опыты с ADA4899 в качестве I/U

[Electrovoicer]

сделал ЦАП DF1704+PCM1704+ADA4899(I/U)+AD8138(MFB LPF) для применения в составе высококачественной автомобильной системы звуковоспроизведения.
Звучание поразительно детальное, очень нейтральное и динамичное.

К сожалению, схему полностью опубликовать не могу, работа делалась на заказ.
опубликую следующее:
1. схема I/U и Multiple Feed Back LPF DAC_IU_LPF.pdf
2. IMD IMD_df1704_pcm1704_ada4899_ad8138.pdf

к сожалению, моя нынешняя система измерения обладает весьма высоким джиттером и собственными нелинейными искажениями и не позволяет увидеть полные потенциальные возможности данного решения. но опытный глаз разглядит.

фото устройства

[Electrovoicer]

Доброго дня! А ADA8099 вместо ADA4899 сильно хуже будет в данном применении?

разумеется, так как будет возбуждаться без введения глубокой коррекции, так как 8099 предназначен для работы при усилениях куда более 1. а при введении необходимой коррекции 8099 превратится, в лучшем случае, в 4899

[Филя]

На выходе ЦАПа, присутствуют: ток, соответствующий входному коду, И короткие импульсы, длительностью, от 5 наносекунд. Я их называл «высокочастотным мусором».
Имелось ввиду – закоротить конденсатором, не ток, соответствующий входному коду, А короткие импульсы, длительностью, от 5 наносекунд.
В даташите, на PCM1704 я не увидел, конденсатора, между выходом ЦАПА и землёй.

+1.
Согласен, что с уменьшением величины нагрузки ток в цепи питания увеличивается, но он увеличивается до величины тока, соответствующего коду

А, к этому току, не добавляются токи высокочастотных импульсов? Если нет, тогда зачем ставить С10? И зачем, тогда дроcсель?

[Serge_L]

Я не писал – «перегрузку ключей». Я писал - «нагрузку ключей».
Транзисторы ключей ЦАПа, подключены, через резисторы. В такой схеме, сами, транзисторы ключей, вряд ли, перегрузите. Но, я в этом не уверен.

Вы явно пишете про выходной ток ключей ЦАПа.

Я писал о другом. С выхода ЦАПа, лезет высокочастотный мусор. Если выход ЦАПа, по высокой частоте, закоротить, на землю, конденсатором, тогда, токи ВЧ мусора, потекут через внутренние проводники ЦАПа, и дорожки питания.
Чем выше импеданс конденсатора, тем меньшими, будут, токи ВЧ во внутренних проводниках, цепей питания микросхемы.

тот ВЧ мусор проникает через паразиты на выход. Как его можно "перегрузить"??? И токи ВЧ мусора (именно этого мусора НЕ текут через цепи питания в явном виде. Там свой мусор.

Возможно, последовательно с емкостью надо считать резистор, чтобы еще куда-то рассеивать энергию ВЧ помехи, но не факт. Где-то здесь уже писалось об этом... Не нашел....

[Alecs]

Может быть,если препятствовать прохождению импульсного тока,при открывании ключа в ЦАП,то этот процес может затянуться,еще и будет зависим от от возникшего напряжения,при падении на индуктивности или резисторе,на выходе.Мне с резистором в итоге не понравилось.Высокочастотный мусор на выходе ЦАП,насколько я видел,в основном идет от переключений внутренних регистров битклоком,их 20шт проходит,при 1 импульсе на преобразование.
Правильная но сложная задача,защитить вход I-U,при этом соблюдая нулевой потенциал на выходе ЦАП.Как сделано здесь,это интерестно.Индуктивность должна быть достаточная,чтобы емкость не влияла на быстродействие обратной связи ОУ.Емкость керамику,наверное 2-3шт в паралель,для уменьшения внутреннего сопротивления,и 220пф может быть много.Единственый вопрос для меня стоит,как реально повлияет нелинейность индуктивности на звук.Если бы автор поделился какой тип индуктивности ставил,и разницу без CL цепочки и с ней,то было бы интерестно.

[tomtit]

Однажды, просматривая новости Вегалаба, я наткнулся на пост со схемой АРКАМ альфа9.
Меня очень заинтересовала схема примененного И/У. Проектировалось все в далеком уже
1998 году для экзотического ринг-дака. Судя по схеме, это сигма-дельта с
токовым выходом и высоким уровнем шума на высоких частотах.
Из схемы видно, что выходное напряжение И/У равно 2В. Выходной ток невозможно определить, так как номинал
резистора И/У скрыт внутри АСИК Ринг-ДАКа. Разумным предположением будет
величина Iout = +-2мА, то есть величина резистора Rfb = 1К.
Попробуем проанализировать схему при помощи Микрокапа.
Цель - чисто качественное представление о идеях дизайнера.

Сначала построим АЧХ с разомкнутым контуром ОС. И/У собран на композите из старичка АД797
и EL2244 (что-то типа АД826). Видно, что композит обладает отличной устойчивостью (запас по фазе близок к 60")
и огромным Loop Gain > 180дБ на низких частотах, падающим до величины 62дБ на 70К,
устойчивость обеспечивается по найквисту, с заходом фазы примерно до -240.
Исходя из приведенных данных можно заключить, что входное сопротивление композита неизмеримо мало,
вплоть до частот в сотню КГц. В этом диапазоне входная цепь образует фильтр второго порядка с
C112||С113,L9,R78. С80 и R79 закорочены входным сопротивлением композита и не участвуют в работе фильтра.
В звуковом диапазоне DAC нагружен на волновое фильтра, равное 10-15ом, имеюшее активный характер
до частоты примерно в 200KHz. Для частот выше, входной импеданс будет емкостным, в пределе приближаясь
к импедансу конденсатора емкостью 57nF. Для другой стороны фильтра нагрузка меняется из-за падения
глубины обратной связи с ростом частоты. Но посмотрите, тут начинает играть цепочка С80 и R79, нагружая
входной фильтр на 10ом на очень высоких частотах и работая как коррекция АЧХ ОС нулем по входу.
Такое построение И/У абсолютно исключает перегрузку по входу на ВЧ, позволяя на 100% использовать
положительные качества АD797. Макс. входное напряжение АD797 не превышает 30мВ. Все реактивности
практически работают с добротностью не превышающей 1.5-2, что обеспечивает эффективное рассеяние мощности ВЧ.
Недостатком схемы можно считать критичность к конструктивному исполнению и входной импеданс не ниже 10ом.

P.S. Да, были люди в наше время ...

iv-alpha9.djvu

[viktor8m]

А почему на THS4631 никто не обращает внимание? У них вход должен быть более устойчив к помехам.

[Филя]

По-видимому, нужно разъяснить свою позицию.
В спешке, нечётко сформулировал вопросы. Каюсь.
Надеялся на то, что, если бы автор подбирал тип конденсатора, длину дорожки, между микрухой и конденсатором, индуктивность дросселя, то он, наверное, написал бы, об особенностях подбора, этих элементов.

Экспериментируя, с ЦАПами и быстрыми операционными усилителями, обратил внимание, на то, что они очень сильно искажают звук, если их нагрузить, слишком большой, или низкоимпедансной ёмкостью. Также, обратил внимание, на то, что ЦАП, нагруженный низкоимпедансной керамикой ёмкостью 220пФ, звучит грязнее, чем нагруженный керамическим конденсатором, с большим импедансом, и такой, же, ёмкостью. Когда, между лапкой выхода микрухи, и конденсатором, впаял 3см. провода, диаметром 0.18мм., разница, в качестве звучания, стала, менее очевидной.
С чего, сделал вывод – нужно, разгружать выход ЦАПа, на высоких частотах, и бороться, с прохождением высокочастотного сигнала, на вход операционника, не увеличением ёмкости конденсаторов, на выходе ЦАПа, а пассивными LC фильтрами.
Также, обнаружил, что, слишком маленькая ёмкость, или высокий импеданс, конденсатора, на выходе микросхемы ЦАПа, ухудшает его звучание, в большинстве случаев. Возможно, что, этот эффект вызван тем, что возросшее напряжение пульсаций, на выходе ЦАПа, ухудшает режимы работы полупроводниковых элементов.

На выходе микросхем ЦАПов, ставлю конденсатор, небольшой ёмкости, а высокочастотный мусор, фильтрую LC фильтром.
У этой схемы, есть, огромное преимущество, перед классическим фильтром – линейная ФЧХ, на звуковых частотах.

Считаю, неправильным подходом, рассматривать выход данного токового ЦАПа, как общий вывод, только, линейных элементов – матрицы резисторов. Не исключено, что, непосредственно, к этому выводу, внутри микрухи, подключены какие-то, полупроводниковые элементы. Также, не исключено, что, выходы, резисторов матрицы, могут быть подключены не напрямую, к лапке микрухи, а через полупроводники.

viktor8m, а почему, только – вход? В этой схеме, также, очень важен, выход.
THS4631 имеет очень большой уровень искажения, если верить даташитам. Куда, её, кроме как, к ЦАПам, типа TDA-1543 подключать?

[SergioT]

Также, обратил внимание, на то, что ЦАП, нагруженный низкоимпедансной керамикой ёмкостью 220пФ, звучит грязнее, чем нагруженный керамическим конденсатором, с большим импедансом, и такой, же, ёмкостью.

Имею аналогичные наблюдения

[Alecs]

Также, обратил внимание, на то, что ЦАП, нагруженный низкоимпедансной керамикой ёмкостью 220пФ, звучит грязнее, чем нагруженный керамическим конденсатором, с большим импедансом, и такой, же, ёмкостью.

Интерестно какова причина?Короткое значение импульса перезарядки емкостей на ключе,вероятно может составлять до десятков милиампер.Наверно звенит все,через чего этот импульс проходит,с заходом гармоник в звуковую область,т.е. нужен разумный компромис,между погасить сильнее,или ограничить импульс перезаядки сопротивлением.
Также может быть низкоимпендансная емкость влияет на устойчивость обратной связи дальнейшего каскада I-U,если нет разделения индуктивностью или резистором от инверсного входа ОУ.

[Andrey Orloff]

Наблюдая поведение ЦАП с таким конденсатором в варианте, когда DAC и "выхлоп U-I" физически разнесены на некоторое расстояние, было замечено: когда эту емкость - экспериментировал с полистиролом 680 пф - "уносить" на вход платы "Пети Рогова", то лес гармоник заметно возрастает, стоит убрать эту емкость - частокол падает.
Проблема частокола гармоник исчезала в случаях, когда прямо к выходу РСМ63 подключал 50-Ом коаксиальный кабель около 15 см (как на фото), либо тот же конденсатор 680 пф.

Нашел тут несколько мотанных смд-катушек (68нГ и 82нГ) - надо будет поэкспериментировать.

Еще облагородить звучание ЦАП помогает заключение цифровой части в экран, типа как на фото, там ЦФ, ПЛИС и АДУМ-ки с регистром пересинхронизации "накрыты" медным экраном, а сам ЦАП засунут в экранированную коробочку. Звук стал более воздушным, что ли.
Минус - страдает красота изделия, не разобрать, что за "железо" применил разработчик. Вот думаю РСМ63 тоже прикрыть экраном, чтобы не сифонили в эфир..

ЗЫ еще, обычно народ соединяет корпус ЦАП с землей аналога на выходных разъемах, имхо, это в корне неверно, лучший по помехам на выходе оказался результат, когда с корпусом ЦАП была соединена точка соединения цифровой и аналоговой земли на плате DAC.

[AS79]

лучший по помехам на выходе оказался результат, когда с корпусом ЦАП была соединена точка соединения цифровой и аналоговой земли на плате DAC.

Есть такое.

По поводу использования индуктивности 100 мкГн. Все красиво в симуляторе, на практике собственный резонанс 5-10 мГц катушки все сводит на нет.

[Andrey Orloff]

По поводу использования индуктивности 100 мкГн. Все красиво в симуляторе, на практике собственный резонанс 5-10 мГц катушки все сводит на нет.

Надо бы поискать хорошие смд-индуктивности, типа как у www.coilcraft.com или ему подобных.
http://www.radiant.su/rus/catalog/?a...&to=production

[Wired]

или попробовать образовать индуктивность дорожкой на ПП

[SergioT]

Andrey Orloff, ну там что то выхлоп совсем далеко, а учитывая что входное сопротивление у Рогова 25 ом, то немудрено и просто помех на кабель наловить.

[Andrey Orloff]

SergioT то фото недельной давности, сейчас вместо коаксиала витая пара, так вот с ней + емкость на входе "рогова" получался заметный рост гармоник, когда емкость переместил на выход РСМ63 - баг исчез.
Когда был коаксиал, то емкость на входе выхлопа никак себя не проявляла .. может тут дело в распределенной индуктивности витой пары?
Картинка на помехи не похожа, сегодня попытаюсь повторить эксперимент и выложу картинки спектров.

...

Промерил с конденсатором в левом канале на стороне DAC и на стороне "U-I Петя Рогов". Гармоники подросли в варианте, когда конденсатор шунирует вход AD844.
Видимо имеет место подвозбуд из-за индуктивного входного сопротивления AD844 и шунтирующей емкости.
Картинки в прицепе:
Желтым - конденсатор со стороны выхлопа в ЛК.
Голубым - конденсатор на стороне ЦАП в ЛК.

[SergioT]

SergioT то фото недельной давности, сейчас вместо коаксиала витая пара, так вот с ней + емкость на входе "рогова" получался заметный рост гармоник, когда емкость переместил на выход РСМ63 - баг исчез.
Когда был коаксиал, то емкость на входе выхлопа никак себя не проявляла .. может тут дело в распределенной индуктивности витой пары?
Картинка на помехи не похожа, сегодня попытаюсь повторить эксперимент и выложу картинки спектров.


...

Промерил с конденсатором в левом канале на стороне DAC и на стороне "U-I Петя Рогов". Гармоники подросли в варианте, когда конденсатор шунирует вход AD844.
Видимо имеет место подвозбуд из-за индуктивного входного сопротивления AD844 и шунтирующей емкости.
Картинки в прицепе:
Желтым - конденсатор со стороны выхлопа в ЛК.
Голубым - конденсатор на стороне ЦАП в ЛК.

Я так понял кондер только в левом канале переносился - рост не слабый, такого не наблюдал, хотя и не цеплял на проводах более 5-6 см.

[Wired]

Я так понял кондер только в левом канале переносился - рост не слабый, такого не наблюдал, хотя и не цеплял на проводах более 5-6 см.

Сергей, а меня чтото смутил уровень гармоник как таковой, то есть такое нормально?

[SergioT]

Сергей, а меня чтото смутил уровень гармоник как таковой, то есть такое нормально?

ну на той картинке где неверно он конечно аномально большой
а на другой нормально, не Спекралабом слушай а ушами
оос то нету

[Филя]

В посте №10, фотографии дросселей 22nH, намотанных, не виток к витку, вплотную, а с шагом. Очень хорошие дросселя. У них, маленькая межвитковая ёмкость, и высокая частота, собственного, резонанса.
Такие дросселя работали, без проблем, с гигагерцовым операционником, в схеме IU, подобной той, что предложил Electrovoicer. 100nH, я, так и не решился поставить на его вход. Побоялся, что свистнет IU. По той же, причине, для уменьшения выходного импеданса ОУ, между его выходом, и шиной питания подключил резистор 2,2КОм.
100nH, ставил, в LPF, на AD8028, с резистором, на выходе ОУ – 3,3КОм. Работает, без проблем.

[krulfa]

Однажды, просматривая новости Вегалаба, я наткнулся на пост со схемой АРКАМ альфа9. И/У собран на композите из старичка АД797 и EL2244 (что-то типа АД826). Видно, что композит обладает отличной устойчивостью (запас по фазе близок к 60") и огромным Loop Gain > 180дБ на низких частотах, падающим до величины 62дБ на 70К... Такое построение И/У абсолютно исключает перегрузку по входу на ВЧ, позволяя на 100% использовать положительные качества АD797.
P.S. Да, были люди в наше время ...

Шикарная, предельная схема в трех номинациях - по стоимости, если вспомнить, сколько стоит AD797 и сколько штук поставили, по полученным характеристикам и по уровню проектирования. Лично я бы поостерегся ставить AD797 - для 16-бит CD его характеристики избыточны, а сделать в металле так, чтобы вход не перегрузить, непросто, но можно полагать, что ACRAM-овцы это сделали, характеристики измерили и отслушали результат - большой им респект.

---------- Добавлено в 09:16 ---------- Предыдущее сообщение в 09:12 ----------

Экспериментируя, с ЦАПами и быстрыми операционными усилителями, обратил внимание, на то, что они очень сильно искажают звук, если их нагрузить, слишком большой, или низкоимпедансной ёмкостью. Также, обратил внимание, на то, что ЦАП, нагруженный низкоимпедансной керамикой ёмкостью 220пФ, звучит грязнее, чем нагруженный керамическим конденсатором, с большим импедансом, и такой, же, ёмкостью. Когда, между лапкой выхода микрухи, и конденсатором, впаял 3см. провода, диаметром 0.18мм., разница, в качестве звучания, стала, менее очевидной.

А что стояло после выхода ЦАП? ИМХО дело было не во влиянии емкости на ЦАП, а во влиянии на последующие цепи.
Низкоимпедансная емкость превращается в высокоимпедансную путем установки последовательного резистора. Линейность такого резистора может и поболее быть, чем собственный импеданс высокоимпедансного кондера. Можно пробовать 1 - 47 Ом.