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

[momitko]

Лучше бы он вместо "мозговправления", реально измерил на сколько действительно упало ВЧ (и упало ли воообще).

ВЧ реально упали. У меня сейчас 2 конвертера. На одном я сделал такой твик, а на другом нет. Потом просто менял их местами и слушал. Хорошо было слышно, что на твикнутом конвертере ВЧ было значительном меньше.

[EDDiE]

У меня сейчас 2 конвертера. На одном я сделал такой твик, а на другом нет.

у них же входы разные...

[momitko]

это не имеет особого значения т.к. я твикал и тот и другой и у обоих из них изменения после твика были одинаковые.

[EDDiE]

У меня сейчас 2 конвертера. На одном я сделал такой твик, а на другом нет.

это не имеет особого значения т.к. я твикал и тот и другой

У меня плохо с русским?

[momitko]

наверное плохо с пониманием. Я твик делал не сразу на обоих конвертерах. Сначала на одном и через несколько дней на другом. И потом когда убедился в том, что после твика ВЧ стало меньше, то удалил твики на обоих конвертерах не за один раз,а в течение нескольких дней. Поэтому у меня всегда была возможность послушать один конвертер после твика, а другой без твика, затем оба конертера после твика и потом опять один конвертер после удаления твика, а второй пока еще с твиком. Теперь понятно?

[EDDiE]

наверное плохо с пониманием. Я твик делал не сразу на обоих конвертерах. Сначала на одном и через несколько дней на другом. И потом когда убедился в том, что после твика ВЧ стало меньше, то удалил твики на обоих конвертерах не за один раз,а в течение нескольких дней. Поэтому у меня всегда была возможность послушать один конвертер после твика, а другой без твика, затем оба конертера после твика и потом опять один конвертер после удаления твика, а второй пока еще с твиком. Теперь понятно?

Как всё запущено !
А писали сначала совсем другое..

Чтобы не заниматься он...м, правильее сделать так

Впрочем, наличие компа позволяет в 5 минут и 5 кликов мышки выяснить истинную причину. Очень жаль, что такой простой способ оказывается неприемлемым.

Лучше бы он вместо "мозговправления", реально измерил на сколько действительно упало ВЧ (и упало ли воообще).

[momitko]

Впрочем, наличие компа позволяет в 5 минут и 5 кликов мышки выяснить истинную причину. Очень жаль, что такой простой способ оказывается неприемлемым.

Что это за способ такой? Я бы с удовольствием попробовал, но я не могу понять, что именно надо делать.

[corvin]

Возможно взять и измерить характеристики тракта с помощью RMAA или др.
Я не заметил каких то координальных изменений в звуке после твика.
Думаю в нормальном тракте очень сложно будет заметить разницу.

[ViktKors]

Что это за способ такой? Я бы с удовольствием попробовал, но я не могу понять, что именно надо делать.

1. Просто подключить к выходу ЦАП любую звуковуху и снять примитивнейший спектр (хоть и демо-версией Спектры).

Подать на ЦАП любую частоту нормального уровня (хоть с какого-нибудь онлайн-генератора) и понаблюдать за спектром этого синуса на большом ФФТ, скажем 262144.
Если в потоке есть сбои цифровой передачи, нормально очень узкая юбка тестового тона периодически будет становиться очень широкой.

Важно именно поведение юбки, на гармоники и прочую грязь можно не обращать внимания.

2. В конкретном случае - проверить АЧХ. Ну тут советовать вообще нечего. Снять любой из прог свип-тон или посмотреть на уровень разных дискретных частот. Понятно, что встроенная звуковуха не даст линейной АЧХ, но позволит количественно оценить разницу между до и после твика.

А если есть осциллограф (железный, не комповый софт), то таким свипом или набором тонов можно и линейность АЧХ оценить.

[momitko]

Я ранее писал, еще около года тому назад о том, что мои самопальные спдиф трансы по моему мнению звучат лучше, чем стоковый транс на колечке, который стоит в конвертере,а также промышленный транс PE-65612. Так вот, ситуация немного изменилась. Оказалось, что мой самопальный транс, который я сделал на феррите М2000НМ, судя по информации в инете, вообще не может работать на ВЧ т.к. граничная частота этого феррита всего 100кГц. Блин, в местных радиомагазинах,оказывается, непросто найти ВЧ феррит.
А что касается пром транса PE-65612, то этот транс добавляет в звук какую-то размазню. То есть пропадает четкость удара и все размазывается. И в конце концов все таки оказывается, что транс, который мотал KNLL, звучит лучше, т.к. он не размазывает звук, а PE-65612 еще как размазывает. Но на трансе PE-65612 ВЧ очень сочные и приятные, а на стоковом они такие сухие.
Короче, надо искать нормальный ВЧ феррит и поэкспериментировать с тем, как они будут звучать.
Кстати, на оптике звук также размазывается, что по сравнению.с коксом просто слушать невозможно.
Почему при обратной синхронизации и синхронном реклоке в ЦАПе звук так размазывается или не размазывается в зависимости от вида транса, мне вообще непонятно. А ведь оптика - это же ведь вообще считается наилучшее решение с точки зрения борьбы с помехами, а тут оказывается, что оптика также сильно размазывает звук, как транс PE-65612.

[Alex]

Надоел. В игнор.

[EDDiE]

Я ранее писал, еще около года тому назад о том, что мои самопальные спдиф трансы по моему мнению звучат лучше, чем стоковый транс на колечке, который стоит в конвертере,а также промышленный транс PE-65612. Так вот, ситуация немного изменилась. Оказалось, что мой самопальный транс, который я сделал на феррите М2000НМ, судя по информации в инете, вообще не может работать на ВЧ т.к. граничная частота этого феррита всего 100кГц. Блин, в местных радиомагазинах,оказывается, непросто найти ВЧ феррит.
А что касается пром транса PE-65612, то этот транс добавляет в звук какую-то размазню. То есть пропадает четкость удара и все размазывается. И в конце концов все таки оказывается, что транс, который мотал KNLL, звучит лучше, т.к. он не размазывает звук, а PE-65612 еще как размазывает. Но на трансе PE-65612 ВЧ очень сочные и приятные, а на стоковом они такие сухие.
Короче, надо искать нормальный ВЧ феррит и поэкспериментировать с тем, как они будут звучать.
Кстати, на оптике звук также размазывается, что по сравнению.с коксом просто слушать невозможно.
Почему при обратной синхронизации и синхронном реклоке в ЦАПе звук так размазывается или не размазывается в зависимости от вида транса, мне вообще непонятно. А ведь оптика - это же ведь вообще считается наилучшее решение с точки зрения борьбы с помехами, а тут оказывается, что оптика также сильно размазывает звук, как транс PE-65612.

Продолжение сериала "Ферритовые колечки"
Найдите ВЧ феррит и намотайте, в чем проблема?
По оптике - тут люди в разных темах пишут, что по оптике плохо звучит, н, вы не читаете темы

[momitko]

По оптике - тут люди в разных темах пишут, что по оптике плохо звучит, н, вы не читаете темы

По оптике естественно должно хуже звучать в обычных условиях, когда клок восстанавливается. Но почему звучит хуже, когда клок не восстанавливается? Это вопрос века

[EDDiE]

По оптике естественно должно хуже звучать в обычных условиях, когда клок восстанавливается. Но почему звучит хуже, когда клок не восстанавливается? Это вопрос века

Эта мыльная опера будет длиться бесконечно https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=77164&

[momitko]

Я сейчас маленько посмотрел на эту тему 3 годичной давности. Так вот я тогда этого не понимал, но потом я понял, что никакого баланса при передаче сигнала с той профессиональной карты у меня нет даже несмотря на то, что я использовал балансный кабель т.к. я не соединяю общий земляной провод компа с общим земляным проводом конвертера. Так что та тема вообще, получается, ни о чем, а я как последний идиот, зачем то задавал дурацкие вопросы про баланс в то время, как никаким балансом там даже не пахнет.

[EDDiE]

Я сейчас маленько посмотрел на эту тему 3 годичной давности. Так вот я тогда этого не понимал, но потом я понял, что никакого баланса при передаче сигнала с той профессиональной карты у меня нет даже несмотря на то, что я использовал балансный кабель т.к. я не соединяю общий земляной провод компа с общим земляным проводом конвертера. Так что та тема вообще, получается, ни о чем, а я как последний идиот, зачем то задавал дурацкие вопросы про баланс в то время, как никаким балансом там даже не пахнет.

Там не только про баланс, там про синхронный реклок, про SPDIF трансформаторы.
Но, это не только там, это здесь во всех ветках, у Андронникова в "Гостевой", на diyaudio.com....
И все 10 лет - ни о чем.

Вам там дали дельный совет, пора последовать ему https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2299078

[momitko]

Вам там дали дельный совет, пора последовать ему https://forum.vegalab.ru/showthread.p...=1#post2299078

у меня есть болгарская платка, но она требует подачу на нее 22мГц, а не 16мГц. Вот в чем проблема. Хотя конечно можно попробовать подключить ее к PCM-63 напрямую минуя ЦФ.

[zstk-nsk]

ВЧ реально упали. У меня сейчас 2 конвертера. На одном я сделал такой твик, а на другом нет. Потом просто менял их местами и слушал. Хорошо было слышно, что на твикнутом конвертере ВЧ было значительном меньше.

на частоте примерно 10 кГц примерно на 10 дБ

А субъективно во сколько раз тише стало ?

[Aleksandr_M]

у меня есть болгарская платка, но она требует подачу на нее 22мГц, а не 16мГц

Так поставьте в ЦАП генераторы на 512fs, у меня тоже ЦАП на PCM63, недавно заменил генераторы 384fs на 512fs, купленные на этом форуме, для использования с NanoPi-Neo, в принципе, всё работает...

[momitko]

А субъективно во сколько раз тише стало ?

значительно тише. До такой степени, что слушать неинтересно