Шумы в ЦАПе на SM5813+TDA1541A

[Сухоруков Сергей]

Собрал макет внешнего ЦАПа на CS8412+SM5813+TDA1541A+AD823. Преобразователь I/U - как в даташите для 1541, только на AD823.
Нагрузка AD823 - через 300 Ом наушники Sennheiser 650, 300 Ом.
На малых уровнях сигнала (регулятор громкости проигрывателя почти в крайнее левое положение) прослушиваются шумы и искажения. В положении проигрывателя "Stop" и "Pausa" шумов нет.
На средних уровнях громкости и выше звук хороший.
Для питания "+5", "-5", "-15" и "+-12" отдельные стабилизированные источники.
Пробовал разные НЧ-фильтры, разные ОУ. Пробовал с шунтирующими конденсаторами DEM-ячеек и без них. Пробовал с конденсатором на выводах 16-17 и без него с внешним сигналом.
Радикального снижения шумов нет.
Кто-нибудь сталкивался с такой проблемой?

[RuDiger]

Возможно, сбои младших битов есть и на громких сигналах, просто их не слышно.


Сухоруков Сергей, Вы зайдите на Ebay - там много разных фотографий, и найдите среди них свою TDA-шку

[Сухоруков Сергей]

Видимо, такой разработчик...

Разработчик хороший, предложивший очень оригинальное решение для уравнивания взвешенных токов.
Вы-то в своей жизни много чего разработали сопоставимого по уровню инженерной мысли?

В каком даташите? Фраза непонятна...

Экий Вы непонятливый. Разумеется речь идёт о 1541А.

Вообще, здесь уже дважды объяснили, какие требования откуда вытекают. А если внимательно посмотреть на временные диаграммы выходных сигналов 5813, то станет понятно, почему сбои начинаются именно при воспроизведении звука с низким уровнем.

Ну, Вы-то, положим, про сбои только в этом посте пишите. И ничего не предлагаете конструктивно.

---------- Добавлено в 18:43 ---------- Предыдущее сообщение в 18:40 ----------

Возможно, сбои младших битов есть и на громких сигналах, просто их не слышно.

Вполне возможно. Непонятно только, почему сбой идет на младших битах и как его избежать.

Вы зайдите на Ebay - там много разных фотографий, и найдите среди них свою TDA-шку

Надо будет поискать по интернету.

[Serge_L]

Разработчик хороший, предложивший очень оригинальное решение для уравнивания взвешенных токов.

Вот и спросите "хорошего" разработчика - отчего же так вышло?

Разработчик не может быть хорошим, применяя решение за гранью разрешенного в даташите. Это для журнала "Юный техник" годится, но не в качестве инженерного решения.

[Сухоруков Сергей]

Вот и спросите "хорошего" разработчика - отчего же так вышло?

Можно было бы спросить, но он умер, насколько мне известно. Да и 1541А давно Филипсом не производится.
Тот новодел, что продают местами, имеет мало общего с исходными 1541.
Помню, купил дюжину в Чип и Дипе - ни одна не заработала. Все коротили питание при подключении. Как будто у них внутри коротыш. Выглядит так: подключаешь микросхему, и на выводах питания напряжение падает до 1 В. Благо у меня стабилизаторы параллельного типа, не боятся коротыша.

[Lexus]

Тогда непонятно, почему разработчик заявляет о поддержке 8х и почему мой ЦАП воспроизводит звук без всяких растягиваний 16 бит на период (кстати, в даташите об этом ни полслова как о требовании поддержки 8х).

В теории то работать с 8x может - WCLK ограничен 200 кГц, но графики THD для 8x есть, а BCLK нужно только подготовить. Не исключено, что во время выпуска TDA1541A существовал ЦФ с подходящими параметрами, на который в Philips и ориентировались, просто сейчас о этом ЦФ забыли. Конечно, со стороны разработчика не опубликовать подключение ЦАП к ЦФ - это упущение.
Скорее всего, Ваш вариант работоспособен (хотя и частично) потому, что параметр Fmax для BCLK в даташите является гарантированным с учетом разброса параметров ИМС, возникающем в технологическом цикле. Попалась Вам ИМС с более быстродействующей логикой. Бывает. Но все же чуть-чуть не дотягивает до нужных "скоростей".

Возможно, сбои младших битов есть и на громких сигналах, просто их не слышно.

Практически исключено. В этом легко убедиться, взглянув на дополнительный до двух код.

[Сухоруков Сергей]

Скорее всего, Ваш вариант работоспособен (хотя и частично) потому, что параметр Fmax для BCLK в даташите является гарантированным с учетом разброса параметров ИМС, возникающем в технологическом цикле. Попалась Вам ИМС с более быстродействующей логикой. Бывает. Но все же чуть-чуть не дотягивает до нужных "скоростей".

Я смотрю, из участников данной темы Вы самый рассудительный (без иронии).
С чем же, на Ваш взгляд, связана "частичная работоспособность"? Что порождает шум на низких уровнях, если не сбой, то что? Как добиться "полной работоспособности"?

---------- Добавлено в 19:42 ---------- Предыдущее сообщение в 19:42 ----------

Вы бросайте это (тда на 8х), иначе тоже до смерти замучаетесь..

Не дождётесь!

[Максим]

Непонятно только, почему сбой идет на младших битах и как его избежать.

Я же сказал - смотрите на картинки, и всё будет понятно. Первым идет MSB, поэтому логика в 1541 старшие биты успевает переварить, а к тому времени, как пойдут младшие биты, входит в ступор из-за слишком короткого для неё периода сигналов. Потом следует пауза длительностью 8 периодов, во время которой всё устаканивается, и далее по кругу. Физика процесса здесь уже не важна... Как избежать, тоже уже объяснили - увеличить период сигнала данных, растянув его на всё слово. Совершенно очевидно, что без ПЛИС это сделать крайне затруднительно.
Зачем весь этот геморр нужен - непонятно...

[dortonyan]

В теории то работать с 8x может - WCLK ограничен 200 кГц, но графики THD для 8x есть, а BCLK нужно только подготовить. Не исключено, что во время выпуска TDA1541A существовал ЦФ с подходящими параметрами, на который в Philips и ориентировались, просто сейчас о этом ЦФ забыли.

А по моему это чистой воды реклама. Почти у всех производителй аудио-цап параллельного преобразования максимальный коэф. передискретизации указан на пределе частоты битклока, т.е. с условием что в периоде дискретизации помещается ровно столько бит, сколько нужно для цап.
На деле такой режим (без разрывов между данными)хоть и реализуем, но не очень предпочтителен, т.к. вместе с глитчем преобразования совмещается еще и инжекция помех от работающей логики. Видимо по этой причине в ЦФ данные и битклок и не растягивают на весь период преобразования, а оставляют после данных время на установление глитча преобразования (если конечно позволяет длинна периода преобразования и частота битклока).
Как пример в DF1704:

[s3tup]

Характер шума какой?
- белый-розовый
- такой как в мп3шках 32кбпс - плавающая мутотень с пощелкиванием
- пощелкивание

Искажения? Какие? На НЧ, СЧ, ВЧ, где?

Выбросить винамп, поставить фубар, выставить кернел стриминг либо васапи по выходу.
Выставлять уровень лишь в нем (виндус на максимум). В настройке звуковушки выставить 44100.
А, и при каком уровне в фубаре начинается шум, который так не нравится? Скоко ДБ? -90?

Шум одинаков в обоих каналах?
Можете спектраплюсом глянуть ФФТ?

Фото девайса с обоих сторон, хорошим качеством. нужны.

Замерять частоту битклока перед 1541.

В догонку - выбросить ЦФ, воткнуть 1541 без оверсемплинга.



Как маленькие....

[Lexus]

Что порождает шум на низких уровнях, если не сбой, то что? Как добиться "полной работоспособности"?

Мое мнение - это именно сбой. Не успевает схема установиться за 1/Fbclk. Как вариант - растягивать BCLK на весь период WCLK. Другого, увы, не вижу. Но и это - только вариант.

На деле такой режим (без разрывов между данными)хоть и реализуем, но не очень предпочтителен, т.к. вместе с глитчем преобразования совмещается еще и инжекция помех от работающей логики. Видимо по этой причине в ЦФ данные и битклок и не растягивают на весь период преобразования, а оставляют после данных время на установление глитча преобразования

Из личной практики - позиционирование данных внутри фрейма и изменение при этом уровня помех на выходе R-2R ЦАП не поддается какой-то прямой связи. Да и тот же DF1704 генерирует BCLK непрерывно, стало быть логика работает и в разрыве данных. Я как-то встречал в даташите формат то ли I2S32, то ли RJ32. Возможно, раньше что-то подобное использовалось, а позже, с переходом на 18/20/24 бита, частоты BCLK и повысили. В общем, сказать что-то определенное сложно, но ради интереса в сложившейся ситуации я бы попробовал растянуть BCLK.

[Serge_L]

Сухоруков Сергей, добыть цифровой осцил (можно приставку, но только хорошую) возможности нет? Просто тогда можно было бы посмотреть, что там у Вас происходит точно.

[yan]

Как избежать, тоже уже объяснили - увеличить период сигнала данных, растянув его на всё слово. Совершенно очевидно, что без ПЛИС это сделать крайне затруднительно.

Можно и без ПЛИС на обычной логике. Пара 74hc595 + пара 74hc165 на каждый канал. Плюс 74hc74 для деления битклока на 2. Ничего затруднительного.

А вообще, чтобы локализовать проблему,
нужно попробовать исключить цифровой фильтр, подав i2s напрямую на 1541.
Естественно, никаких конденсаторов в цифровых линиях быть не должно, ни по 100, ни по 20пФ.
Ставить килоомные последовательные резисторы в цифровой части тоже нельзя.

[Сухоруков Сергей]

Замерять частоту битклока перед 1541.

Замерил, см. посты выше.

В догонку - выбросить ЦФ, воткнуть 1541 без оверсемплинга.

Так для того и затевалось, чтобы проверить 1541 на поддержку 8х.

Шум одинаков в обоих каналах?

Шум одинаковый. Скорее похож на белый.

---------- Добавлено в 12:30 ---------- Предыдущее сообщение в 12:24 ----------

Естественно, никаких конденсаторов в цифровых линиях быть не должно, ни по 100, ни по 20пФ.
Ставить килоомные последовательные резисторы в цифровой части тоже нельзя.

Про килоомные резисторы я упомянул в порядке информации. У меня стоят по 56 Ом.
Что касается конденсаторов, посмотрите Назаровскую Увертюру. Там стоят, и по 100 пФ.

Я не понял насчёт локализации проблемы исключением ЦФ. Что получим? NOS-ДАК. И что?

[Сухоруков Сергей]

Удалось сделать снимок используемой 1541 (слева на снимке). Справа для сравнения подделка из Чип и Дип. Таких, как слева, у меня две. И они выглядят совершенно одинаково, но отличаются номерами. Таких, как справа, - дюжина. Все с одинаковыми номерами, ни одна не работает.

[dortonyan]

Да и тот же DF1704 генерирует BCLK непрерывно, стало быть логика работает и в разрыве данных

Действительно. Спабо, что поправили.
По невнимательности привел неудачный пример.

[Сухоруков Сергей]

Сухоруков Сергей, добыть цифровой осцил (можно приставку, но только хорошую) возможности нет?

Цифровой осциллограф для меня неподъёмен. Максимум, что можно - попробовать сфотографировать осциллограммы.

---------- Добавлено в 12:44 ---------- Предыдущее сообщение в 12:38 ----------

Пришла такая мысль: поставить 5803 вместо 5813 и попробовать с ней в режимах 4х и 8х. Исчезнет шум при 4х? Если да, значит, в самом деле на 8х происходит сбой.
Правда, конфигурировать 5803 гораздо сложнее. Придётся делать другой макет.

[dortonyan]

Из личной практики - позиционирование данных внутри фрейма и изменение при этом уровня помех на выходе R-2R ЦАП не поддается какой-то прямой связи.

Я имел ввиду влияние их на глитч преобразования, но это теория.
А на практике, удалось ли вам обнаружить вообще какие-нибудь отличия в работе R-2R ЦА конвертора с разным позиционированием данных?
АДВ писал, что таким образом можно снизить КНИ, хоть и незначительно (приводимых цифр не помню).

[scarp]

Как добиться "полной работоспособности"?

Если не хватает быстродействия, разогнать по питанию, как процессоры.

[Сухоруков Сергей]

Если не хватает быстродействия, разогнать по питанию, как процессоры.

Мысль интересная.

[yan]

не понял насчёт локализации проблемы исключением ЦФ. Что получим? NOS-ДАК. И что?

Если шум останется, то проблема не в интерфейсе ЦФ-ЦАП.

Для TDA1541А в режиме i2s заявляется частота битклока 12МГц. То есть, внутренняя логика может нормально работать с такими частотами.
Отсюда вполне возможно, что TDA1541 допускает работу в том режиме, что используется у вас.