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.

[sia_2]

Спектры для "супероцифровщика" на 1804/4202 как раз будут готовы на днях, основная проблема - шумы и собственные искажения аналоговых генераторов, из-за этого в присутствии сигнала шум примерно на 5-6 дБ выше (_невзвешенный_ в полосе 40 кГц и частоте дискретизации 102.4 кГц в присутствии сигнала с уровнем -2 дБ составляет -102..104 дБ, а при сигнале -20дБ - порядка -106..108 для 1804 и -110..112 для 4202).

Искажений квантования (гармоник и интермода слабых сигналов) НЕТ, то есть, они ниже уровня -150 дБ.

Наложения спектров (и, соответственно, биений при приближении частоты сигнала к fs/2) тоже практически нет (уровень не выше -95 дБ относительно полной шкалы, в отличие от -6...20дБ - /т.е. 10...50%/ у прочих).

"Травы" на спектре, несмотря на то, что платы стоят в современном ПК, НЕТ ВООБЩЕ (ровная шумовая дорожка на БПФ длиной 1048576).

Вход истинно дифференциальный, АЦП с аналоговой частью гальванически изолированы от ПК, предусмотрена встроенная калибровка, позволяющая гарантировать воспроизводимость статических характеристик на уровне 0.02% и смещение нуля не более 0.002%.

Есть исполнение с пренебрежимо малым джиттером (со специально разработанным модулем кварцевого генератора, имеющего сверхмалый фазовый шум, при его использовании джиттер не поддается измерению, во всяком случае, он ниже 0.5 пс RMS).

Диапазон входных напряжений по каждому каналу может быть свой, в зависимости от задач, вплоть до непосредственного подключения микрофонов с фантомным питанием (при этом 48В выдает сама плата).

Платы можно объединять в синхронные комплексы (до 8-16 шт, соответственно, 64-128 каналов).

Предусмотрен также DSD, но программной поддержки у него пока нет.

Импульсные характеристики достаточно "мягкие" (с несколько меньшей длительностью "звона", чем обычно), правда, природу не обманешь, так что полоса при частоте дискретизации 48 кГц составила не 20, а 19.6 кГц. Однако и для звука, и для измерений в итоге это оказалось лучше, чем полоса в 22 кГц, но с более длительным "звоном".

Элементная база довольно распространенная (LT1122, INA2137, OPA132, PCM1804/4202, реле Takamisawa), но примененная не совсем стандартным образом. Однако главный секрет - тщательная разводка платы и организация цифровых интерфейсов и обработки полностью внутри ПЛИС, с минимумом внешних сигналов.

Изделие будет коммерческим, т.е. его можно будет свободно купить.

[svolkovoy]

вот назрел вопрос про генератор. В принципе очень хотелось бы иметь универсальный внешний АЦП с частотой кватования до 96кГц. поэтому вроде как нужно иметь 2 генератора. Но возникает вопрос каких, и как потом их коммутировать. Если делать на ЭСЛ - это будет довольно громоздко и "тепло", кроме того прийдется ствить ключ коммутации клоков, что там лучше применит?
Я подозреваю что стандартная логика не очень подойдет, может какой нибудь ADG? или релюху?

[Эзотехник]

я наверное просто панельку запаяю и вручную буду генераторы перетыкать. В схеме из "Электора" 3-2001 (см. pdf) стоит делитель на 74HC74, включаемый джампером, для смены частоты с 96 на 48.

Изделие будет коммерческим

Почему будет? Если это часть комплекса по реставрации магнитных лент, то первые экземпляры наверное уже работают. Отзывы пользователей есть?
Частота оцифровки только 96 кГц? А можно будет приобрести печатку и ПЛИС отдельно? Мне лишние 6 стереовходов не нужны и часть микросхем имеется.

[Alive and safe]

svolkovoy, генератор либо готовый, либо ЭСЛ. Но хороший готовый стоит прилично + обязательно надо делать качественный стабилизатор к нему, в результате по размерам он будет такой же как и ЭСЛ. Коммутировать надо с помощью реле, например тех же малосигнальных RY-5W-K.

[shkal]

Изделие будет коммерческим

Какого порядка будут цены?
Будут ли стандартные драйвера, или плата будет работать только из-под собственного софта?

[Эx, залужу...]

Так надо не просто 96 в 48, а еще и 88.2 и 44.1. Два генератора надо однако. Тоже интересно, как лучше коммутировать.

sia_2,

Изделие будет коммерческим, т.е. его можно будет свободно купить.

А каков порядок цен? А то Роллс-Ройс и замок в Альпах тоже можно свободно купить

[svolkovoy]

а что будет если коммтировать резонаторы в схеме генератора? а то делать 2 ЭСЛ генератора что то не очень улыбается

[Инквизитор]

а что будет если коммтировать резонаторы в схеме генератора? а то делать 2 ЭСЛ генератора что то не очень улыбается

Ничего хорошего. Емкости набежит много

[svolkovoy]

Т.е. получается что надо делать 2 ЭСЛ генератора? и потом коммутировать их перед схемой.

[Semigor]

Импульсные характеристики достаточно "мягкие" (с несколько меньшей длительностью "звона", чем обычно), правда, природу не обманешь, так что полоса при частоте дискретизации 48 кГц составила не 20, а 19.6 кГц. Однако и для звука, и для измерений в итоге это оказалось лучше, чем полоса в 22 кГц, но с более длительным "звоном".

Совершенно согласен и не раз об этом говорил. А ведь при Fд=96kHz и выше можно вообще получить переходную характеристику близкую к идеальной. Предусмотрен ли такой режим в "супероцифровщике" при повышенных частотах дискретизациии?

[svolkovoy]

кстати, как достигнуты более мягкие характеристики? режим slow rollof?

[ZugDuk]

Ну почему только 96кГц? А 192? А частоты кратные 44.1 тоже же нужны.

[svolkovoy]

два генератора это как раз для кратных 44,1 и для кратных 48. А умножать можно путем переключения режимов АЦП, например 256 и 512 *Fs.

[sia_2]

объясните, кто может, смысл перемычки CN102, переключающей выходное сопротивление буфера от 0 до 47 Ом.
(пример из demo-платы для PCM1804)

Направо - лучше характеристики по искажениям/шуму, налево - выше статическая точность.

[sia_2]

Совершенно согласен и не раз об этом говорил. А ведь при Fд=96kHz и выше можно вообще получить переходную характеристику близкую к идеальной. Предусмотрен ли такой режим в "супероцифровщике" при повышенных частотах дискретизациии?

Да, причем пришлось это сделать не стандартным образом. Кроме того, видимо, будет софтовый конвертор DSD-ИКМ c набором гауссовских фильтров для как можно лучшего воспроизведения формы сигнала. Обещать не могу, но работы ведутся.

[sia_2]

Какого порядка будут цены?
Будут ли стандартные драйвера, или плата будет работать только из-под собственного софта?

1. Цена 8-канальной платы со стандартным софтом порядка 40 тыс.руб.
2. Софт анализа сигналов наш, но выдача waw там обеспечена, так что с оцифрованным сигналом можно делать что угодно в чем угодно. Драйвера для непосредственной работы с музыкальным софтом будут написаны только при наличии оплачиваемого заказа.

[sia_2]

Почему будет? Если это часть комплекса по реставрации магнитных лент, то первые экземпляры наверное уже работают. Отзывы пользователей есть?
Частота оцифровки только 96 кГц? А можно будет приобрести печатку и ПЛИС отдельно? Мне лишние 6 стереовходов не нужны и часть микросхем имеется.

ПП если и можно будет купить по дешевке, то только те, которые не финальные (т.е. требующие порезки/допайки). Частота штатно вообще говоря 102.4/51.2 (переключается программно). 96/48 или 88.2/44.1 - нужен другой кварц в генераторе.
Опытные образцы работают в приборной отрасли, отзывы в целом положительные. Замечания, естественно, накапливаются, но они касаются мелочей и особенностей режимов функционирования. Их мы и доводим, именно поэтому и не рекламируем изделие раньше времени (первый экземпляр, еще на CS5397, существует в более-менее отлаженном виде около двух лет).

[sia_2]

вот назрел вопрос про генератор. В принципе очень хотелось бы иметь универсальный внешний АЦП с частотой кватования до 96кГц. поэтому вроде как нужно иметь 2 генератора. Но возникает вопрос каких, и как потом их коммутировать. Если делать на ЭСЛ - это будет довольно громоздко и "тепло", кроме того прийдется ствить ключ коммутации клоков, что там лучше применит?
Я подозреваю что стандартная логика не очень подойдет, может какой нибудь ADG? или релюху?

Малошумящий генератор сделан другими способами, не на основе цифровых микросхем. Это закрытая тематика.
Коммутировать же клоки как раз лучше именно цифровыми микросхемами, только не в ПЛИС, а "дискретной" логикой.

[sia_2]

Слушались ли однобитные и мультибитные АЦП в равных условиях?
Расскажите о конструкции, типе выхода плат на CS5397, цене на собранные и пустые.

Такой задачи не ставилось, поскольку превосходство хорошей дельтасигмы в качестве АЦП над SAR является общеизвестным фактом.
"Голыми" платами данного устройства мы в принципе не торгуем. Большая часть подробностей конструкции данного изделия также не подлежит публичному обсуждению. То, что можно было, я уже сказал.

Предлагаю схему входного буфера для АЦП. Достоинства:
допустима "постоянка" на входе до ±1,5V без разделительных электролитов;
сопротивление и чувствительность входа (2 кОм, баланс 2V p-p) ближе к бытовым стандартам, а не к профессиональному симметричному 600 Ом, 6V p-p (т.е. в тракте нет излишнего усиления);
Применены быстродействующие ОУ, в которых рост искажений с частотой начинается позже, чем у иногда рекомендуемых OPA627, NE5532 и т.п.;
Напряжение питания буферов выбрано для исключения защитных диодов на входах CS5396. В любых режимах входной ток АЦП не превысит допустимых 100 мА.
И вопрос по электролитам - есть ли противопоказания к применению К53-19 вместо импортных (Оscon и их клоны) в цепях с постоянным напряжением?

С15 в схеме лучше выкинуть. Емкости со входов АЦП на землю лучше увеличить до 1000 пФ. Остальное сойдет. К53-19 имеют существенно более высокое внутреннее сопротивление, но примерно такую же индуктивность. Поэтому во многих случаях такая замена допустима.

[Эзотехник]

Такой задачи не ставилось, поскольку превосходство хорошей дельтасигмы в качестве АЦП над SAR является общеизвестным фактом.

А если сравнить простую дельтасигму с многоуровневой, в одинаково грамотных платах, на сигналах, где много инструментов или голосов?
Почему после трёхуровневой CS5397 (дорогой, сильно греющейся в режиме 128х и снятой с пр-ва) были выбраны PCM4202, а не CS5381?