Страница 1 из 9 1 2 3 ... Последняя
Показано с 1 по 20 из 165

Тема:

  1. Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для Electrovoicer
    Регистрация
    03.06.2009
    Адрес
    СПб
    Сообщений
    713

    По умолчанию Создаем Чистюлю, или как забыть о нужде обратной синхронизации.

    Завел тему, чтобы обсудить некоторые особенности готовящегося к выпуску "Чистюли".

    Концепция устройства такова: на вход поступает тактовый сигнал любой стандартной частоты (на схеме есть табличка с поддерживаемыми частотами), далее сигнал обрабатывается с помощью цифровой ФАПЧ с малой полосой пропускания (единицы герц). На выходе получаем тактовый сигнал с частотой и фазой, соответствующий входному, но с джиттером на уровне долей пикосекунды.

    Для чего это нужно? Для того, чтобы в подавляющем большинстве применений отказаться от пары дорогих генераторов (на две сетки частот) и необходимости применять обратную синхронизацию источника сигнала. Достаточно будет очистить от джиттера сигналы с обычного spdif-приемника, или любого другого асинхронного источника цифровых аудиоданных с шиной I2S (wm8804, pcm2706 и многие другие), и получить заметный прирост качества звуковоспроизведения.

    Особенно важен факт того, что по уровню низкочастотных составляющих фазового шума "Чистюля" вполне может соперничать с очень хорошими генераторами. И, к сожалению (или счастью?), только единственный прибор одной фирмы, построенный на технологии цифровой ФАПЧ, имеет необходимую нам узкополосность фильтра ФАПЧ, позволяющую добиться необходимых в высококачественном аудио показателей низкочастотного фазового шума. Оценка значений фазового шума приведена в таблице на схеме. Я провел опыты с EVM-платой и получил очень похожие результаты.
    "Чистюлю" надлежит включать в разрыв одного из трех клоковых проводов шины I2S - того, от фазового шума которого зависят динамические погрешности АЦ/ЦА-преобразователей. Для большинства сигма-дельта приборов это будет мастер-клок, для разных мультибитов - по разному. Позже сделаю табличку, для какого типа приборов куда включать "Чистюлю".
    Другой способ применения "Чистюли" - синхронизация регистра реклока от локального мастерклока (например, генерируемого spdif-приемником). Для вящей универсальности есть второй выход с удвоенной частотой.
    Кроме того, вход тактового сигнала выполнен, как дифференциальный (он имеет позитивный MCLKI и негативный MCLKIGND сигналы) и электрически развязан от основного устройства конденсаторами. Это позволяет избежать проблем с появлением контура "земли" при внедрении "Чистюли" в целевое устройство. Разумеется, можно использовать этот вход как обычный КМОП, подключив к "земле" негативный сигнал MCLKIGND. Наиболее выгодным в большинстве применений является псевдодифференциальное подключение, когда оба этих синала вместе приходят к источнику, и сигнал MCLKIGND подключается именно к его "земле", в непосредственной близости.
    Питание модуля - от источника +5В, потребление не маленькое - до 300мА. Размеры четырехслойной печатной платы - 30 х 50 мм. Коннектор - 6 пинов с шагом 2.54мм, предполагается вертикальная установка. Конфигурирование управляющих регистров ЦФАПЧ (коих набралось 49 штук) и алгоритм выбора рабочей частоты осуществляются с помощью микропрограммы, выполняемой микроконтроллером NXP LPC1114. Микроконтроллер работает от встроенного RC-генератора на пониженной частоте и не является источником сколь-нибудь ощутимых электромагнитных помех (проверено).
    Предусмотрена индикация режимов работы: индикатор отсутствия сигнала на входе, индикатор захвата частоты, индикатор питания.

    Вопросы к форумчанам:
    1. нужно ли добавлять на модуль регистры реклока для всех сигналов I2S ? Я счел это излишним при некотором размышлении
    2. нужно ли поддержать еще какие-то частоты?
    3. нужно ли поддержать диапазон частот сигналов BCLK и LRCK (сейчас поддержаны частоты MCLK), чтобы включать модуль в разрыв именно этих сигналов, когда это надо? (например, PCM1704 обновляет выход по сигналу BCLK)

    Цену тут озвучить не могу, будет тема в "толкучке". Скажу только, что договорился с дистрибьютором и цена на чип ЦФАПЧ будет очень хорошей, что сделает итоговую стоимость доступной и интересной для широкого круга.
    Вложения Вложения
    Последний раз редактировалось Electrovoicer; 05.03.2012 в 19:16.

  2. Завсегдатай Аватар для Сухоруков Сергей
    Регистрация
    18.02.2011
    Адрес
    Петербург
    Сообщений
    3.901

    По умолчанию Re: Создаем Чистюлю, или как забыть о нужде обратной синхронизации.

    Однако, какой высокочастотный опорный генератор! Кварцы на такие частоты обладают сравнительно небольшой добротностью. Значит, собственный фазовый шум опорного генератора будет сравнительно высок.

  3. Новичок Аватар для Agilent
    Регистрация
    16.03.2006
    Адрес
    РБ Минск
    Возраст
    63
    Сообщений
    85

    По умолчанию Re: Создаем Чистюлю, или как забыть о нужде обратной синхронизации.

    Это уже мной реализовано год назад. Действительно, работает хорошо. Процессор Atxmega128, на нем сделан прескалер, и проц потом тыкает носом Силабс в нужную частоту. Когда Силабс её захватывает, дается команда на сужение полосы. Всё.

    ---------- Добавлено в 17:46 ---------- Предыдущее сообщение в 17:43 ----------

    Генератор в Силабсе не втупую опорный. Всё несколько сложнее. В общем всё там хорошо. Мерялся фазовый шум на выходе PSA Agilent. Всё в порядке.

  4. Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для Electrovoicer
    Регистрация
    03.06.2009
    Адрес
    СПб
    Сообщений
    713

    По умолчанию Re: Создаем Чистюлю, или как забыть о нужде обратной синхронизации.

    Цитата Сообщение от Turbo_man Посмотреть сообщение
    Как и чем будет подтверждено качество востановленного клока?
    измерю на анализаторе и выложу
    Вы, кстати, часто об этом просите, когда покупаете обычные тактовые генераторы, у которых написано только "low jitter clock" ? Реальные измерения Вас неприятно огорчили бы в большинстве случаев

  5. Новичок Аватар для Agilent
    Регистрация
    16.03.2006
    Адрес
    РБ Минск
    Возраст
    63
    Сообщений
    85

    По умолчанию Re: Создаем Чистюлю, или как забыть о нужде обратной синхронизации.

    Ах да. Источник для питания ФАПЧ у меня поприличней.

  6. Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для Electrovoicer
    Регистрация
    03.06.2009
    Адрес
    СПб
    Сообщений
    713

    По умолчанию Re: Создаем Чистюлю, или как забыть о нужде обратной синхронизации.

    Цитата Сообщение от Сухоруков Сергей Посмотреть сообщение
    Однако, какой высокочастотный опорный генератор! Кварцы на такие частоты обладают сравнительно небольшой добротностью. Значит, собственный фазовый шум опорного генератора будет сравнительно высок.
    В силу многих особенностей работы ЦФАПЧ наилучшие показатели по фазовому шуму получаются именно с гармоническими кварцевыми резонаторами.

    ---------- Добавлено в 18:52 ---------- Предыдущее сообщение в 18:50 ----------

    Цитата Сообщение от Agilent Посмотреть сообщение
    Ах да. Источник для питания ФАПЧ у меня поприличней.
    Как показали опыты, источник питания "поприличнее", чем показан на моей схеме, не дал никакого выигрыша. Я достаточно поигрался с разными вариантами.

  7. Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для Electrovoicer
    Регистрация
    03.06.2009
    Адрес
    СПб
    Сообщений
    713

    По умолчанию Re: Создаем Чистюлю, или как забыть о нужде обратной синхронизации.

    Цитата Сообщение от Agilent Посмотреть сообщение
    Процессор Atxmega128, на нем сделан прескалер, и проц потом тыкает носом Силабс в нужную частоту.
    Ах да, но можно сделать поизящнее

  8. Новичок Аватар для Agilent
    Регистрация
    16.03.2006
    Адрес
    РБ Минск
    Возраст
    63
    Сообщений
    85

    По умолчанию Re: Создаем Чистюлю, или как забыть о нужде обратной синхронизации.

    У меня "поизящнее" долговато входило в захват. Имеется ввиду полный захват на 4-6Гц.

    ---------- Добавлено в 17:57 ---------- Предыдущее сообщение в 17:57 ----------

    Не продаю? Не хочу.

  9. Частый гость Аватар для Aspen
    Регистрация
    03.03.2006
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    204

    По умолчанию Re: Создаем Чистюлю, или как забыть о нужде обратной синхронизации.

    Хм, только вчера развлекался измерением величины джиттера сигнала FSYNC c CS8412. Максимальное значение составило 139 нс, что в общем неприлично много... Так-что тема с ФАПЧ весьма актуальна, в особенности при отсутствии стандарта на внешнюю шину I2S.

  10. Завсегдатай Аватар для Turbo_man
    Регистрация
    06.04.2010
    Адрес
    Moscow
    Сообщений
    4.178

    По умолчанию Re: Создаем Чистюлю, или как забыть о нужде обратной синхронизации.

    Цитата Сообщение от Electrovoicer Посмотреть сообщение
    измерю на анализаторе и выложу
    Какие-то подробности будут?

  11. Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для Electrovoicer
    Регистрация
    03.06.2009
    Адрес
    СПб
    Сообщений
    713

    По умолчанию Re: Создаем Чистюлю, или как забыть о нужде обратной синхронизации.

    Цитата Сообщение от Turbo_man Посмотреть сообщение
    Какие-то подробности будут?
    в каком смысле? просто приложу к изделию график фазового шума, снятый специализированным анализатором.

    ---------- Добавлено в 19:10 ---------- Предыдущее сообщение в 19:08 ----------

    Цитата Сообщение от Aspen Посмотреть сообщение
    Максимальное значение составило 139 нс
    так неприлично много, что даже заставляет задать вопрос о том, как это измерялось. Вы не ошиблись на несколько порядков?

  12. Завсегдатай Аватар для Максим
    Регистрация
    24.03.2004
    Адрес
    город у моря
    Возраст
    48
    Сообщений
    1.631

    По умолчанию Re: Создаем Чистюлю, или как забыть о нужде обратной синхронизации.

    Цитата Сообщение от Electrovoicer Посмотреть сообщение
    3. нужно ли поддержать диапазон частот сигналов BCLK и LRCK (сейчас поддержаны частоты MCLK), чтобы включать модуль в разрыв именно этих сигналов, когда это надо? (например, PCM1704 обновляет выход по сигналу BCLK)
    Обязательно, иначе оно не сможет работать с мультибитами без внешнего реклока.
    Есть фото готового модуля?

    Цитата Сообщение от Electrovoicer Посмотреть сообщение
    Размеры четырехслойной печатной платы - 30 х 50 мм. Коннектор - 5 пинов с шагом 2.54мм, предполагается вертикальная установка.
    50 мм это в ширину или в высоту? Предпочтительней скорее первое.


    Цитата Сообщение от Electrovoicer Посмотреть сообщение
    Микроконтроллер работает от встроенного RC-генератора на пониженной частоте и не является источником сколь-нибудь ощутимых электромагнитных помех (проверено).
    Тут всё-таки хотелось бы увидеть более развернутые подтверждения отсутствия срача от данного девайса, оно ведь будет стоять после развязки на аналоговой стороне...
    Ars longa vita brevis est

  13. Завсегдатай Аватар для Turbo_man
    Регистрация
    06.04.2010
    Адрес
    Moscow
    Сообщений
    4.178

    По умолчанию Re: Создаем Чистюлю, или как забыть о нужде обратной синхронизации.

    Цитата Сообщение от Electrovoicer Посмотреть сообщение
    в каком смысле?
    Чтобы у заинтересованных была возможность повторить измерения с теми же условиями.

    А что с режимом обхода? Самим городить?

  14. Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для Electrovoicer
    Регистрация
    03.06.2009
    Адрес
    СПб
    Сообщений
    713

    По умолчанию Re: Создаем Чистюлю, или как забыть о нужде обратной синхронизации.

    Цитата Сообщение от Максим Посмотреть сообщение
    Есть фото готового модуля?
    нет, потому что эксперименты проводились на эвалюэйшн-плате от силэбса.

    Цитата Сообщение от Максим Посмотреть сообщение
    50 мм это в ширину или в высоту? Предпочтительней скорее первое.
    возможно, я уменьшу размеры до 30 х 30, или вроде того - плата еще не заказана.

    Цитата Сообщение от Максим Посмотреть сообщение
    Тут всё-таки хотелось бы увидеть более развернутые подтверждения отсутствия срача от данного девайса, оно ведь будет стоять после развязки на аналоговой стороне...
    подтверждение будет одно - результирующий график фазового шума.

  15. Завсегдатай Аватар для Turbo_man
    Регистрация
    06.04.2010
    Адрес
    Moscow
    Сообщений
    4.178

    По умолчанию Re: Создаем Чистюлю, или как забыть о нужде обратной синхронизации.


    Offтопик:
    Цитата Сообщение от Aspen Посмотреть сообщение
    Хм, только вчера развлекался измерением величины джиттера
    сигнала FSYNC c CS8412.
    Как это происходило? Схема, методика? И почему так много?

  16. Инженер Аватар для Lynx
    Регистрация
    28.09.2004
    Адрес
    Санкт-Петербург
    Возраст
    48
    Сообщений
    4.671

    По умолчанию Re: Создаем Чистюлю, или как забыть о нужде обратной синхронизации.

    Цитата Сообщение от Electrovoicer Посмотреть сообщение
    особенности готовящегося к выпуску "Чистюли".
    Интересное устройство, коллега. Думаю, что имело бы смысл в нем опционально предусмотреть возможность установки регистра пересинхронизации на 3 или 4 канала.
    __________________
    Инженерное искусство творит музыку...

  17. Начинающий Аватар для Alex
    Регистрация
    20.03.2003
    Адрес
    Worldwide
    Возраст
    56
    Сообщений
    26.669

    По умолчанию Re: Создаем Чистюлю, или как забыть о нужде обратной синхронизации.

    Цитата Сообщение от Agilent Посмотреть сообщение
    Ах да. Источник для питания ФАПЧ у меня поприличней.
    Зачем? Я питал от обычного копеечного TPS7933, и не видел никакой разницы с питанием от навороченого регулятора на куче дискретов +ОУ.
    А мне пофиг!
    <>
    <-- http://altor1.narod.ru --> Вопросы - в личку, е-мейл, скайп.

  18. Завсегдатай Аватар для antecom
    Регистрация
    10.02.2005
    Адрес
    Королев
    Возраст
    45
    Сообщений
    2.144

    По умолчанию Re: Создаем Чистюлю, или как забыть о нужде обратной синхронизации.

    Electrovoicer, я правильно понимаю, что фазовый шум на выходе "чистюли" не может быть ниже шума его опорного генератора (пересчитанного на выходную частоту)?

  19. Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для Electrovoicer
    Регистрация
    03.06.2009
    Адрес
    СПб
    Сообщений
    713

    По умолчанию Re: Создаем Чистюлю, или как забыть о нужде обратной синхронизации.

    Цитата Сообщение от antecom Посмотреть сообщение
    Electrovoicer, я правильно понимаю, что фазовый шум на выходе "чистюли" не может быть ниже шума его опорного генератора (пересчитанного на выходную частоту)?
    зависимость есть, но она далеко не однозначная. подробнее можно узнать в материалах Silabs

  20. Завсегдатай Аватар для antecom
    Регистрация
    10.02.2005
    Адрес
    Королев
    Возраст
    45
    Сообщений
    2.144

    По умолчанию Re: Создаем Чистюлю, или как забыть о нужде обратной синхронизации.

    Цитата Сообщение от Electrovoicer Посмотреть сообщение
    зависимость есть, но она далеко не однозначная. подробнее можно узнать в материалах Silabs
    Насколько я понимаю, получить фазовый шум ниже шума опорного генератора, принципиально невозможно. Весь вопрос в том, насколько близко можно к нему приблизится.
    Мне кажется имеет смысл предусмотреть возможность установки на плате высококачественного генератора, например такого и выложить замеры шума этого генератора и выхода "чистюли" при разных выходных частотах.

Метки этой темы

Социальные закладки

Социальные закладки

Ваши права

  • Вы не можете создавать новые темы
  • Вы не можете отвечать в темах
  • Вы не можете прикреплять вложения
  • Вы не можете редактировать свои сообщения
  •