Построение аудио АЦП для себя любимого

[svolkovoy]

про ЦАПы уже 2 ветки наплодили - начнем про АЦП.
Итак первое - какие изделия из сигма дельт лучше? Вообше и из имеющегося в наличии (ад1871 и пцм1804).
если делать на АЦП последовательного приближения (есть ад7679 и адс8382) то надо ли делать передискретизацию и цифровую фильтрацию для понижения частоты до нужной? Пока все, потом начнем про входные каскады и т.д. и т.п.

[Костя Мусатов]

Решил я проверить утверждения по артефактам у дельты-сигма. Поскольку отдельного прецизионного источника сигнала нет, то проверял по сквозному каналу. Для получения балансного сигнала в ЦАП правого канала подовал инверсию от левого и на балансный вход левый и правый каналы. На картинке:
Белый - уровень шумов ЦАП-а (это я точно знаю, уже проверял, АЦП шумит значительно меньше)
Голубой - синус 1кГц -12дБ
Красный - белый шум в полосе 20кГц-47кГц с пиковой амплитудой -0,5дБ
Что-то я ни каких артефактов не нашел, и это несмотря на не самый лучший ЦАП.

[pokos]

Решил я проверить утверждения по артефактам у дельты-сигма.

Дык, а что проверил-то? Синус -12дБ? Дык, никто и не сомневался.
А где двухчастотный метод? Где сравнительные спектрограммы шумов?

[Эзотехник]

Чем сделан белый шум на красном графике? Я обрезал только снизу и спектр получался на 30 дБ плотнее.

[Костя Мусатов]

Чем сделан белый шум на красном графике? Я обрезал только снизу и спектр получался на 30 дБ плотнее.

Я сначала сгенерил белый шум в Аудишне, потом натравил на него обрезной фильтр с частотой среза 20кГц и подавлением в 200дБ. Результат отнормаровал по -0.5дБ. Все это делалось в режиме 96/32.

А где двухчастотный метод?

ЦАП этой платы так себе, и искажения на ВЧ определяются им. У меня нет режекторных фильтров, что бы улучшить моно и двучастотный сигнал от ЦАП для проверки АЦП. Шумовые подставки видны на графике и не изменяются от наличия сигналов, как 1кГц, так и белового цема в ВЧ области. Но это шум ЦАП-а. Графики шумов АЦП я уже здесь выкладывал, подставка около -155дБ и помехи до -132дБ.

[Ремонт-NIK]

AXE,

Offтопик:
Что за кассетник, на втором справа фото?
Из поста 124

[AXE]

AXE,

Offтопик:
Что за кассетник, на втором справа фото?
Из поста 124

Studer A-721

[sia_2]

Думаю, Вы будете неприятно удивлены, если померите интермодуляционные параметры того же девайса двухчастотным методом....

В 1999 году был померян AD1879 на 19-20 кГц с уровнями -6 (т.е. в сумме полная шкала) и с уровнями -16. Результаты: разностные (низкочастотные) составляющие ниже -103 и -114 соответственно, максимальный уровень расположенных около (17, 18, 21, 22 кГц) - соответственно -96 и -115. Все величины относительно уровня сигнала, то есть, чтобы перейти к абсолютным уровням, надо добавить соответственно 6 и 16 дБ. После тщательной балансировки входных уровней (введения небольшого перекоса амплитуд на дифференциальном входе) разностные составляющие при -16 дБ снизились практически до шумового фона (БПФ было длиной 65536, то есть это около -140 дБ от полной шкалы).

[Эзотехник]

Советую всем начинающим конструкторам АЦП прочитать подробные руководства Apogee 1990-х годов. Там и теория, и практика - блок-схемы, характеристики входных усилителей на дискретных элементах, принцип разделения трёх земель, расположение гальванических развязок и т.д.
http://www.apogeedigital.com/pdf/ad500_usersguide.pdf
http://www.apogeedigital.com/pdf/ad1000_usersguide.pdf

Ещё бы схему или список деталей найти...

Буферные усилители этих АЦП имеют раздельную регулировку подавления синфазной составляющей на НЧ и ВЧ, что снижает помехи и искажения входных аналоговых каскадов.
Достигнуто подавление синфазного сигнала выше, чем у лучших трансформаторов или "голых" входов интегральных АЦП.
CMRR typically better than 110dB@100Hz
better than 75dB @10KHz
Разделительных конденсаторов на пути сигнала нет.
Задающий генератор - управляемый напряжением, с джиттером 30 пс. А в современных массовых конструкциях для получения сетки некратных частот и синхронизации с внешними источниками ставят синтезаторы с PLL или DDS. Их фазовый шум выше, чем у качественного VCXO, поскольку скоростные малошумящие DDS дороги и сложны, а схемы с PLL имеют джиттер порядка 150...200 пс.
В питании применён малошумящий DC-DC преобразователь, чтобы от внешнего БП на +12В получать несколько "чистых" напряжений, без применения многих отдельных НЧ силовых трансформаторов.

[sia_2]

Реальные измерения Apogee AD1000 (и DA1000) показывают, что ничего особенного они из себя не представляют (см. приложенное). А все, что написано - не более чем общеизвестный набор благих пожеланий, коими вымощено известно что... Или рекламное битье себя пяткой в грудь для наведения мифа о немеренной крутости. Реальность, однако, оказывается несколько прозаичнее.

[sia_2]

И еще - о DA1000. На последнем графике хорошо виден рост шума при росте частоты мультитонового сигнала....

Нетрудно видеть, что все хорошие современные дельтасигмы имеют гораздо лучшую линейность.

Все снято на Audio Precision II, данные предоставлены Long (за что ему отдельное спасибо).

[Эx, залужу...]

Немного звукотехник,

Задающий генератор - управляемый напряжением

А для чего там вообще ГУН стоит? Фиксированный и делов. Или они там плавно меняют от кратной 44.1/88.2 до кратных 32//192?

а схемы с PLL имеют джиттер порядка 150...200 пс

Кстати, техасовские PLL-ки по даташиту 50-60пс, а у NPC вообще есть с 40.

[155ла3]

Немного звукотехник,А для чего там вообще ГУН стоит?

Они ходят за WC

[VasilyN]

А кто может подсказать, что можно взять за основу для двухканального (стерео) АЦП с частотой дискретизации, положим, 288 кГц (6х48) и разрядностью (честных) 18 бит для записи (стерео) wav на жесткий диск компьютера для оцифровки с 2-х микрофонов? Или задача невыполнима ?

[Эx, залужу...]

155ла3, да уже понял. Бегло просмотрел одну ссылочку от Звукотехника (вторая уж больно здоровая ), там еще какие то варианты коррекции Fs под оцифровку под видео. До конца только не врубился.
Для себя любимого, в общем то ГУН наверное в АЦП не нужен, да и необходимость вордклока тут тоже сомнительна. Качественный генератор на АЦП, а дальше цифирь хоть по SPDIFу можно в комп заталкивать, если ж конечно не стоит задачи в 192/24 цифровать.
Но если сквозное преобразование - аналог-цифра-аналог, то тут да, без WC или какой либо внешней синхронизации получается никак.

[155ла3]

там еще какие то варианты коррекции Fs под оцифровку под видео. До конца только не врубился.

В вопросе синхронизации с видео меняется Fs для обеспечения кратности. Впрочем, с видио -там свои тараканы...

Качественный генератор на АЦП, а дальше цифирь хоть по SPDIFу можно в комп заталкивать, если ж конечно не стоит задачи в 192/24 цифровать.

от частоты не зависит и на 192/24 WC не есть необходимость

[svolkovoy]

Вот взбрел в голову такой "финт ушами" - ФЦП нужен на частоты 44,1 и 88,2 но поскольку, как говорилось ранее, фильтра у ПЦМ4202 и1804 не самый лучший то возникла мысль запустить его на частоте 176,4 а затем с включить семпл рейт конвертор в синхронном включении который будет работать децимирующим фильтром и делить частоту на 2 или на 4. Стоит ли такое городить?

[Эзотехник]

Нетрудно видеть, что все хорошие современные дельтасигмы имеют гораздо лучшую линейность.

а может они фронты и прочую "остроту" в звуке съедают?

А все, что написано - не более чем общеизвестный набор благих пожеланий, коими вымощено известно что... Или рекламное битье себя пяткой в грудь для наведения мифа о немеренной крутости.

Ну так учебников по построению АЦП не нашёл, вот и приходится искать жемчуг в кучах. Покажите мне другие руководства от АЦП на 52 страницы
Для 1992-96 годов хорошие конструкции. Например искажения+шум входного усилителя менее 0.001% в полосе до 24 кГц и на современных ОУ получить трудно.
Я много вариантов на микросхемах прикидывал - при входном сопротивлении 10...20кОм точность 20 бит не получается, мешает что-то из списка:
малое быстродействие (рост искажений на ВЧ)
высокий шум, широкополосный или фликкер.
низкое напряжение питания
низкоомный вход
Нестабильность при Ку<=2

Даже редкости типа BUF04 при работе на AD811 или THS4131 свои искажения увеличат.
Сочетания параметров, достигнутого в дискретных ОУ 1980 года Jensen JE-990 (входной дифкаскад на согласованной паре транзисторов LM394), до сих пор в монолитном исполнении нет.

А Long про внутренности AD-1000 рассказать может?
Насчёт плохих характеристик - может он лимитер и сатуратор при измерениях не отключал?

А вот звуковой SAR ADC помоложе, искажения меньше. Применены 20 бит модули фирмы Ultra Analog:
http://www.weiss.ch/adc1/images/adc1_manual.PDF

Или они там плавно меняют от кратной 44.1/88.2 до кратных 32//192?

Тогда 96кГц не были стандартом.
EXTERNAL SAMPLING RATE RANGE: Any frequency from 32KHz to 54KHz via External Sync Input
INTERNAL SAMPLING RATE: 32kHz, 44.056kHz, 44.1kHz, 44.144kHz, 47.952 kHz, 48kHz or 48.048kHz

А кто может подсказать, что можно взять за основу для двухканального (стерео) АЦП с частотой дискретизации, положим, 288 кГц (6х48) и разрядностью (честных) 18 бит для записи (стерео) wav на жесткий диск компьютера для оцифровки с 2-х микрофонов?

почему всего 288кГц? Вот на 600ksps микросхемы:
http://www-s.ti.com/sc/ds/ads8382.pdf
http://www-s.ti.com/sc/psheets/slau143/slau143.pdf
Паять их легче, чем близко похожую AD7674 (800ksps) - выводов меньше и их шаг 0,65, а не 0,5 мм.
Правда как затем усреднить, отфильтровать данные и получить что-то приземлённое (типа выхода SPDIF) - загадка.

семпл рейт конвертор в синхронном включении который будет работать децимирующим фильтром и делить частоту на 2 или на 4. Стоит ли такое городить?

вот похожая рекомендация с асинхронным пересчётом:
http://www.cirrus.com/en/pubs/appNote/AN270REV1.pdf
Features: Greater Digital Stopband rejection over the CS5381 - The digital filter in the CS8421 dominates the filter response in this application. As a result, the minimum stopband rejection is 125 dB.

А ещё можно сразу 176,4 кГц записывать и в компе программно фильтровать. Ограничивается звуковой платой - не все драйвера и SPDIF приёмники могут до 192 кГц.

[Эx, залужу...]

155ла3,

от частоты не зависит и на 192/24 WC не есть необходимость

Я в смысле, что по SPDIF не пропихнешь такое . Опять же, в том смысле, что ни разу не всречался, чтоб где то был такой либо вход, либо выход, хотя еще лет пять назад что то говорилось про АКMовские приемники и передатчики, поддерживающие 192КГц по SPDIF.

[155ла3]

155ла3, Я в смысле, что по SPDIF не пропихнешь такое .

CS8406 -CS8416

А вообще 192 стандартом заложено вполне, не считая всяких там даблваре итд.

[VasilyN]

почему всего 288кГц? Вот на 600ksps микросхемы: http://www-s.ti.com/sc/ds/ads8382.pdf http://www-s.ti.com/sc/psheets/slau143/slau143.pdf Паять их легче, чем близко похожую AD7674 (800ksps) - выводов меньше и их шаг 0,65, а не 0,5 мм. Правда как затем усреднить, отфильтровать данные и получить что-то приземлённое (типа выхода SPDIF) - загадка.

О, пасиб, я пока общую информацию собираю, готовлю ТЗ , не хочу сильно промахнуться, денег жалко. А на i-link это дело (18/288) можно будет потребовать, естественно, в комплекте с драйверами?