Синхронный конвертер S/PDIF-I2S (основная информация)

[KNLL]

Offтопик:
В связи с многочисленными просьбами восстановить тему трехлетней давности, которая безвозвратно удалилась из "толкучки"........

Синхронный конвертер S/PDIF - I2S. Предназначен для передачи звукового потока из компьютера во внешний ЦАП с побитовой точностью.
Конвертер, позволяет избавиться от основного недостатка передачи звука из компьютера во внешний ЦАП по цифровому интерфейсу S/PDIF - востановленного мастерклока.

Для начала немного теории. Вкратце и в общих чертах.

Как известно, наилучшие результаты при проектировании ЦАП можно получить при использовании высококачественного, с низким уровнем фазового шума (джиттера) генератора(ов) тактового сигнала. При этом сам генератор должен находиться как можно ближе либо к собственно ИМС ЦАП (для дельта-сигма преобразователей - AD1955, AD1853, SM5865) либо к регистру предискретизации (для ЦАП паралельного преобразования AD1862, PCM63). Более подробно об этом (и не только) есть в ветке про цапостроение.

Сигнал мастерклока, полученный путем восстановления из S/PDIF обладает уровнем джиттера, на порядок превышающий таковой у высококачественных генераторов. Поэтому тактировать им внешний высококачественный ЦАП не представляется оптимальным решением.
Однако, в том случае, если ЦАП тактируется от собственного высококачественного генератора возникает другая проблема - частоты генераторов в ЦАП и в звуковой карте хоть незначительно, но всё-же отличаются. Это диктует необходимость применения ASRC (асинхронного ресемплера) для согласования. ASRC-процесс по определению не может обеспечить побитовую точность прередачи.

Синхронный конвертер позволяет организовать так называемую "петлю обратной синхронизации" по S/PDIF. Дело в том, что большинство высококачественных звуковых карт имеют интересную особенность - возможность синхронизации потока передаваемых данных по S/PDIF с частотой принимаемых данных. Иными словами, если в таком режиме подать на вход звуковой карты S/PDIF - сигнал, сформированный на основании частоты мастерклока внешнего ЦАП, то S/PDIF - сигнал на выходе будет синхронен уже не частоте внутреннего генератора аудиокарты, а частоте мастерклока ЦАП. Это позволяет избавиться от необходимости ASRC.

На основании вышесказанного было разработано устройство, схема и фотографии которого приведены ниже. Устойство было повторено тиражом более сотни экземпляров и показало отличные результаты при раболе с ЦАП Lynx различных моделей, Цап Overture от Nazar, 6V2 и 6V3 от SergioT.

Единственным минусом этого решения является необходимость применения звуковой карты достаточно высокого уровня. В старой теме был достаточно большой список аудиокарт, совместимых с данным устройством. К сожалению он безвозвратно потерян вместе с остальной информацией из самоудалившейся из толкучки темы. Гарантированно E-MU 0404 USB, E-MU 0404 PCI и выше, M-Audio Audiophile 192, ESI JULI@, Terratec Aureon Space 7.1 и Terratec Aureon 5.1 PCI, RME HDSP, Audiotrak Prodigy 7.1 HiFi, Echo MiaMIDI.

Гарантированно нет функции синхронизации по S/PDIF в "игровых" картах: Creative (все модели, включая X-FI), Asus Xsonar.

Надеюсь, что форумчане, эксплуатирующие этот конверетер с другими аудиокартами дополнят список.

Устройство изготовливалось в двух модификациях:
1. С проводным интерфейсом S/PDIF - двумя RCA-разъёмами .
2. С двумя оптическии интерфейсами Toslink плюс проводной через 3.5 mm MiniJack.
Конструкция устройства видна на фото ниже. Печатная плата четырёхслойная с металлизацией. В первых версиях платы контактные площадки были лужёные, последние - с иммерсионным золотом.

Для обеспечения гальванической развязки между звуковой картой и ЦАП при использовании проводного интерфейса были использованы развязывающие трансформаторы. Конвертер имеет два выхода шины I2S - в TTL-уровнях и по дифференциальному интерфесу RS-485.

Для конфигурирования режимов работы предусмотрены две колодки с джамперами. Назначение джамперов указано на схеме. "Closed" - джампер установлен. "Open" - джампер снят. Переключение входов RCA-Toslink - 3-pin джампер JP11. Toslink - джампер установлен ближе к светодиодам, RCA или MiniJack - ближе к нижнему краю платы.

Поддерживаемые частоты дискретизации Fc: 44.1КГц, 48КГц, 88.2КГц, 96КГц.
Поддерживаемые частота мастерклока: 128Fc, 256Fc, 384Fc, 512Fc
Поддерживаемые режимы работы шины I2S: 16RJ, 24RJ, 24LJ, 24I2S

Конвертер и ЦАП должны быть сконфигурированы на одинаковые режимы работы. Аудиокарта должна быть настроена на режим синхронизаци по S/PDIF-входу.

Питание - 8-12 вольт 0,5A, допустимо нестабилизированное. Оптимально +9 вольт.

Схема и фото:


Конвертор SPDIF.rar

[GogaZh]

Что за «выхлоп» у вас на компьютере (схема)?

[momitko]

Что за «выхлоп» у вас на компьютере (схема)?

Гагарин 2 от SergioT

[GogaZh]

Тогда вам с его автором надо эти вопросы обсуждать.

[momitko]

Так вы думаете, что все дело в выхлопе?

[K_R_L]

Если ВЧ хлам прёт через развязку с компа на Ц/А, есть смысл поменять звуковуху. Поставить например LynxTwo, чтоб наверняка.
так же проверить материнку на предмет отсутствия открытых катушек/дросселей и БП компа на предмет ВЧ шума катушек/дросселей под нагрузкой.

[momitko]

Интересно девки пляшут:
Вытащил конвертер из корпуса ЦАПа и положил его около ЦАПа. Соединил его с ЦАПом в формате RS-485. После этого весь этот возбуд, о котором я писал ранее, пропал. Красный светодиод вообше нисколько не загорается.

[uip19]

KNLL, Здравствуйте! Если Вы занимаетесь сборкой ЦАП, то не попробуете отремонтировать Audio Alchemy DAC DDE V3.0.? Один человек пытался его делать, сказал что сигнал c приёмника CS8412 не выходит, пробовали ставить другой, не помогло, все светодиоды внутри горят. а звук с цифры на аналог не выходит, на передней панели горит индикатор Lock и по коксу и по оптике. Покупал его в рабочем состоянии, звук как ЦАП даёт отличный, сломался внезапно. Есть схема в электронном виде.

[momitko]

Сегодня провел следующий эксперимент:
ко мне приехал знакомый с CD плеером Tandberg. Начали сначала сравнивать звучание его CD плеера с моим ЦАПом DAC6v3, подключенного к компьютеру через данный конвертер от KNLL. Как всегда данный товарищ начал мне доказывать, что с компьютера нельзя получить нормальный звук такого же уровня как с CD плеера.
Во время сравнительного прослушивания я согласился с ним, что по некоторым параметрам мой ЦАП проигрывает его CD плееру, но в целом мне нравилось, как мой ЦАП справлялся со своей задачей.
После этого я решил провести следующий эксперимент: я подключил SPDIF вход конвертера к SPDIF выходу CD плеера и таким образом попробовать сравнить транспорты. Естественно выход клока я никуда не выводил т.к. в CD плеере не предусмотрена возможность работы от внешнего клока.
Ну и вот начали сравнивать, как мой ЦАП звучит по I2S входу через конвертер и просто от компьютера через конвертер от KNLL.
Оказалось, что от CD плеера мой ЦАП играет существенно лучше и это сразу слышно. Даже прислушиваться особо не надо. Главное отличие состоит в том, что от при воспроизведении с компьютера звук менее четкий, меньше слышно информации. И удар по клавишам рояля звучит более четко от CD плеера. Короче компьютер слил CD плееру начисто.
У меня есть 2 карты: Terratec Aureon Sky 5.1 с оптическими входами и выходами и Prodif 88 с коаксиальными входами и выходами.
А также 2 конвертера. Один с оптическими разъемами, а второй в коаксиальными.
Звук через оптику оказался даже хуже, чем через коаксиал несмотря на то, что при использовании оптики достигается полная изоляция конвертера от компьютера.
На карте Terratec Aureon a использовал вывод DS и KS в Windows XP.
Карта Prodif 88 имеет ASIO драйвер и я ее использую и в XP и в Win7.
Получается, что в обоих случаях сигнал проходил через конвертер и затем DAC6v3 от SergioT. И вот собственно мой вопрос. Получается, что обратная синхронизация не работает?
А тем, кто будет язвить по поводу качества сборки моего ЦАПа, хочу заметить, что от CD плеера он играл замечательно. Так что конструкция ЦАПа не имеет никакого значения.
Казалось бы синхронный реклок и гальваническая развязка должны были исправить кривизну звука с компа, но чуда не произошло. Почему? И как добиться этого чуда с помощью данного конвертера и компьютера? Когда же наконец компьютер сможет звучать не хуже CD транспорта?

[Audiomaniac]

Offтопик:

ко мне приехал знакомый с CD плеером Tandberg.

Золотой души человек.

Когда же наконец компьютер сможет звучать не хуже CD транспорта?

Когда купите нормальный готовый ЦАП, сделанный мастером, и не будете туда лазить, не имея никакого представления о предмете.

[abyrvalg]

>Когда же наконец компьютер сможет звучать не хуже CD транспорта?
Купите нормальный USB-SPDIF преобразователь например Беркли аудио альфа ЮСБ а не поделки юных и не очень радиолюбителей и тогда уже ваш друг будет вам завидовать.

С уважением, Полиграф Полиграфович

[momitko]

Когда купите нормальный готовый ЦАП, сделанный мастером, и не будете туда лазить, не имея никакого представления о предмете.

Аудиоманьяк. У тебя проблема с логикой? В обоих случаях звук проходил через конвертер + ЦАП и при подключении к CD транспорту он звучал ощутимо лучше. Если ЦАП собран коряво, то звук должен быть корявым в обоих случаях, а он почему то корявый только при подключении к компу. Значит теория обратной синхронизации не работает до конца, а также значит синхронный реклок не может выправить корявый звук компа. Я уже раньше писал, что со штатным питанием реклока мой ЦАП от компа вообще звучал погано, еще хуже звуковой карты.
Что касается ЦАПа. собранного мастером, пускай соберет. Только я сразу знаю, что любой местный ЦАП при подключении к компу будет звучать коряво независимо от того. кто его собрал: я или мастер.

[Alex]

Только я сразу знаю, что любой местный ЦАП при подключении к компу будет звучать коряво

Да ну?

независимо от того. кто его собрал

Это если собирал радиолюбитель *)

_________________
* - ругательство.

[momitko]

Купите нормальный USB-SPDIF преобразователь например Беркли аудио альфа ЮСБ а не поделки юных и не очень радиолюбителей и тогда уже ваш друг будет вам завидовать.

Ой какой замечательный совет. $1800 за USB - SPDIF преобразователь? А зачем мне конвертировать USB в SPDIF, когда мой ЦАП имеет только I2S вход?

[Alex]

А зачем мне конвертировать USB в SPDIF,

Как "зачем"? Чтобы джиттер не дай бог не убить, а то звучать не будет!

[momitko]

Alex. Каковы твои доказательства? Я провел эксперимент и получил результат. У тебя тоже проблемы с логическим мышлением, как и у аудиоманьяка? Еси мой ЦАП собран коряво, то он бы звучал омерзительно в обоих случаях, а так он от CD транспорта звучал восхитительно.


---------- Сообщение добавлено 12.31 ---------- Предыдущее сообщение было 12.25 ----------

Исходя из того, что звук моего ЦАПа становился лучше каждый раз при улучшении питания реклока, а также из того. что на PCM-63 мастерклок не поступает, а заходит только битклок, тактируемый мастерклоком в триггере пересинхронизации, я делаю вывод, что с компа поступает ужасный джиттер битклока и регистр пересинхронизации не может его полностью устранить.

[Alex]

что с компа поступает ужасный джиттер битклока и регистр пересинхронизации не может его полностью устранить.

Еси мой ЦАП собран коряво,

По мне, так РСМ63 как ни собиирай, все равно звук кислотный.

[momitko]

По мне, так РСМ63 как ни собиирай, все равно звук кислотный.

А почему тогда от CD транспорта он звучит по другому, чуть получше?

[Alex]

Это ты сказал что лучше

[momitko]

Это ты сказал что лучше

OK. Если тебе это будет приятно, давай считать, что хуже, но почему? Разницы же не должно быть.

[сергей дроздов]

Если это был СД проигрыватель "Tandberg-3015А" так это еще то "барахло"...