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

[Pilulkin]

Нельзя i2s шлейф экранировать. Экран портит звук.

О тож...конечно нельзя,так как приводит к "отрыву" от информационного поля Земли...

[momitko]

О тож...конечно нельзя,так как приводит к "отрыву" от информационного поля Земли...

несколько лет тому назад я долго конструировал для шлейфа разного рода экраны из Китайского медного скотча: один экран для всего шлейфа, затем я обворачивал отдельным экраном каждый и2с провод. Во всех случаях при экранировании шлейфа в звуке появлялись искажения.

[Pilulkin]

Продолжайте,ваша работа пригодится всем,кто страдает "звуковыми галлюцинациями"...

[EDDiE]

Давно хотел я это сделать и вот вчера мои руки до этого дошли. Я припаял i2s шлейф к конвертеру напрямую минуя разъем Dsub.
И в результате звук стал заметно лучше: больше микродинамика, больше информации и слушать интереснее. То есть разъемы Dsub реально портят звук. И даже формат RS-485 ничем не помогает т.к. в формате TTL без Dsub разъема звук значительно лучше, чем с разъемами в формате RS-485.
Это притом, что когда сигнал шел через DSub разъем, то RS485 звучало лучше, чем TTL.
У меня есть подозрение, что причина плохого звука Dsub разъемов не в том, что там плохие контакты, а в том, что там весь разъем работает как экран, подсоединенный к земле. Нельзя i2s шлейф экранировать. Экран портит звук.

О, какие люди в Голливуде !
Скоро Рождество, знаменитому на весь мир конвертеру KNLL надо новую обновку


Momitko, сто раз писал, читайте внимательно:

Синхронный конвертер S/PDIF - I2S.

вот ваша проблема.
Купите себе асинхронный USB у MikeF, он продает его за копейки, а KNLL повесьте на йолку (С) Янукович

[momitko]

Купите себе асинхронный USB у MikeF, он продает его за копейки, а KNLL повесьте на йолку (С) Янукович

а чем асинхронный USB лучше KNLL? Ничем. Принцип работы один и тот же.

[EDDiE]

медитцына тут бессильна.

[momitko]

медитцына тут бессильна.

тут даже вакцинация не поможет.

[momitko]

Я уже писал об этом в ветке про ЦАП на PCM-63, но в виду того, что данная информация имеет прямое отношение к данному конвертеру, то я еще сюда скопирую мои выводы по данному конвертеру.

Итак. Вот. что надо делать всем, кто хочет получить на данном ЦАПе от компа получить классный звук. Только оптика и больше ничего кроме оптики не спасет отца русской демократии!
Но оказалось, что на конвертере KNLL получить классный звуе по оптике почти невозможно. если только не пойти на хитрость.
В даташите на DIR9001, который стоит в данном конвертере, написано, что сигнал надо подавать на DIR9001 через дополнительный буфер и такая буферная микросхема в конвертере есть: SN75LBC176D, но засада состоит в том, что через нее проходит только тот сигнал, который поступает на коаксиальный вход, а вот сигнал с оптического приемника идет прямо на DIR9001. А в даташите на DIR9001 черным по белому написано, что при подключении оптического приемника к DIR9001 можно подключать его напрямую, но могут быть проблемы и эти проблемы предлагается решать с помощью осциллографа. То есть может оказаться так, что такое подключение будет работать нестабильно. Конечно я прекрасно понимаю, что автор данного конвертера этим не занимался. Он просто тупо подключил выход оптического приемника к DIR9001 и больше не заморачивался.
И на моем конвертере именно так и оказалось. Почему то при подсоединении по оптике воздуха в области ВЧ меньше, чем на коаксиале.
Поэтому мне пришлось исхитриться и сделать следующее:
я задействовал имеющийся у меня дополнительный конвертер оптика - коаксиал, в котором стоит оптический приемник, логика, транс и подсоединил оптический выход звуковой карты оптическим кабелем к этому конвертеру, а уже выход выход этого конвертера коаксиальным кабелем соединил с конвертером от KNLL, а в самом конвертере от KNLL включил работу от коаксиального входа, а не от оптического. В результате, теперь СПДИФ сигнал с оптическго приемника поступает сначала на логическую микросхему, затем через транс и по коаксиальному входу на конвертер от KNLL, где он опять проходит через СПДИФ транс на колечке, буферную микросхему SN75LBC176D и DIR9001.
Тогда получается, что схема работает именно согласно рекомендациям даташита на DIR9001. Казалось бы, все готово. Вот он священный Грааль найден, но не тут то было.
При прохождении сигнала через самодельный спдиф транс на колечке, который стоит в конвертере от KNLL, звук опять портится и слушать его неинтересно.
И звук стал интересным только после того, как я закоротил этот транс, т.е. убрал его спути следования сигнала. И вот теперь я получил такой звук с обычного компа, какой я никогда еще у себя не слышал. Теперь, как мне кажется, ничем не хуже. чем звук СД плеера.

Еще хочу заметить, что я как то специально покупал транс AES - DATS conversion transformer LL1574 и я его вставил вместо намотанного спдиф транса на колечке, котоырй впаян в конвертер от KNLL и этот транс от Lundahl звучит на голову выше. чем транс на колечке внутри конвертера от KNLL. То есть из этого можно сделать вывод о том, что с таким трансом в конвертере от KNLL звук высокого качества вообще получить никак невозможно, т.к. он дает сильные искажения.
Но все равно даже с таким трансом от Lundahl звук совершенно нельзя сравнить с тем звуком, который я получил на оптике с помощью "хитрого" подключения, описанного выше.
На протяжении последних двух лет я экспериментировал с болгарским конвертером и я так и не смог получить даже такого звука, какой у меня выдавал данный ЦАП с коннвертером от KNLL. Ну а теперь после такого высоко качественного подключения через оптику их вообще нельзя сравнивать. На болгарском конвертер жутко синтетический звук, который слушать совсем неинтересно.
Из этого я делаю вывод, что все, кто юзает свои ЦАПы с ЮСБ конвертерами, просто в принципе никогда не смогут получить на своих ЦАПах звук высокого качества, который сможет конкурировать с СД плеером. Это бесполезно. Зря тратятся деньги и время на такие конвертеры. Отца русской демократии спасет только оптика. Вот мой окончательный вердикт.

[Alex]

https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post3112070

[geran]

при подсоединении по оптике воздуха в области ВЧ меньше, чем на коаксиале.

На коаксиале тоже паршиво звучит, нужна витая пара без экрана.

[momitko]

Надо бы навести порядок в этой ветке. Некоторые мои предыдущие комментарии, которые я сделал писал раньше, не совсем верны в в свете того, что у данного конвертера есть серьезный косяк: провод питания конвертера проходит прямо сквозь и2с шлейф. Это не есть гут и портит звук. После того, как я убрал провод питания конвертера подальше от шлейфа, то можно сказать что и оптика и коаксиал звучат хорошо и между ними нет огромной разницы. Разница между ними незначительная.
Оптика даже можно сказать лучше тем, что на оптике звук не проходит через спдиф транс. Дело в том, что стоковый спдиф транс, который стоит в данном конвертере, ощутимо портит хвук и его желательно поменять хотя бы на стандартный спдиф транс. чтобы звук был хороший.

[EDDiE]

Оптика даже можно сказать лучше тем, что на оптике звук не проходит через спдиф транс. Дело в том, что стоковый спдиф транс, который стоит в данном конвертере, ощутимо портит хвук и его желательно поменять хотя бы на стандартный спдиф транс. чтобы звук был хороший.

Прошло 3 года с тех пор как ViktKors посоветовал заменить стоковый спдиф транс в KNLL.
Вы, тогда, вроде, поменяли, сказали, что звук стал офигенный и рассыпались в благодарностях, однако, оказалось, что ВОЗ и ныне там

Некоторые мои предыдущие комментарии, которые я сделал писал раньше, не совсем верны.....

У вас каждый последующий кооментарий опровергает предыдущий, хотя, доходит до курьезов, - опровержение идет циклично, по-кругу....

[momitko]

Прошло 3 года с тех пор как ViktKors посоветовал заменить стоковый спдиф транс в KNLL.

1. Чего то я такого не помню, чтобы это был его совет.
2. Я об этом здесь писал как минимум лет 7 тому назад и я заменил стоковый спдиф транс на транс Lundahl в своем конвертере тогда же, лет 7 тому назад.
3. Так что автором этого совета являюсь я, не ViktKors
4. Что то вы все перепутали.

---------- Сообщение добавлено 12:52 ---------- Предыдущее сообщение было 12:50 ----------

У вас каждый последующий кооментарий опровергает предыдущий, хотя, доходит до курьезов, - опровержение идет циклично, по-кругу....

Насколько я понимаю, это все было вызвано тем, что я ходил по кругу в своих поисках причины плохого звука и очень долго до меня не доходило, что основная причина плохого звука заключалась в том, что провод питания конвертера проходит сквозь и2с шлейф.

[Alex]

Прошло 3 года с тех пор как ViktKors посоветовал заменить стоковый спдиф транс в KNLL.

А чего-ж там такого "страшшшшног" стояло "в стоке"?
Неужели PE-65612/65812, которые стоят в 90% аппаратуры, и отлично работают?

[Openreel]

А чего-ж там такого "страшшшшног" стояло "в стоке"?

В комплекте были кольца, на которые предлагалось намотать самостоятельно сколько-то(вроде 5) витков. Провод в комплекте был. Мотать в лучших традициях, каждая обмотка на своей половинке кольца.
"Простые и понятные ингредиенты, в которых я уверена"(с) реклама

Неужели PE-65612

Размечтался. Из интереса вскрывал этот транс, интересовала схема намотки.

[momitko]

Неужели PE-65612/65812, которые стоят в 90% аппаратуры, и отлично работают?

Да. Именно. Там был самопальный транс на ферритовых колечках.
Я потом кстати менял его и на стандартный PE-65612 и с ним звук был определенно лучше, чем с колечком, но транс от Lundahl звучит еще чуть получше.

[EDDiE]

А чего-ж там такого "страшшшшног" стояло "в стоке"?
Неужели PE-65612/65812, которые стоят в 90% аппаратуры, и отлично работают?

Если бы.

Я потом кстати менял его и на стандартный PE-65612 и с ним звук был определенно лучше, чем с колечком,

Это PE-65612 которых вы соединяли 6 штук последовательно ?
Помним, помним, вы, потом, утверждали, что с ними звук хуже... - все запротоколировано в ветке DAC6vX

[Alex]

В комплекте были кольца, на которые предлагалось намотать самостоятельно сколько-то(вроде 5) витков. Провод в комплекте был. Мотать в лучших традициях, каждая обмотка на своей половинке кольца.
"Простые и понятные ингредиенты, в которых я уверена"(с) реклама

А, вот оно что.....

[momitko]

Это PE-65612 которых вы соединяли 6 штук последовательно ?

нет нет. У меня нет такого количества PE-65612. Такой у меня есть только в количестве одной штуки.
Тогда я ставил последовательно самопальные трансы на колечках. Проверял эту теорию. Неведомо мне тогда было, что всему виной был провод питания конвертера. Никто мне тогда этого не подсказал.

[EDDiE]

Неведомо мне тогда было, что всему виной был провод питания конвертера. Никто мне тогда этого не подсказал.

13 летний поиск проблемы окончен?
Или, перефразируя просьбы выборщиков Р. Рейгану: "Ещё 13 лет !" (в смысле 13 лет поиска проблем)