень часто строят по схеме инвертир. усилителя (даже в

даташите такая схема). Какие недостатки у такого I/U?>

Lynx:

Самая лучшая из указанных - РСМ63. По измеренным объективным параметрам

она почти соответствует AD1862, обеспечивая монотонность Х       до 18...19

разрядов. По субъективному звучанию 63-я немного более мягкая и теплая,

но чуточку грязнее по сравнению с прохладной и кристалльно-чистой 1862-

й. Различия очень невелики и на большинстве трактов их просто не

обнаружить. И по большому счету, это уже в большей степени дело вкуса,

нежели реальных отличий.

РСМ1702- младшая сестра 63-й, чуточку похуже но все-равно, это ОЧЕНЬ

хороший ЦА .

Ad1861 - полный аналог РСМ61, уступает двум вышеуказанным с грейдами -К,

но сама с грейдом -J лучше, чем РСМ1702 без грейда. Поскольку у 1861

глитч в несколько раз выше, чем у РСМ1702, при ее применении необходимо

уделять особое внимание перегрузочной способности I\U-преобразователя.

Преобразователь I\U на ОУ в инвертирующем включении - стандартная схема

преобразователя, его свойства зависят от типа примененного ОУ. Наилучшие

результаты дает применение сверхскоростных высоколинейных ОУ с ТОС. При

применении ОУ малого и среднего быстродействия необходимо применять меры

по защите входов ОУ от ВЧ-помех, но это может неблагоприятно сказываться

на работе ключей самого ЦА .

<Друзья, а имеет ли смысл дифференциальное включении дельта-сигмы (на

примере мультибитников AD1865)? По даташиту (AD1853) искажения и шумы

уменьшаются на 3 дб, а есть ли на слух разница, может кто пробовал?>

Lynx:

Не просто имеет смысл, а принципиально необходимо для получения

приемлемых результатов. ВЧ помехи на выходах дельтасигмовых

преобразователей очень велики, но при этом синфазны если преобразователи

выполены по одной схемотехнике и, более того, одинаковы, если

преобразователи выполнены в едином техцикле. Поэтому только используя

----------------------- Page 4-----------------------

дифференциальное включение можно получить чистый от широкополосных ВЧ

помех сигнал, и, соответственно, низкий уровень интермод и шумового

пъедестала. снижение искажений на 3дБ связано не с дифференциальностью

моновключения AD1853 а за счет взаимной компенсации нелинейностей в двух

ЦА .

<А Mихаил вроде имел ввиду не использование парафазных выходов - это и

так подразумевается, а включение именно двух корпусов (итого четыре

парафазных выхода на канал) - в даташитах есть такие схемки "монорежим"

называется, вроде>

Lynx:

Ага, было дело. Работает. Чуть получше обычного включения, но не особо

заметно.

<Очень часто встречаю высказывания о том, что такие микросхемы ЦА , как

PCM63 и AD1862 (якобы) обладают монотонной Х      до 20 разрядов. При этом,

когда заходит речь о ЦА  PCM1702/PCM1704, указывается линейность и

монотонность их Х    на уровне максимум 17-18 разрядов. Сопоставив данные

производителя по уровню THD+N (для грейдовых чипов) и посчитав по

известной формуле ENOB=((THD+N)-2)/6, получаю следующие результаты:

PCM63P-K -100dB ENOB=16

AD1862N-J -98dB ENOB=16

AD1865N-J -90dB ENOB=15

PCM1702P-K -100dB ENOB=16

PCM1704U-K -102dB ENOB=16

Или я что-то недопонимаю, или все лучшие ЦА  линейны максимум до 16

разряда?>

Lynx:

Те данные, что Вы привели, взяты из даташитов и являются усредненными

параметрами, гарантированными технологическими нормами. На самом деле у

микросхем доовольно большой разброс линейности Х . Недаром производители

дополнительно указывают еще и худшие пределы, выход за которые является

браком. Верхний предел обычно не указывается и теоретически может

соответствовать физической разрядности ЦА . В свое время у меня была

возможность и необходимость по работе измерить реальные свойства

большого количества ЦАПов AD1861(J), AD1862(J), PCM63(К), PCM1702(К),

PCM1704(К). В партиях микросхем было от 80 до 200шт каждого типа. Причем

некоторые микросхемы одного типа были разных годов выпуска. Подобное

количество в принципе претендует на то, чтобы являться репрезентативной

выборкой. В результате измерений, 20-разрядну линейность и монотонность

Х  показали только единицы приборов AD1862 и PCM63 (и то после

подстройки), 19-разрядную РСМ63, AD1862 и PCM1702, 18 разрядную - всех

типов, кроме AD1861, 17 и 16 разрядную - приборы всех типов. Измерения

производились при подаче 20-разрядного сигнала с генератора кода

цифрового синуса частотой 2кГц при частоте дискретизации 100кГц. РСМ1704

работали в 20-разрядном режиме, хотя в дальнейшем проверка их в 24-х

разрядном выявила небольшие отличия и позволила считать пару 1704-х (из

200) 19-разрядными :)

Интересно то, что распределение ENOB для всех приборов практически

соответствует гауссовой кривой, НО дисперсия самая большая у AD1862 и

PCM63. Только в этих двух типах встречались приборы как с 20-разрядным

ЭДД, так и с 16-разрядным

                               2) Настройка ЦАП

----------------------- Page 5-----------------------

<Расскажите пожалуйста методику настройки ЦАПа. Имеется в виду какие

уровни и каких сигналов надо записать на тестовый диск и чем их лучше

сгенерить?>

Lynx:

Есть такой пакет - CoolEdit называется. в нем можно генерить сигналы по

точкам непосредственно представляющим уровни дискретных отсчетов. для

настройки линейности шкалы удобно использовать сигнал типа "0 (10

отсчетов) - +МЗР (10 отсчетов) - +2МЗР (10 отсчетов) - +3МЗР (10

отсчетов) - ... - +10МЗР (10 отсчетов).... и далее до нуля, а затем вниз

по шкале с таким же шагом и длительностями. воспроизводя такой сигнал,

подстройкой Х   ЦА  устанавливаешь одинаковые ступеньки в восстановленном

сигнале. Это удобно делать, увеличив коэффициент преобразования ток-

напряжение в 10...100 раз, чтобы амплитуда была удобной для наблюдения.

После ЦА  желательно включить ФНЧ с частотой среза 2...5кГц, чтобы

облегчить наблюдение.

...

Подстройка помогает прилично, для любых грейдов. У тех же 1861\1865

можно получить монотонную Х    до 17 (а иногда, правда редко, и до 18

разрядов при диф. нелинейности 1...2МЗР)

Эx, залужу...:

Генеришь любой программой, соундфоржем например, несколько

синусоидальных сигналов, например 1КГц, 10КГц 20КГц, с уровнями -60 и -

80dB ( причем несколько - чисто для разнообразия :-) ). Пишешь вавки эти

на диск.

Перед настройкой движок потца в среднее положение ( по тестеру, чтоб

крутить много не пришлось). Осц включаем сразу после I/U, его

чувствительность должна позволять увидеть хотя бы -60, а тем более -

80dB. Лучше на момент настройки увеличить резюк в ОС I/U раз так в

...цать, чтоб было лучше видно.

Запускаем CD с сигналами и смотрим, видим некоторое подобие ступенек, из

которых после фильтрации должен синус получится. Крутим поц и совмещаем

эти ступени относительно нуля - вобщем, когда начнешь крутить, сам

поймешь что нужно делать. Если смотреть после фильтра, то надо

совместить вблизи нуля верхнюю и нижнюю половину синуса. В общем, с

моими цапами эта точка была очень близко от среднего положения движка

потца.

Второй вариант, более точный, сигналы те же, по спектранализатору

устанавливается минимальный уровень искажений, анализатор цеплять после

фильтра.

SergioT:

А я поступил гораздо проще, 1 кгц -60 и -80 на слух очень даже слышно

влияние подстройки, настроил по максимальной чистоте тона.

<Переходим на -70 - несколько ступенек, вроде практически одинаковой

высоты, крутим, подравниваем, проверяем на -60, не сместились ли

полуволны, радуемся, переходим на - 80дБ - ступеньки по-выше, опять таки

практически одинаковой высоты - считаем настройку завершенной? Да,

ступенькеи по сути напоминают пачки импульсов - эт правильно?>

Эx, залужу...:

Все правильно, оно самое. Совместить полуволны синусоиды (которая после

аналоговой фильтрации получится) в районе перехода через ноль надо.

Ступеньки, похожие на пачки - это просто они уже шумом подзагаженные. На

таких уровнях то микровольтных. Т.е. нормальное явление.

----------------------- Page 6-----------------------

<Как настравивать ЦА    на слух? Какой тон подавать и что слушать?>

Эx, залужу...:

синус 1кГц, -50 и -60dB. Крутить по достижении максимальной чистоты

тона.

Принципиально важный момент - тест-сигнал генерить в 24 или 32 битах и

затем конвертировать в 16 с добавлением дизеринга.

Если сразу сгенерить в 16 битах без дизера - сложно будет отделить

искажения ЦА   от искажений квантования тест-сигнала.

<Покрутил. Субъективно там в первую очередь громкость меняется. Есть где

то посредине потца точка минимальной громкости. По краям громкость

максимальна. Ну по логике вещей тут и должна быть точка настройки.>

чего крутишь-то, цап какой? Громкость менятся не должна в районе

правильной точки. Меняется чИстота тона. Крутишь и добиваешься отсуствия

паразитных призвуков ака есть гармошки.

<Видимо обилие гармонических состовляющих субъективно повышает

громкость.

Все въехал. В общем так настроить у меня получилось с точностью до 1-го

оборота где то. Причем своим осциллографом я не могу точнее настроить.

Слишком толстые линии. Плохо видно. Тоже где то до одного оборота, но на

слух проще. цап 1862>

Безгрейдовые? А подстроечник какой? У 1862-j и 1865-K четверть оборота

на Боурнсе 3296 25-оборотном. По искажометру кстати, не намного точнее.

<Одна безгрейдовая, другая грейдовая. Подстроичник 100 кОм какой то без

названия. Вот на Техниксе, где AD1865, там подстроечники из Эльфы. Вот

там гораздо лучше все слышно и точность до четверти оборота.

Кстати заметил, что при поставленном на паузу сидюшнике и выкрученной на

максимум громкости собственный шум грейдовой микрухи раза в 2 меньше чем

безгрейдовой. А шум обоих половинок AD1865 с буквой K находится где то

посредине между этими 2мя 1862-ыми.>

<Дмитрий, а имеет ли смысл в вашем новом ЦАПе использовать подстройку

линейности AD1865>

Lynx:

Про это я написал в статье. Для грейда -К смысла в подстройке в диф.

включении нет, более того, при настройке абсолютной линейности, вид Х

меняется для разных ЦА    неодинаково и эффективность взаимной компенсации

снизится.

<А если настроить сначала один ЦА , затем переключить осциллограф на

выход диффусилителя и настраивать второй? Или вообще подстраивать только

один для более полного соответствия второму>

Lynx:

И в результате такой настройке на макетном образце на 6шт. AD1865N-K

оптимальные точки потенциометров оказывались в точности соответствующими

заводской нарезке :-)

<Кстати, грейд j хуже к?>

немного похуже.

            3) Субъективное / объективное сравнение, выбор ЦАП

<Интересует мнение о том какой из ВЫПУСКАЕМЫХ сейчас ЦАПов лучше? Из

мультибитных.>

Lynx:

Из этого, наверное PCM1704U-K, далее PCM1702U-K, они примерно одинаково

смотрятся с AD1865\AD1861, разве что у AD подстройка есть, но они

----------------------- Page 7-----------------------

физически 18-разрядные, то есть грейд -К можно при наличии выбора из

10...12шт догнать до 17...18 разрядов монотонности и диф. нелинейности

менее 1МЗР, а 1702 с грейдом -К обеспечат те же 17 разрядов. 1704 тоже

реально дадут 17...18, в лучшем случае 19 разрядов, но они поскоростнее,

и энергия помех переключения у них немного поменьше.

<чем отличается AD1865N-J от AD1865N-K ?К-грейд стоит дороже, а различия

не видно.>

Viking:

У К грейда меньшие искажения.

<имеются несколько ЦАПов AD1860N - уже снятые с производства.

По характеристикам похожи на AD1864. Стоит ли их применять для

современных высококачественных ЦАПов или это уже совсем раритет?>

Lynx:

СтОит. Это очень хорошие ЦА .

<к продукцыи АД я только приглядываюсь, использовать их не собираюсь (в

сравнении с ББ у них есть некоторые недостатки, и один существенный)>

Lynx:

Если посмотреть с другой стороны, то это - достоинство. Более того,

линейность ADшных модуляторов выше (проверялось неоднократно), а меньший

выходной ток создает более благоприятные условия для работы

преобразователей I\U.

MikeF:

У AD1955 выходной ток поболее, чем у PCM179x, а он самый линейный у AD,

кстати сильно ли ему уступает AD1853? В даташитах ему дают 20бит а 1955

- 24.

Lynx:

Неправильно. Почти вдвое меньше, чем у 1792\1794.

Не уступает. В совокупности с ОУ преобразователя, линейность у Ad1853

может быть даже выше. Но у 1853-й не отключить встроенный ЦФ, а 1955

можно использовать только в качестве модулятора с внешним ЦФ, тем же

SM5847.

Dark Abbat:

При задании начального тока модулятора внешним резистором, линейность

AD1853 выше, чем у AD1955 за счет большего эквивалентного сопротивления

источника тока питающего модулятор. Но для улучшения подавления

синфазных помех от модуляторов разброс сопротивлений подтягивающих

резисторов должен быть минимальным (желательно не более 0,1%). То же

самое относится и к резисторам в цепях ООС преобразователей I/U

MikeF:

неправильно? у AD 8,64ма, у PCM - 7,8ма; дифф. от пика до пика в обоих

случаях.

Lynx:

Неправильно. У 1792\94, 7.8мА - это полная амплитуда тока на КАЖДОМ из

выходов, та же величина для 1955 cсоставит 4.32мА.

Правильные данные приведены в конце даташита TI на графике зависимостей

выходного тока от кода.

nazar:

У АД только одно аналоговое питание, а у ББ три, а ето для дельты ОЧЕНЬ

существенно. У ББ должен быть меньшый ультразвуковой шум чем у АД (из за

архитектуры ДС модуляторов), но вот вых. ток побольше.

Lynx:

----------------------- Page 8-----------------------

Для "дельты" с дифференциальными выходами и единым источником опорного

тока это как раз все равно. Подавление помех в питании после суммарно

разностной обработки у AD1955 превышает 90дБ практически на всех

частотах за счет очень высокой степени идентичности модуляторов. Три

питания у TI - это в первую очередь топологическая фича для упрощения

трассировки и не более, чем...

"ультразвуковой шум..." тоже не соответствует действительности. У

PCM1792 интегральный уровень помех (после I\U) на частотах до 500кГц

(выше не смотрел) близкий или даже чуть больше, чем у AD1955. Этот

параметр был очень существенным для генераторов псевдошумовых сигналов и

мы его достаточно тщательно отслеживали при разработке систем.

<чем отличаются TDA1543 и TDA1543A>

nazar:

i2s & RJ

Dark Abbat:

DIR1703 хуже CS8412 в плане того, что содержит SPACT, которая непонятно

чем занимается (предположительно асинхронный реклок). Кроме того

выходные данные у нее не всегда соответствуют входным. Об это я писал на

ussr. Чем это вызвано не знаю и выяснять нет желания. CS8412/14 этой

болезнью не страдает. А что касается хороших мс ЦА  - это (в порядке

предпочтения) AD1862, PCM63, AD1865, AD1851/61, PCM56.

Раз уж речь зашла о тазиках с водой, добавлю, что весьма не

рекомендуется отмывать в ультразвуковых ваннах платы с вышеуказанными

мультибитниками - возможно ухудшение их монотонности (информация от AD)

<Что скажете о ПСМ1710 ?>

Dark Abbat:

Ничего выдающегося, обычная дельта-сигма 20 бит. У меня на работе ЦА

под USB на ней. AD1853 значительно лучше.

...

Новые модификации - это все что появилось после 2002г. AD1896

производства 2001-2002 г 48 бит не берут и вообще отличаются повышенной

глючностью, по сравнению с более новыми. Что касается новых, AD

умалчивает о поддержке режима 48 IIS, но по крайней мере из 4-х мной

испытанных - все поддерживали.

...

Просто на FPGA можно реализовать значительно более совершенный фильтр.

1896 как бы она не была хороша, все же уступает по звуку SM5842.

...

DF1704 я пробовал, по звучанию она примерно как AD1896 в асинхронном

режиме, только чуть резче. В синхронном режиме AD1896 согласно моему

субъективному восприятию гораздо лучше, чем DF1704, но хуже, чем SM5842.

Насчет сравнения, действительно, при слепом тесте очень трудно,

определить, что играет, но длительное прослушивание все ставит на места,

с DF1704 я могу прослушать от силы один компакт, потом наступает

утомление и нежелание слушать, AD1896 я могу слушать 3-4 часа без каких

либо признаков утомления. Музыку я слушаю в наушниках Sennhaiser HD600,

усилитель транзисторный, без ООС.

Что касается психоакустики, то тут все гораздо проще - берется SM5842,

снимаются ее передаточные характеристики и на их основании в Матлабе

вычисляются коэффициенты фильтра.

...

----------------------- Page 9-----------------------

<Dark Abbat, а как эта FPGA в плане ВЧ помех ?>

Шумит она достаточно сильно, поэтому нежелательно объединять ее в одном

корпусе с аналогом. Но все же меньше, чем ADSP21065, помеха от которого

ловится на расстояние до полуметра от микрухи.

Semigor:

TDA1543 - дерьмо редкое.

Если хочешь создать народный ЦА  - состыкуй CS8412 с LC7881. Он

мультибитовый, стоит доллар, звучит хорошо и имеет выход по напряжению

без встроенных ОУ.

belka:

никогда не слышал CS4328, к сожалению. Много слышал своими ушами изделия

на CS4390. По сложившимуся мнению изделие для пацанов, ламеров, и

производителей дешёвой техники. Хочу попытаться защитить девайс. При

грамотном проектировании и изготовлении цап на этой микросхеме звучит

очень хорошо! На выход ей нужно поставить добротно изготовленный

трансформатор, можно перемотать польский сетевик, например - и 'укрыть'

многочисленные поделки фирменных производителей никаких проблем. Как её

питать? От стабилитрона Д815 !!! И всё. Посчитать затраты на элементы -

ничего лучшего для вечно торопящегося и бедного студента не придумать.

Послушать грамотно приготовленное изделие на ней - а надо ли делать

лучший дак?

Есть кристалу сильнейший конкурент (да и лучше она) - AD1853, только

трансформатор к ней изготовить сильно сложнее...

Подробности о трансформаторе и "красивом" включении CS4390 можно

спросить у Жени Одессита и его ближайшего единомышленника Игоря Тэслы -

http://www.sky.od.ua/~eugeny/

Lynx:

По поводу DF1704. Использование буферного усилителя, размещенного на

кристалле для организации генератора годится только для удешевления

системы. Генератор, построенный на нем обладает большим уровнем фазового

шума и, соответственно, джиттера по ряду причин, основные из которых это

высокий уровень помех по питанию и через емкостную связь на данный

элемент от остальной схемы ЦФ и КМО     структура данного буфера,

обладающая большим уровнем фликкер-шума, который в схеме автогенератора

за счет амплитудно-фазовой конверсии вызывает высокий уровень фазового

шума генерируемого сигнала. поэтому внешний генератор при прочих равных

условиях ВСЕГДА выигрывает у генератора на встроенных на кристалле

элементах по кратковременной стабильности и фазовому шуму. Более того,

на практике обеспечить хорошие условия работы внешнего генератора

получается гораздо проще, что еще в большей степени увеличивает

преимущества внешнего генератора.

По поводу включения внешнего ЦА  - уж если гонишь мастерклок в

транспорт, т.е. лезешь в него и дорабатываешь, то тогда SPDIF совершенно

не нужен даже идеологически (зачем применять дополнительные достаточно

сложные микрухи, которые создают свои помехи и в питании, и в эфир),

проще и лучше взять из транспорта I2S или EIAJ и в диф. виде (тот же

RS485 или LVDS) передать в ЦА .

Пересинхронизация принципиальна только для одного сигнала - Latch или

WCK, для остальных - вопрос максимализма. Теоретически "дрожащие" помехи

от остальных сигналов, конечно, могут наводиться на аналоговую часть,

добавляя некоррелированную помеху со статистическими параметрами, т.е.

случайный процесс второго порядка, и, наверное, какое-то влияние это

----------------------- Page 10-----------------------

оказывает, но очень небольшое, я, например, смог более-менее достоверно

различить разницу только максимум пару раз в жизни. Остальное, как выше

говорил Dark Abbat во многом определится самовнушением.

Пару слов про CS43xx. Циррусовская продукция в принципе, неплоха, но до

определенного уровня. У ЦАПов, что 29-х, что 90-х, есть предел

достижимого качества, который не зависти ни от качества питания, ни от

их внешней обслуги. Этот предел заложен самой структурой данных

микросхем, а именно, встроенным ОУ преобразователя ток-напряжение,

качество которого весьма низко, поскольку он выполнен на технологической

структуре, оптимизированной под построение логических устройств, и

первичным восстанавливающим фильтром на коммутируемых конденсаторах,

удобным для интегральной реализации, но вносящим значительные

некоррелированные с сигналом ВЧ-помехи в ультразвуковой области как

аддитивного, так и мультипликативного характера.

И если при использовании тех же AD1853, AD1955, PCM1738, PCM1794

предельное качество определяется именно свойствами их модуляторов (самый

линейный - AD1955) и тактирования оных, а преобразователи I/U и ФНЧ

можно сотворить сколь угодно качественными, без ограничений, налагаемых

технологией кристалла, то CS43хх ограничены в качестве именно на

структурно-технологическом уровне, внести изменения в который мы не в

состоянии. Собственно, это подтверждается и субъективными результатами -

ЦА  на AD1853 с внешним I/U существенно превосходят CS4329, CS4390,

AKM4393, AD1852 со встроенными I/U и ФНЧ.

<В конце концов существуют индустриальные 16 и 18- битники с

параллельным интерфейсом. Можно и на них>

Lynx:

И долго еще будут существовать. Только придется с глитчем побороться, ну

что ж, тоже определенное поле деятельности :-)

Можно и дельтасигмы "пожевать", ведь принципиально они уступают

параллельным только в двух свойствах - большем уровне ВЧ-составляющих на

выходе (есть повод думать над устройствами и конструкциями,

малочувствительными к таковым) и большой длиной АКФ (с этим ничего не

поделаешь, придется смириться.

AD1139 вот-вот снимают с производства, техпроцесс AD1862 слили

Roechester Electronics, AD760 тоже под угрозой, DAC729 сняты уже как лет

пять, и ходят упорные слухи, что недалек тот день, когда и PCM1702, а

следом и 1704 будут объявлены obsolete products :-(

В общем, убираем гордость куда подальше и все переходим на дельтасигмы.

Справедливости ради следует заметить, что и среди них есть весьма

неплохие приборы, те же AD1955, PCM1794, SM5865. А с нарушениями АКФ

сигналов уж как-нибудь смиримся, как смирились в свое время с CD...

<Кто нибудь пользовал в своих разработках SM5865?>

Lynx:

Очень хорошие модуляторы. Я работал с SM5865BM и SM5865СM. Первые

похуже, вторые вполне достойны. Но, все-таки, по собственной линейности

самые лучшие - это модуляторы AD1955, они обеспечивают при

соответствующей обвеске уровень нелинейных искажений -112...114дБ, а

SM5865CM и PCM1794 - в лучшем случае -110...111дБ.

Учитывая это я бы назвал модуляторы у AD1955 лучшими сегодняшний день.

----------------------- Page 11-----------------------

1702 и 1704 практически одно и то же, несмотря на заявленную у последних

24-х разрядность. С точки зрения реального разрешения по монотонности и

дифлинейности Х  1702-К и 1704-К обеспечивают 17...18 разрядов, в редких

случаях можно из очень больших партий выбрать 19-разрядного разрешения,

РСМ63Р-К при полной реализации всех настроек и подборе из партий в

20...40шт дают 19 разрядов разрешения, иногда 20. AD1862- J также при

настройке и подборе могут реализовывать 19...20 разрядов, но несколько с

бОльшей вероятностью, чем PCM63-K. Но, к сожалению, оба лучших типа ЦА

сняты с производства в связи с высокими затратами при их изготовлении и,

соответственно низкой рентабельностью.

<есть AD1852 и CS4398. У Кристала характеристики лучше (флагманская

модель), но не хвалят её (впрочем и не ругают тоже - видимо никто не

сталкивался с ней в лоб).

АД попроще, но к ней уважения больше. Что посоветуете.>

Lynx:

AD1852, как и CS4398 содержит встроенные преобразователи I\U, но, в

отличие от последней, не содержит встроенного ФНЧ на переключаемых

конденсаторах, что само по себе является существенным преимуществом.

Структура 1852-й в свое время (1996г.)рассматривалась в докладе T. Kwan

"A stereo multibit Deltasigma DAC with asynchronous masterclock

interface", вызвавшего некий шок у конкурентных производителей.

<Пытаюсь найти объяснения плохим отзывам о ЦАПах цирроз при высоких

объективных характеристиках.>

Эзотехник:

Для выявления паразитных шумов дельтасигма ЦА            существует так называемый

"тест Джона Новикова".

http://groups.google.com/group/fido7.pvt.sound.pro/browse_frm/thread/6001be17e65f6ffe

Подаётся синус с периодом 10-20 с, максимальной амплитуды и слушаются

(измеряются) шумы и завывания в звуковом диапазоне, где должна быть

полная тишина. Производители оборудования и авторы программ типа RMAA

его не используют, наверное потому что некрасивые цифирки получаются.

Dark Abbat:

Да, на инфранизких частотах дельтасигма может терять устойчивость. 2

года назад я на этом очень сильно накололся.

Техасовская АЦПуха, 4 канала, тип уже не помню, при медленно

изменяюшемся сигнале на входе давала импульсы случайной амплитуды

длительностью в несколько десятков мкс.

<что посоветуете из дельтасигм - AD1853 или PCM1794? Есть ли смысл

делать гальваноразвязку? Источник pioneer 507 c 48bit RJ. Поддерживают

ли эти ЦАПы этот формат или надо сдвигать BCK?>

Lynx:

Однозначно 1853. У нее меньше выходной ток модуляторов, соответственно,

значительно меньшие требования к ОУ преобразователей.

Развязку делать можно, только эффект от нее будет значительно меньшим,

чем при работе с мультибитными ЦА  из-за наличия встроенного ЦФ в

дельтасигмах, являющегося источником внутренних помех.

с 48RJ эти ЦА     правильно не работают, посему нужен преобразователь 48 -

64BCK.

                      4) Цифровые фильтры (Digital Filters)

----------------------- Page 12-----------------------

<для цф есть готовые цф>

Dark Abbat:

Вот только не каждый из них может переиграть 1896 в синхронном режиме

(NPC5842/47 разумеется не в счет). Но новичкам в цифровом звуке

связываться с 1896 не советую, т.к. в синхронном режиме она весьма и

весьма капризная.

Lynx:

Хочу заметить, что использование распространенной и недорогой AD1896 в

качестве ЦФ вполне оправдано со многих точек зрения, поскольку ее

интерполирующий фильтр работает с высокой точностью и обеспечивает

отличные характеристики фильтрации, что проявляется в хорошем

субъективном восприятии этой микрушки в качестве ЦФ (по крайней мере,

она заметно лучше, чем DF1704\DF1706, SM5840, SM5841, SAA7220) и вполне

сопоставима с DF1700 (SM5813), SM5803 и SM5843 (а в чем-то даже получше

последней). Более того, при использовании 1896 появляется возможность

простейшим способом изменять кратность передискретизации с

коэффициентами 2, 3 и 4.

Хотя, с другой стороны, Dark Abbat абсолютно правильно отметил, что есть

определенные сложности в реализации истинного синхронного режима, но это

уже проблемы не микросхемы, а пользователей данного продукта :-)

<А ЦФ ты использовал?>

belka:

Да, SM5842. Между приборами 5842, 5847 и другими фильтрами - пропасть.

Dark Abbat:

DF1700 по звуку на одном уровне с AD1896 в синхронном режиме. SM5847

будет несколько получше. Но разница будет слышна только на хороших

дисках

<PCM1798 отличается от PCM1794 цифровым фильтром. Вопрос такой:

можно ли без ущерба для качества "прикрутить" к 1798 аналог от 1794 (I/V

и 1-order LPF)?>

Kompros:

Конечно можно, но качество должно отличаться, т.к. параметры ЦФ у микрух

разные. Что касается LPF первого порядка, то, ИМХО, что для 1798, что

для 1794 этого мало.

Lynx:

Не только. У 1794 более линейные и сильноточные модуляторы. Для

многоуровневых дельтасигм похожих типов (AD1853, 1955, PCM1738, 1792,

1794, 1796) оптимально использовать фильтр 2-го порядка.

                  5) Преобразователи I/U (ток/напряжение)

<трансформатор после ЦА -а складывает противофазные выходы цапа -

нивелируя проблемы шума источника питания (стабилитрона) и частично шум

самих модуляторов.>

Dark Abbat:

Увы, это только теоретически. Неидентичность плеч трансформатора не

позволяет достичь приемлемого подавления синфазных помех даже в звуковом

диапазоне, а уж о радиочастотном и говорить нечего. Гораздо лучше с этим

справляются высокоскоростные дифференциальные усилители, н-р AD8132,

AD8138, они и звучат кстати лучше.

----------------------- Page 13-----------------------

Lynx:

По поводу трансов мое субъективное мнгение резко отрицательно. Лет 7...8

назад я пытался приторачивать трансы (и самодельные, и Tango NC, и

Lundahll, и Jensen JT) к разным типам ЦА  (PCM63, PCM1702, AD1862,

AD1865, AD1853), но результат всегда получался один и тот же - т.н.

"красивый", но не точный звук, который лично меня стал раздражать.

объективные измерения подтвердили существенный рост интермодового

пъедестала при применении трансов.

Насчет подавления синфазных помех ЦАПов трансами - это работает до

частот от силы в 50...100...150кГц, далее (где, собственно начинается

рост спектральной плотности помех у дельтасигмовых преобразователей)

начинается резкий спад подавления за счет асимметрии распределенных и

межобмоточных емкостей, индуктивностей рассеяния обмоток, ухудшения

потокосцепления в магнитопроводе с ростом частоты, и т.п. и уже на

частотах в 200кГц дифференциально-однофазные преобразователи типа AD8130

превосходят те же NC22 по величине подавления синфазной помехи на

30...40дБ.

Лично мое мнение - любой трансформатор в звуковом тракте - лишняя

деталь, вносящая существенные искажения, которые могут иногда придавать

звуку некую "красоту", но всегда в ущерб точности и нейтральности. И

если в ламповых конструкциях данное зло зачастую ненобходимо для

согласования сопротивлений ламповых каскадов с низкоомной нагрузкой, то

в полупроводниковом тракте, где проблема не особо актуальна, применение

трансов мне непонятно.

<Какой резистор сравнится в качестве с встроенным в DAC?>

Lynx:

тонкопленочные с мало-ЭДС-ными выводами или металлофольговые (только не

путай с metal-film- это металлопленочные).

чем качественнее, тем лучше. Но, в первую очередь, желательно, чтобы его

ТКС был таким же, как и ТКС встроенного.

***

<Интересно, а как ЦАПы типа PCM1704 относятся к резистору?>

belka:

Любой мультибитник желательно нагружать на резистор минимального

сопротивления, но выходное напряжение в таком случае получается очень

небольшим. Поэтому я и говорю за ПСМ63 - у неё ток выходной в разы

больше остальных, соответственно и выходное напряжение при прочих равных

условиях получается больше. Вышесказанное является одной из причин того,

что в системе появляется трансформатор, он позволяет полноценно работать

с небольшими резисторами. Обратите внимание, какого качества должен быть

этот самый резистор, впрочем и трансформатор. Правильный трансформатор

позволяет избавиться от послецапового фильтра, что тоже очень важно.

Достоинства такого выходного каскада ещё можно перечислять. И за

активный усилительный элемент схемы забывать не надо, он должен

находиться непосредственно рядом с входным трансформатором. И нагружен

должен быть тоже трансформатором. За рубежом часто гонят выходное

напряжение непосредственно с выхода послецапового трансформерика,

пытаются 'продавить' емкость кабеля таким хилым сигналом. ИМХО, это не

верно. Никто ведь не хочет иметь вялый, нединамичный, звук. Поэтому

считаю, что без лампочки тут никак не обойтись.

Назову и отрицательный момент - цена. Такой выходной каскад очень дорого

стоит, это не только б.г. вешать на ножки микросхем, это дороже. :-)

В заключении. Если активный каскад переключать селектором от

послецапового трансформерика на просто входные клеммы, получаем ещё и

----------------------- Page 14-----------------------

прекрасный пред. При этом цап, помните раньше в передах стояли

винилкорректоры, можно выключать. Получаем прекрасное устройство и

минимум соединительных кабелей.

<Если, например происходит преобразование тока в напряжение при помощи

резистора, можно ли туда (параллельно резистору) еще кондерчик подцепить

для организации фильтра. Пробовал - работает, но не приводит ли к

ухудшению точности преобразования?>

Lynx:

Можно, даже нужно. Только кондерчик нужен высокочастотный - слюда или

однослойная керамика.

anli:

Получается, что у токового выхода настолько большое выходное

споротивление на всех надзвуковых частотах, что такой конденсатор ничем

этому токовому выходу не в тягость?

И ещё вопрос. Точка, к которой присоединён другой вывод R, должна иметь

входное сопротивление, близкое к нулевому. Тогда получается, что

конденсатор можно параллельно R, а можно и на землю с тем же (лучшим?)

эффектом?

Lynx:

Да, выходное сопротивление весьма велико, не менее килоома, его величина

даже нормируется для некоторых типов ЦА , и токовый выход таких ЦА

вполне допускает работу на КЗ, более того, с точки зрения линейности Х ,

это наилучший из всех возможных режимов.

Второй вывод резистора заземляется, либо подключается на потенциал,

соответствующий потенциалу покоя токового выхода. Собственно я и говорил

(см. выше), что конденсатор подключается параллельно резистору,

выполняющему преобразование I\U.

pokos:

Кстати, да. Я это проверял на натуре, поэтому меня смущают веяния по

замене нормального i/v на единственный резючок, да ещё с комментариями,

что так гораздо лучше.

Lynx:

Меня они не просто смущают, а противоречат тому, что, во-первых, я

слышу, а во-вторых, что измеряю.

belka:

Я тоже в натуре проверял, и даже рассказывал тут про результаты и

поэтому меня резючок совсем не смущает.

                               6) Общие вопросы

<Подскажите PCM1794 (PCM1792) понимают 48 битный(на период ЛРЦК)

битклок? И как обстоят дела с етим у АД1853, АД1955?>

Kompros:

Ага, нашел в первой ЦАПовой ветке про свои опыты с PCM1798 - точно

кушает 48b/w => и другие PCM179x обязаны.

Lynx:

AD1853 и 1955 не понимают, несмотря на все заверения даташитов:-(

<Ребята, кто-нибудь пробовал запускать АД1865 в дифф. включении с так

называемым "рваным клоком", а то не все микрушки его любят.>

Lynx:

AD1865 в общем-то по барабану, какой клок. Главное соблюсти временнЫе

интервалы. Кстати, в стандартном включении с теми же SM5842, SM5847 клок

для 1865-й как раз разорван, поскольку при такте 384Fs для ЦФ, вход BCK

у AD1865 тактируется пачкой из 18 импульсов в 24-х таймслотовом периоде.

----------------------- Page 15-----------------------

<Разъясните пожалуйста маркировку цапа AD1862NZ. Z это что? Год 92.>

Crunch:

Pb-free, выводы без свинца.

Lynx:

Такого обозначения документация от AD не предполагает. Возможно, эти ЦА

выпускались под заказ для какой-либо фирмы, как, например, для Denon,

маркировавшиеся AD1862D.

Бессвинцовых 1862-х существовать не может в принципе, поскольку они

сняты с производства ДО введения в действие и даже до принятия директивы

ROHS.

Dark Abbat:

Внимание!!! Появились китайские подделки под PCM63. Внешне они ничем не

отличаются от фирменных, внутри убогая дельтасигма с встроенным клоком.

Будьте внимательны!!!

===== To be continue...

Большое спасибо авторам вопросов, - как известно, без правильного

вопроса нет правильного ответа.

Первая ветка (начало)

http://www.vegalab.ru/forum/showthread.php?t=169

Вторая ветка (начало)

http://www.vegalab.ru/forum/showthread.php?t=2187

Третья ветка (начало)

http://www.vegalab.ru/forum/showthread.php?t=9714

                               © сайт "Немного Звукотехники" www.vegalab.ru

                      ================================

   Тиражирование и воспроизведение этого документа - в любой форме, полностью

  или частично, возможно только при письменном разрешении администрации сайта

   и форума "Немного Звукотехники" ( www.vegalab.ru ), и/или согласия авторов

                         материалов данного документа.

Взято тут http://www.forum.mycroft.su/index.php?act=attach&type=post&id=532
Reply
Previous Next Up Topic Общая информация / Теоретические материалы / FAQ – ЦАП и цифровые фильтры

Powered by mwForum 2.24.2 © 1999-2011 Markus Wichitill