В продолжение USB цапостроения

[dortonyan]

Мой первый проект - очередной цап, выполненный по схеме USB кодек - ASRC - DS-DAC.
На этот раз применен цап от аналога AD1853.
Схемотехника в общем типовая.
Спасибо форумчанам за огромное кол-во информации и наработанных схемотехнических решений. Благодоря этому проблем с устройством практически не возникло и был получен заведомо хороший результат.
Фото платы, а так же схема в PDF прикреплены.
На первый раз не обошлось без багов:
Не удалось реализовать внутрисхемное программирование контроллера - запроектировал ему питание 3.3v, не учтя, что шьется он только на 5-ти вольтах.
В добавок мелкие но к счастью несмертельные баги разводки и шелкографии (просто по невнимательности).
Неожиданная проблема возникла только одна - разбаланс токовых выходов ЦАП, который почему-то пропадает при отключении мастерклока. Результат - +50..60мВ на выходе в обоих каналах. Как позже выяснилось - с этим столкнулся не только я и уже придуманы решения данной проблемы - обсуждение в теме ЦАП Helios153. Спасибо Ромычу за изящное решение проблемы . Зашунтировав соответствующие емкости по входам i/u преобразователей 100к резисторами постоянка была устранена, а остатки выбраны подстроечником выходного фильтра.
К сожалению не могу выложить спектры искажений - вчера накрылись входы а может и АЦП звуковушки ASUS XONAR D2 .
Скажу лишь на словах что по предварительным замерам утилитой Rmaa из комплекта звуковой карты уровень гармоник (1кГц -1Дб) USB цапа был на 8..9дб ниже ASUS-овской. Так же удалось поиграться с различной частотой дискретизации. Выяснилось, что с частотой не кратной генератору цапа уровень гармоник примерно на 3дб выше нежели с кратной.
Звук само сабой очень приятный и легкий, даже несмотря на полное отсутствие пленки. Нижний регистр очень глубокий и даже черезчур мощный, но это похоже из-за АЧХ наушников Sennheizer PX100.

Также я успел поиграться и с измерением излучаемых помех - обычной замкнутой петлей на вход ослика 150Мгц. Оказалось, что в данном диапазоне наиболее шумный прибор - сам ЦАП - 1853, ASRC давал уровень раза в полтора меньше (возможно из за более низкого напряжения питания), а PCM2706 и ADUM1400 примерно в 4..5 раз меньше. Отчего возникают некоторые сомнения в целесообразности применения гальванической развязки в схемах с DS цапами.

По случаю починки звуковухи предоставляю спектры сего изделия.

[dortonyan]

Пока неясен механизм, это все лишь предположения.

Согласен, я так и писал.

Мне кажется, тут скорей критичным может оказаться способность питания отрабатывать короткие фронты импульсов тока потребления. А подобные импульсы должны отрабатывать керамика/пленка на ногах питания, электролиты тут вообще мало участвуют ввиду своего ESL и индуктивности дорожек. А еще здесь качество разводки начинает сильно влиять. Ну и операционники следует выбирать, чтобы в классе А выходной каскад работал, либо умощнять выход. ИМХО конечно же.

Да это все понятно и сто раз обсуждалось, но тут тоже есть свои противоречия. Пример: если на ВЧ электролиты не участвуют, то нафиг заморачиваться с их разводкой и типом, поставил керамические шунты поближе к ОУ и все должно быть ОК. На деле конечно все не так просто, причем электролиты оказывают заметное влияние именно в звуковой полосе, где ОУ и так имеет приличный PSRR.
Способность отрабатывать импульсы - тоже вопрос неодназначный, т.к. скорость нарастания звукового сигнала в девайсе с ЦФ всегда ограничена цифровой фильтрацией и передискретизацией. По мимо этого скорость нарастания сигнала ограничена быстродействием самих ОУ, а последние далеко не всегда сплошь скоростные ТОС-ники. Т.е. по идее бесконечно наращивать быстродействие стаба смысла нет.
Исходя из этого мне кажется более вероятным влияние именно линейности электролитов и стабов, хотя соотв. измерений я не проводил, и это все так же только мое ИМХО.

[Ромыч]

причем электролиты оказывают заметное влияние именно в звуковой полосе, где ОУ и так имеет приличный PSRR.

Мне кажется, здесь собака может быть порыта в разводке, а именно в протекании возвратных токов по земляному полигону.

скорость нарастания звукового сигнала в девайсе с ЦФ всегда ограничена цифровой фильтрацией и передискретизацией

Вы забываете про вч-составляющие в выходном сигнале микросхемы ЦАП (особенно если говорить о д/с). Если они не полностью отфильтрованы (а такое на практике сделать сложно, одним кандером на землю не ограничиться), то эти составляющие преобразователь и/у должен тоже отработать, если не хотим получить интермоды. В ФНЧ же, в его ООС, могут проникать наводки с межблочников.
Все ИМХО конечно же, надо бы мерить, да нет настолько чуствительной и широкополосной измериловки.

[steel_monkey]

А в варианте без передискретизации звук сильно отличается от 2х, к примеру?

[dortonyan]

Вы забываете про вч-составляющие в выходном сигнале микросхемы ЦАП

Просто я их не учитываю, т.к. такие составляющие фильтруются шунтами непосредственно на выводах ОУ, до стабов или электролитов они особо не доползут.

Все ИМХО конечно же, надо бы мерить, да нет настолько чуствительной и широкополосной измериловки.

Эт, точно.

А в варианте без передискретизации звук сильно отличается от 2х, к примеру?

Честно говоря я даже между NOS и 8x особой разницы не слышу. Т.е. эта разница значительно меньше например разницы между цапами или ОУ в выхлопе.

[Ромыч]

такие составляющие фильтруются шунтами непосредственно на выводах ОУ, до стабов или электролитов они особо не доползут

Чтобы в этом разубедиться, достаточно глянуть спектроанализатором на выход преобразователя и/у )))

[And$er]

dortonyan, а чем был обусловлен выбор гальванической развязки от SI?

[dortonyan]

Удобны (все в одном корпусе), малогабаритны (что несколько упрощает монтаж с точки зрения ЭМС, а так же экономит место на плате) и недороги.
SiLabs, кстати делает развязку жаде с 6-ю каналами в таком же корпусе, что применен у меня.
Описание принципа передачи этих развязок мне найти не удалось, вроде тот же что и у аналога (индукционный), но точно не знаю.