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).

[mixxxxxer]

Offтопик:

че за генератор?

Filter Solutions (см в "гохране" я брал версию 11)

[Walter]

https://forum.vegalab.ru/showpost.ph...postcount=1617

вообщемто все придумано до нас :LOL:
Человечеству свойственно изобретать каждый раз один и тот же велосипед.

[mixxxxxer]

Offтопик:

https://forum.vegalab.ru/showpost...postcount=1617

вообщемто все придумано до нас

Надо бы ету ссылку всем производителям зв карт разослать.. Да и ету тоже.. А то мужики-то не знают, делают всякую фигню..

Все равно получается, что для дельта-сигм (по кр мере - для циррусов и акм-ов) в общей сложности должен стоять фнч 6-го порядка:

На карте, как я понял из твоей схемы, стоит фнч 2-го порядка (один в один с даташитом цапа, кстати).. С учетом (после) фнч карты шум все равно растет 4-м порядком.. Вот и получается, что в конце концов нужен 6-й.. Карту на 6-й порядок не переделать (муторно, да и негде там все это "прилепить").. Значит все равно надо ставить "примочку" между картой и усем..

[nazar]

вообщемто все придумано до нас :LOL:
Человечеству свойственно изобретать каждый раз один и тот же велосипед.

эт для 4390

Все равно получается, что для дельта-сигм (по кр мере - для циррусов и акм-ов) в общей сложности должен стоять фнч 6-го порядка:

для хорошей дельты 1вый порядок, для того дельту и делали

[Lerpa]

Да, народ, этот шум большая проблема.
Но не для всех цапов и дельта-сигма тут не причем.
Шум я этот наблюдал у своей e-mu 1212m? у саундбластера лайв 24 - там цап и аналоговый тракт такойже как у аудиг 2-4 и вроде даже и X-Fi.
Такой же примерно шум у внешнего терратека X 24 FireWire

НО! Этого шума НЕТ совсем у моего терратека 5.1 Sky (точно как 7.1 Space но не запаян выход пары каналов)
Еще этого шума нет у M-Audio Delta 66 - это примерно две аудиофили 2496 в одном флаконе.
Шум там почти не виден на пределе чувствтельности моего осциллографа - 1 мв. Еще его вроде нет у первых аудиг...

Шум этот, думаю вреден не только для последующего тракта, перегружая и интермодуля. ОН вреден для здоровья как любой ультразвук. Особенно если пищали пьезо или из металлокерамики до 50 килогерц как во многих современных колонках.

На лайве 24 я пытался с ним бороться, благо эту карту за 24 бакса спалить не жалко.
Шум меня победил. Он ни от чего не зависит. Прет по всем каналам, можно крутить на осциллографе лиссажу.
Но вычесть его одним каналом из другого не удалось.
Удалось затушить на 6 децибелл дополнительным RC фильтром, но это сути дела не меняет...

Выводы неутешительны. Видимо он характерен только для некоторых кривых цапов, в которых из маркетинга шум из звуковой области перекидывают в ультразвук...

И надо тут просто общими усилиями составить список хороших и плохих цапов и карт. (Я не разбирался, может в некоторых цапах можно менять настройки выходных фильтров и давить этот шум? Кто знает?)

Давайте навалимся!

[ZugDuk]

Мне для CS4398 Алекс Никитин советовал использовать индуктивные фильтры. Я не спросил про порядок, но думаю что 3-го, не меньше. Причем начиная не с Fs/2, а с 30 кГц примерно (там в симуляторе надо смотреть, чтоб фаза сильно не перекашивалась).
Но т.к. в индуктивностях я не разбираюсь, то себе таких фильтров не добавлял.

[Lerpa]

Да не помогут никакие фильтры.
Там шум на уровне -40-50 Дб.
Чем вы на 50 Дб шум затушите? Диким порядком фильтра, который все фазы перекрутит напрчь?
Надо правильный цап ставить или, возможно, правильно его настроить. Господа цапостроители, кто разбирался, просветите есть ли там такие настройки?

[nazar]

Надо правильный цап ставить

угу

Господа цапостроители, кто разбирался, просветите есть ли там такие настройки?

В некоторых ЦФ цапов есть настройка вида фильтра Sharp rollof, Slow rollof

[ZugDuk]

Да не помогут никакие фильтры.
Там шум на уровне -40-50 Дб.
Чем вы на 50 Дб шум затушите? Диким порядком фильтра, который все фазы перекрутит напрчь?

Ерунда. Фильтр 4-го порядка без проблем справится. И фазу он никуда не перекрутит, если срез сделать дальше от звукового диапазона.
Симулятором пользоваться надо.

[nazar]

Ерунда. Фильтр 4-го порядка без проблем справится.

тока если фильтр будет активным он такого наплодит

[Lerpa]

Ерунда. Фильтр 4-го порядка без проблем справится. И фазу он никуда не перекрутит, если срез сделать дальше от звукового диапазона.
Симулятором пользоваться надо.

Если Вы такой любитель симуляторов, вот и посимулируйте. А потом извинитесь.
А еще на 1% в симуляторе пошевелите номинал любого резистора или кондера фильтра и посмотрите на сколько децибел у вас подавление синфазной помехи улетит.

Добавлено через 3 минуты
Пока предварительный список првильных и неправильных сиречь шумящих цапов и карт.
Добавления приветствуюся.
Особенно меня интересует шумит ли цап в
E-mu 0404 USB
и в M-Audio Audiophile FireWire

Список не шумящих цапов и карт


AK4524 М-AUDIO DELTA 66
AK4528 М-AUDIO Audiophile 2496

WM8770 Terratec Aureon 7.1 space, 5.1 sky

Цапы во встроенном в маму звуке не шумят!


Список шумящих Цапов и карт

CS4398 E-MU 1212M, Creative Audigy 4, X-Fi ????

CS4382 Creative Live 24, Audigy 2 ZS

AKM 4358 M-Audio Audiophile 192, ESI Juli@, M-Audio Revolution 5.1

CS42426 TerraTec Producer PHASE 24 FW, X24 FW

[Nota Bene]

Цапы во встроенном в маму звуке не шумят!

А ведь они там от разных производителей применяются....
Есть от AD, от Realtek, от VIA, от SigmaTel, от CS...
Можно ли так обобщать?

[Lerpa]

Можно ли так обобщать?

Согласен, нельзя, это эмоции вырвались. Но пока лезть в комп и смотреть что там стоит лень да и смысла нет.

А так конечно важно чтобы ошибок тут небыло.
тем более что судя по

В некоторых ЦФ цапов есть настройка вида фильтра Sharp rollof, Slow rollof

есть шанс что шум можно убрать правильной настройкой.
Из приведенного мною выше списка
все я либо сам мерял, либо это свидетельства вызывающих доверие людей.

только M-Audio Revolution 5.1 я записал по аналогии.

Так что насчет цапов
AK 4396, Которые стоят в E-mu 0404 USB и PCI ?
вроде там специально с ВЧ боролись.

А пока есть впечатление что шумят те цапы и карты в которых в маркетинговых целях включили режим 192 килогерца без достаточкной ектому подготовкии..

[ZugDuk]

тока если фильтр будет активным он такого наплодит

ИМХО надо делать в пассиве. Сначала RC цепочку, потом вычитание, потом LCL на индуктивностях. Причем не обязательно блюсти стандарты, типа Бессель там, Батрворт. Также не обязательно настраивать все звенья на одну и ту же частоту среза.

Если Вы такой любитель симуляторов, вот и посимулируйте. А потом извинитесь.
А еще на 1% в симуляторе пошевелите номинал любого резистора или кондера фильтра и посмотрите на сколько децибел у вас подавление синфазной помехи улетит.

Ничего никуда не улетит.

А пока есть впечатление что шумят те цапы и карты в которых в маркетинговых целях включили режим 192 килогерца без достаточкной ектому подготовкии..

В EMU1212m аналоговый фильтр начинает фильтровать аж в звуковом диапазоне. От режима 44 или 192 не зависит. Проблема там в том, что завал очень слабый, даже меньше чем 6 дБ / октаву.

[nazar]

потом LCL на индуктивностях.

вот L там как раз ненадо

Также не обязательно настраивать все звенья на одну и ту же частоту среза.

а они и не будут

Ничего никуда не улетит

улететь не улетит но убежать запросто

[ZugDuk]

вот L там как раз ненадо

Это почему? Что в них плохого?

улететь не улетит но убежать запросто

Не вижу оснований. От RC цепочек, где резюки и емкости можно тестером померить и взять одинаковые ?

[quinine]

Инересен результат на картах ESI Waveterminal 192 всех типов - померьте у кого есть, а то я свою продал... )

И также на Lynx (всмысле звуковыхи Lynx, а не ЦАПы Дмитрия Андронникова)

И такой вопрос. - а не может ли этот шум быть как то связан с ВЧ наводками возникающими при работе в составе компьютера?


Хорошо, что я когда - то купил Audiophile 2496

[nazar]

Это почему? Что в них плохого?

они наловят не меньше чем отфильтруют

Не вижу оснований. От RC цепочек, где резюки и емкости можно тестером померить и взять одинаковые ?

дык подбирать так конешно

[ZugDuk]

И такой вопрос. - а не может ли этот шум быть как то связан с ВЧ наводками возникающими при работе в составе компьютера?

Назар же говорил, что это ноис шейпинг. Наводки тут не причем.

они наловят не меньше чем отфильтруют

Согласен. Это проблема, т.е. тупо нельзя применять. В экранчики маленькие видать поместить катушки придется. Хотя в Питерской меге есть индуктивности Bourns, они на нужные милигенри миниатюрные достаточно (SMD-шки). Такие много не наловят.

[Инквизитор]

Neosid экранированные из Эльфы