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

[Игорь Гапонов]

... У меня такое ощущение, что ни один из вас не проводил такой эксперимент.

момитко ощущает, что у "всех остальных" такие эксперименты почему-то ещё впереди, т.к. "все остальные" просто-напросто не додумались до этой элементарщины. Спасибо тебе, кэп.

[Alex]

Возьмите вы свои ЦАПы и послушайте, как они звучат в сравнении с хорошим СД плеером.

Дык, у меня есть и то и другое.

[momitko]

Хочу признаться в том, что я ошибся в пользе подключения трех спдиф трансов. Три транса, включенные последовательно, портят звук, и я сейчас уже внес исправления в мои предыдущие посты, где об этом написал. То есть самый лучший звук получается при выкусывании из конвертера штатного самопального транса на колечке и установке вместо него моего собственного транса на колечке из феррита марки М2000НМ. Подключение по оптике звучит хуже. То есть оптика не помогает избавлятьс от ВЧ помех с компа.

[Alex]

Очередная серия!

А ведь как в прошлый раз рассуждал про три трансформатора......

---------- Сообщение добавлено 10:42 ---------- Предыдущее сообщение было 10:39 ----------

Подключение по оптике звучит хуже. То есть оптика не помогает избавлятьс от ВЧ помех с компа.

А это просто "перл"!
Видимо ВЧ помехи научились тайком пробираться по наружной изоляции отпического кабеля!

Попробуй "раздеть" кабель - снять изоляцию, оставь только световод (раздевают же некоторые шизотерики конденсаторы, типа МБГО всяких).
Хотя, по его поверхности ведь тоже поползут злобные "ВЧ помехи". Даже не знаю что и предложить - совсем без кабеля ведь работать не будет.

[pyos]

Даже не знаю что и предложить - совсем без кабеля ведь работать не будет.

Блютуз предложи

Offтопик:
А что, оно удобно, с телефона/планшета/компа управляешь всем, а плеер по вайфаю качает с NASа файлы, причём и плеер и цап и усилитель встроены каждый в свою колонку, с цифровым делением полос. Мороки только много, начиная со сведения этих самых полос, и заканчивая синхронизацией цапов, тактируемых каждый от своих генераторов...

[momitko]

А это просто "перл"!
Видимо ВЧ помехи научились тайком пробираться по наружной изоляции отпического кабеля!

Слушай. Я сам не знаю, как так происходит. Я сам шокирован. Я только могу попробовать это объяснить тем, что та карточка, которую я использую для вывода по оптике (Terratec Aureon Sky 5.1) не имеет родного асио драйвера и мне приходилось использовать либо direct sound, wave или asio4all. А в сети пишут, что asio4all не имеет бит перфекта.

---------- Сообщение добавлено 16:07 ---------- Предыдущее сообщение было 15:07 ----------

Еще в порядке бреда у меня есть следующее предположение: спдиф поток с компа передает не только битклок и биты, но также и мастерклок, который конвертером не используется. Мастерклок, который поступает с компа на конвертер, имеет очень большой джиттер. Частота его на порядок выше, чем битклока. И вот когда DIR9001 принимает и распаковывает спдиф поток, то этот джиттерный клок (несмотря на то, что он передается через оптику и DIR9001 не используется) вносит помехи в работу DIR9001, и он просачивается на выход битклока в DIR9001 и идет дальше и потом доходит до микросхемы реклока и там делает свое грязное дело.
Самопальный транс на колечке, который я сделал, сделан кое как, коряво. Я еще выводы транса свил между собой. И обмотка намотана коряво. В результате во время перезагрузки компа у меня с ЦАПа идут помехи (щелчки) в то время, как на старом трансе и на промышленных трансах таких помех не было во время перезагрузки компа (но на трех трансах, соединенных последовательно такие помехи также были).
Из этого я делаю вывод о том, что я сделал плохой транс, но в данном случае мой коряво сделанный плохой транс звуит на порядок лучше промышленного 65612. И вот как это объяснить? Я могу попытаться объяснить это только тем, что мой корявый транс плохо пропускает сигнал, но он и помехи очень эффективно задерживает, в результате чего звук становится значительно лучше, чем с промышленным трансом 61612.
И вот как это все кто может объяснить?

[Alex]

А что, оно удобно, с телефона/планшета/компа управляешь всем, а плеер по вайфаю качает с NASа файлы, причём и плеер и цап и усилитель встроены каждый в свою колонку, с цифровым делением полос. Мороки только много, начиная со сведения этих самых полос, и заканчивая синхронизацией цапов, тактируемых каждый от своих генераторов...

Зато можно будет наладить выпуск специательных аудьйофилитических антенн для вайфая!

Еще в порядке бреда у меня есть следующее предположение: спдиф поток с компа передает не только битклок и биты, но также и мастерклок, который конвертером не используется.

спдиф - это ОДИН сигнал, мастерклока в нем нет.

Мастерклок, который поступает с компа на конвертер, имеет очень большой джиттер. Частота его на порядок выше, чем битклока

"порядок" надеюсь, двоичный?

И вот когда DIR9001 принимает и распаковывает спдиф поток, то этот джиттерный клок (несмотря на то, что он передается через оптику и DIR9001 не используется) вносит помехи в работу DIR9001, и он просачивается на выход битклока в DIR9001 и идет дальше и потом доходит до микросхемы реклока и там делает свое грязное дело.

Ффперлы!

[momitko]

спдиф - это ОДИН сигнал, мастерклока в нем нет.

Я понимаю, что это один сигнал, но он имеет большой джиттер и он все равно каким то образом воздействует на DIR9001.

Ффперлы!

Я здесь на этом форуме еще полгода тому назад приводил ссылку на статью одного зарубежного специалиста и он там писал, что несмотря на все эти синхронные реклоки, почему то ЦАПы звучат не совсем безупречно и частенько хуже СД плееров, а объяснял он это тем, что с компа на конвертер и далее в ЦАП поступают помехи и эти помехи проникают на микросхему реклока и из-за этого несмотря на синхронный реклок мы от джиттера все равно полностью не избавляемся и т.д. Тогда и ту статью тоже надо в перлы. Только народ на вегалабе как бы был согласен с этой статьей и ты, Алекс, насколько я помню, особо не возражал и не предлагал ее поместить в перлы.
Вот она эта статейка: https://www.audiostream.com/content/...bits-just-bits
Ее тогда надо также в перлы

[Alex]

Тогда и ту статью тоже надо в перлы. Только народ на вегалабе как бы был согласен с этой статьей и ты, Алекс, насколько я помню, особо не возражал и не предлагал ее поместить в перлы.
Вот она эта статейка: https://www.audiostream.com/content/...bits-just-bits
Ее тогда надо также в перлы

Статья тут не причем, ффперлы надо твои домыслы а не ее.

---------- Сообщение добавлено 14:32 ---------- Предыдущее сообщение было 14:31 ----------

ссылку на статью одного зарубежного специалиста

А что" зарубежного" это признак абсолютной правильности там написанного?
Так я для тебя тоже всегда был "зарубежным"
Покрмере с конца СССР.

[momitko]

А что" зарубежного" это признак абсолютной правильности там написанного?

Я эту статейку как бы прочитал несколько раз и написана она вполне толково и доходчиво, что даже мне становится ясно, в чем тут вся проблема.

---------- Сообщение добавлено 19:06 ---------- Предыдущее сообщение было 19:04 ----------

Статья тут не причем, ффперлы надо твои домыслы а не ее.

Так я просто беру инфу из статьи и дальше развиваю мысль. Помехи то с компа прут не только с USB, но и с спдиф.

[pyos]

Зато можно будет наладить выпуск специательных аудьйофилитических антенн для вайфая!

Я думаю, оно уже есть...

Ффперлы!

Тебе не лень было всё это комментировать?

[Alex]

Лень

[momitko]

У меня складывается такое ощущение, что большинству форумчан здесь просто плевать на то. как звучат их ЦАПы от компа по сравнению с СД плеером. Либо они просто никогда не сравнивали. Либо у них такие тракты, что они разницы вообще не слышат.

[Alex]

как звучат их ЦАПы от компа по сравнению с СД плеером.

Ну почему-же, у меня цап как раз на ЦД-плеере и стоит. Я его (плеер) иногда даже включаю.

[EDDiE]

Хочу признаться в том, что я ошибся в пользе подключения трех спдиф трансов. Три транса, включенные последовательно, портят звук, и я сейчас уже внес исправления в мои предыдущие посты, где об этом написал. То есть самый лучший звук получается при выкусывании из конвертера штатного самопального транса на колечке и установке вместо него моего собственного транса на колечке из феррита марки М2000НМ. Подключение по оптике звучит хуже. То есть оптика не помогает избавлятьс от ВЧ помех с компа.

Слушай. Я сам не знаю, как так происходит. Я сам шокирован. Я только могу попробовать это объяснить тем, что та карточка, которую я использую для вывода по оптике (Terratec Aureon Sky 5.1) не имеет родного асио драйвера и мне приходилось использовать либо direct sound, wave или asio4all. А в сети пишут, что asio4all не имеет бит перфекта.

---------- Сообщение добавлено 16:07 ---------- Предыдущее сообщение было 15:07 ----------

Еще в порядке бреда у меня есть следующее предположение: спдиф поток с компа передает не только битклок и биты, но также и мастерклок, который конвертером не используется. Мастерклок, который поступает с компа на конвертер, имеет очень большой джиттер. Частота его на порядок выше, чем битклока. И вот когда DIR9001 принимает и распаковывает спдиф поток, то этот джиттерный клок (несмотря на то, что он передается через оптику и DIR9001 не используется) вносит помехи в работу DIR9001, и он просачивается на выход битклока в DIR9001 и идет дальше и потом доходит до микросхемы реклока и там делает свое грязное дело.
Самопальный транс на колечке, который я сделал, сделан кое как, коряво. Я еще выводы транса свил между собой. И обмотка намотана коряво. В результате во время перезагрузки компа у меня с ЦАПа идут помехи (щелчки) в то время, как на старом трансе и на промышленных трансах таких помех не было во время перезагрузки компа (но на трех трансах, соединенных последовательно такие помехи также были).
Из этого я делаю вывод о том, что я сделал плохой транс, но в данном случае мой коряво сделанный плохой транс звуит на порядок лучше промышленного 65612. И вот как это объяснить? Я могу попытаться объяснить это только тем, что мой корявый транс плохо пропускает сигнал, но он и помехи очень эффективно задерживает, в результате чего звук становится значительно лучше, чем с промышленным трансом 61612.
И вот как это все кто может объяснить?

Я понимаю, что это один сигнал, но он имеет большой джиттер и он все равно каким то образом воздействует на DIR9001.
Я здесь на этом форуме еще полгода тому назад приводил ссылку на статью одного зарубежного специалиста и он там писал, что несмотря на все эти синхронные реклоки, почему то ЦАПы звучат не совсем безупречно и частенько хуже СД плееров, а объяснял он это тем, что с компа на конвертер и далее в ЦАП поступают помехи и эти помехи проникают на микросхему реклока и из-за этого несмотря на синхронный реклок мы от джиттера все равно полностью не избавляемся и т.д. Тогда и ту статью тоже надо в перлы. Только народ на вегалабе как бы был согласен с этой статьей и ты, Алекс, насколько я помню, особо не возражал и не предлагал ее поместить в перлы.
Вот она эта статейка: https://www.audiostream.com/content/...bits-just-bits
Ее тогда надо также в перлы

А-а-а-а-а-а !





---------- Сообщение добавлено 22:19 ---------- Предыдущее сообщение было 22:06 ----------

У меня складывается такое ощущение, что большинству форумчан здесь просто плевать на то. как звучат их ЦАПы от компа по сравнению с СД плеером. Либо они просто никогда не сравнивали. Либо у них такие тракты, что они разницы вообще не слышат.

У меня много было топовых CD плэйеров от SONY: X707ES (единсвенный плэйер у SONY, который даже без переделок звучит хорошо), XA50ES, cейчас остался переделанный XA555ES. Были и TEAC.
Также, не топовые Pioneer & Technics 840 (и сейчас есть)
Были также, ЦАП LYNX 7v3, D35, D47v3, D29v2.
ЦАП на AD1853 DarkAbbat
Есть разные ушники в классе "А". Есть мониторные наушники Audio-Technica ATH-A900
Было что с чем сравнить.

[momitko]

У меня много было топовых CD плэйеров от SONY: X707ES (единсвенный плэйер у SONY, который даже без переделок звучит хорошо), XA50ES, cейчас остался переделанный XA555ES. Были и TEAC.
Также, не топовые Pioneer & Technics 840 (и сейчас есть)
Были также, ЦАП LYNX 7v3, D35, D47v3, D29v2.
ЦАП на AD1853 DarkAbbat
Есть разные ушники в классе "А". Есть мониторные наушники Audio-Technica ATH-A900
Было что с чем сравнить.

И как? Все эти ЦАПы от компа играли не хуже, чем СД плееры? Самое то главное вы не написали.

---------- Сообщение добавлено 12:46 ---------- Предыдущее сообщение было 12:42 ----------

У меня есть один знакомый, который до сих пор утверждает, что в комповом звуке есть только размазня.
Вот как он мне пишет:

Размазня- это когда все размазано по шкале времени. Понятно? Нет четкости ни в атаке ни в затухании инструментов, ни в тембрах. То есть система не успевает показать каждое изменение сигнала во времени, а вместо 10 изменений сигнала показывает одно что то среднее между этими измененениями. Импульсная характеристика это примерно то же самое.
Получается одинаковость звука, одинаковость тембра голоса. Синатра, например, тут эти же ноты спел так, а тут по другому, тут у него голос с басовыми нотками, а там по другому, тут он спел нежно, а там грустно или твердо. Понятно? Ты это вообще не воспринимаешь, потому что в комповом звуке этого нет. Поэтому твои мозги отучились это воспринимать, обращать на это внимание. А если этого не слышно, то слушать там в музыке нечего, т.е. получается не слышно исполнителя и игру инструментов, эмоции, которые эти инструменты хотят донести. Остается слушать только мелодию, динамический диапазон, ширину сцены что ты и делаешь.

[Alex]

И как? Все эти ЦАПы от компа играли не хуже, чем СД плееры?

Скорее всего - лучше.

[momitko]

Адекс. А ты не мог бы уточнить. как именно ты ставишь конденсатор между обмотками спдиф трансформатора? Как то ты тогда запутанно это написал. Хочу попробовать этот трюк.
Вот ты написал:
А я с одним трансом (в приемнике), ставлю параллельно этой "межобмоточной емкости, еще конденсатор 10нф.
А вот straus написал: Не параллельно вторичной обмотке, а между холодными концами обмоток.
Что такое холодные концы обмоток? Минусовый конец транса? Как мне на самопальном трансе определить холодный конец обмотки?

[Alex]

"Холодный" - это земля, общий провод и т.п.


А че ты к этому конденсатору прицепился? Он на звук не влияет, не для того стоит.

[_Summit_]

..к этому конденсатору прицепился..

Он на звук не влияет..

Это, наверное, очень редкий случай, когда конденсатор на звук не влияет, но более частый, чем шнур питания или ЮСБ?