Шум дельта-сигма ЦАП за пределами зв диапазона - это проблема или нет?

[mixxxxxer]

Всем привет!

Начало истории (по кр мере - для меня) положил камрад kaskod, из любопытства измерив, а затем посмотрев на осцилле выход своей зв карты EMU1212m в широком диапазоне частот.. Увиденное он начал обсуждать еще тут. В двух словах - на выходе своей карты он обнаружил довольно большой уровень ВЧ шумов (по уровню -60dBFS, т.е. около 20mV p-p, первый рисунок слева).

Камрад AudioKiller тоже померил выход своей Juli@ и тоже увидел схожую картину (второй рисунок слева).

Ну и, наконец, камрад shkal померил спектр выхода своей EMU1616m (третий рисунок слева). По спектрограмме хорошо видно распределение шума - начало подъема лежит в районе 100KHz, максимум - в районе 275KHz..

Постучав полушариями друг об дружку, коллективный разум определил, что причина явления коренится в применении в данных картах дельта-сигма ЦАП.

ЦАП на основе дельта-сигма модуляции по принципу своей работы должны так шуметь, так как перераспределяют шумы квантования за пределы зв диапазона.

Правда, всегда подразумевалось (мной, по меньшей мере), что последующий ФНЧ успешно "отрежет" всю эту шумовую "ботву".. Насколько успешно ФНЧ с этим справляется даже в достаточно добротных и хорошо зарекомендовавших себя зв картах - см. выше (точнее - ниже ).

По поводу рассмотренного явления есть вопросы:

Какой эффект может оказать данный шум на последующий тракт звуковоспроизведения (усь-ас)? Насколько велик может быть этот (предположительно - сугубо отрицательный) эффект? Как с ним бороться, если надо или можно бороться?

Какие будут мнения?

ЗЫ. Кстати, если "тестировать" карты лупбэком, то о существовании (или масштабах) рассматриваемого явления можно никогда и не догадаться.. Я, например, и не догадывался.. Даже увидев на своем собственном осцилле ту же картину еще полгода назад, списал ее на осцилл и помехи из окр среды, а не на карту..

ЗЗЫ. Интересно, а везде выхлоп на сигма-дельтах так шумит? Может в ПКД/ДВД пост-фильтры получше делают? Хотя как их сделать получше? - фильтровать пораньше или покруче - убить либо АЧХ, либо ФЧХ.. Во, блин, как..

ЗЗЗЫ. Добавил еще пару снимков EMU1212m (старая ревизия) от камрада Meta|_. Интересны тем, что промерен не только выход карты, но и выход стандартного кодека материнской платы и тракт карта-усь (Marantz PM710DC) для обоих вариантов.

Вот что он сам пишет об измерениях:

Файл post1 (4-й рис слева, сверху вниз):
- выход ЕМУ
- выход встроенного звука
Файл post2 (5-й рис, сверху вниз):
- выход усилителя, "висящий вход"
- amp_ac97 - выход усилителя, источник - встроенный звук
- amp_emu - выход усилителя, источник - ЕМУ

Все измерения проводил с частотами дискретизации 2.5МГц и 25МГц. Полоса щупа по паспорту - 6МГц. При измерении выхода карты чувствительность 50мВ/дел, при измерении выхода усилителя - 5В/дел. Уровень выхода ЕМУ -10Дб (хотя на абсолютный уровень шума это не влияет). Зеленый график - осциллограмма, розовый - БПФ. Параметры БПФ: 8192 отсчетов, окно Ханнинга. Шкала частоты - линейная от 0 до половины частоты дискретизации.

Значения в dBV неверные - нужно вычесть 20дБ (с настройками накосячил).

[ZugDuk]

На 192-х будет полоса 96, мы тут толкуем, что все самое "интересное" начинается со 100.. Ну вот и че так увидишь?

Настройку аналогового фильтра.

[mixxxxxer]

Настройку аналогового фильтра.

И как мы ее увидим? Фильтр же действует как минимум за Fs/2, т.е. за 96 кил, а мы будем видеть по 96 кил..

[ZugDuk]

И как мы ее увидим? Фильтр же действует как минимум за Fs/2, т.е. за 96 кил, а мы будем видеть по 96 кил..

Вот это и увидим. И если это правда, то фтопку такой фильтр.
Фильтр должен фильтровать герц с 40-ка. Тогда и ваши бяки будут меньше по амплитуде.

[mixxxxxer]

фтопку такой фильтр.
Фильтр должен фильтровать герц с 40-ка. Тогда и ваши бяки будут меньше по амплитуде.

Да это-то понятно.. И так уже можно предположить, что в картах стоит неперестраиваемый фильтр на "все случаи жизни", т.е. заточенный на работу с макс Fs.. Осталось понять, насколько сильно это влияет на звук диап..

У меня, например, на макс вых сигнале карта начинает сбоить - в синусоиде время от времени появляется разрывчик.. Может это быть из-за шума? Типа перегруз входа операционника?

[Вольный Каменщик]

Это проблема,причем тяжело решаемая.Эту гадость не слышно,но усилители она грузит.Особенно эта проблема мощная в случае sacd.Если я в своем деноне 2910 выключал выходной фильтр для сацд ,то усь начинал хрипеть.Ну ее дельту-сигму в попу,короче.

[Walter]

mixxxxxer
Насчет померять усилитель с/без фильтра-нивапрос , только на днях разживусь кабелями. Но у меня просто повторитель без усиления по напряжению. Думаю ему буде фиолетово.
К тому же неявный фильтр будет всеравно. У ему на выходе 600 Ом + где-то 60пФ емкость кабеля.

А не померит ли кто емкости в ФНЧ в этой карте, я в симуляторе подбирал их по результирующей АЧХ. Интересно на сколько ошибся.

[kaskod]

mixxxxxer, У ЕМУ1212 есть ещё одна особенность с фазой Картинка для народа, задержка составляет 20 мкс-для софта

[ZugDuk]

kaskod,
Правильно ли я понял, что если я слушаю музыку посредством плеера фубар с выводом на асио, то один канал будет опережать другой на 20 мкс ?

[kaskod]

ZugDuk, http://forum.blackgate.ru/showthread.php?t=7&page=4
посмотри там пост 32,Наиль умнее раскажет Скажу только что у Аудижи такого нет и музыкальность ЕМУ? ,я не в восторге .
Как я понял именно так

[mixxxxxer]

Правильно ли я понял, что если я слушаю музыку посредством плеера фубар с выводом на асио, то один канал будет опережать другой на 20 мкс

Вроде нет.. В статье про EMU1212m (почти в самом низу статьи) на хоботе есть такое:

"У обеих карт наблюдается багофича в микшере для шин Aux и Main...

При записи сигнала через Aux или Main с моно стрипов (в случае с E-MU1212m/PCI - это аналоговые входы) при микшировании происходит сдвиг на один такт. Такой сдвиг равноценен сдвигу одной АС от слушателя на 1,5 мм, и не является критичным. Но для тех, кому важно сделать максимально качественную запись без каких-либо компромиссов, лучше использовать запись в ASIO из монострипов. Из-за наличия только одного входного стерео WDM-канала запись возможна только со сдвигом."

По-моему, ето как раз про это, но возникает именно при записи.. А к просто проигрыванию ето не относится..

[ZugDuk]

Легко выяснить. Записать тестовые сигналы на болванку и сунуть в CD плеер. Записать их картой и скормить программе. Если покажет сдвиг, значит он действительно при записи.

[Ремонт-NIK]

Записать тестовые сигналы на болванку и сунуть в CD плеер. Записать их картой и скормить программе. Если покажет сдвиг, значит он действительно при записи.

Это плохой способ.
Есть ЦАПы в некоторых СД-юках.которые выдают каналы лев/прав со сдвигом во времени.
Т.е на самом деле они являются одноканальными ЦАП-ами.стерео получается путем коммутации вых.сигнала ЦАП-а на фильтры левого/правого канала внутри чипа.

[Walter]

возникает вопрос с точки зрения математики при 192к вроде бы резать нужно повыше, а вот с точки зрения психоакустики- а не пофиг ли что за 20К?
Всеравно ведь большая частота дискретизации позволяет построить более точносигнал в звуковом диапазоне. Короче говоря можно на слух отличить меандр/треугольник/синусоиду на границе слышимого диапазона?

[kaskod]

Walter, Ну...ну ты ,эта, брось барские замашки после 20к Нам измерялка нужнаи по возможности подешевше. ВЧ могли бы конечно и отфильтровать.

[nazar]

Короче говоря можно на слух отличить меандр/треугольник/синусоиду на границе слышимого диапазона?

Нет, ухи все равно проинтегрируют

[Walter]

Нет, ухи все равно проинтегрируют

Тогда, как говорится нивапрос. Меняем восем конденсаторов и сводим шум до 1-2мВ.
В симуляции получилось до противного хорошо.
Что скажут камрады?

[mixxxxxer]

Меняем восем конденсаторов и сводим шум до 1-2мВ. В симуляции получилось до противного хорошо. Что скажут камрады?

По хорошему, чтобы вообще извести шум, надо "давить" фильтром с той же крутизной, что и у шума.. Шум, судя по спектрограмме shkal-а, по выходе из карты растет темпом не менее чем ~24dB/окт. Лучше всего подошел бы пассивный бессель 4-го порядка, работающий со 100KHz, "вклеенный" между картой и усем.. По кр мере где-то до 70KHz он был бы не заметен совсем (у него практ пост гвз в этой полосе).. Что-то вроде такого (слева вход, справа выход):

[ZugDuk]

че то номиналы кондеров могучие

[mixxxxxer]

Offтопик:

че то номиналы кондеров могучие

зато индуктивностей - маленькие Просто генератор схемы фильтра был настроен на минимизацию индуктивностей.. а так - можно всяко..

[nazar]

Просто генератор схемы фильтра

Offтопик:
че за генератор?