Все что связано с измерениями на АЦП

[Сергей Кор]

Недавно возникла потребность в измерении искажений.Была поставлена задача измерять искажения не хуже -140-150 дБ(хотелось бы меньше,цифры исходя из реалий) с достаточной достоверностью при условии калибровки АЦП.Поиски привели к АЦП и аналоговым генераторам синуса.В тему хотелось бы включить обсуждение выбора БП и материнских плат(как оказалось не менее влияющих на шумовую полку чем БП) для звуковых карт PCI-PCI-E c 24bit АЦП, генераторов синуса с сверхнизкими искажениями,полосовых и режекторных фильтров для повышения разрешающей способности АЦП методом подавления частоты гена,аттенюаторов(в том числе дифференциальных) входа АЦП, FFT-анализаторов для АЦП, теоретических базовых знаний по выше перечисленным вопросам.Надеюсь на высказывания и участие уважаемых профессионалов.
Думаю данная тема заинтересует не только меня но всех кто интересуется измерениями с АЦП.

Привожу ссылки на наиболее интересные (на мой взгляд) темы и работы .
АЦП: https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=67983 ; https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=68856
Генераторы : https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=59277 ; http://www.audio-perfection.com/forum/thread-231.html
Фильтры : http://www.audio-perfection.com/forum/thread-87.html ; https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=71889
и самое интересное(но я не уверен в достоверности показаний комплекса) : https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=52750

Тему хотел начать с основного вопроса -шумовая полка 24бит АЦП и нижний предел измерений.Как я это понимаю исходит из формулы SNR(db) = 6.02 N + 1.76, где N - разрешение АЦП.
Привожу отрывок из известной работы: "Шум, измеряемый при расчете SNR, не включает гармонические искажения, но включает шум квантования. Для АЦП с определенным разрешением именно шум квантования ограничивает возможности преобразователя теоретически лучшим значением отношения сигнал/шум, которое определяется как:SNR(db) = 6.02 N + 1.76,
где N - разрешение АЦП.
Спектр шума квантования АЦП стандартных архитектур имеет равномерное распределение по частоте. Поэтому величина этого шума не может быть уменьшена путем увеличения времени преобразования и последующего усреднения результатов. Шум квантования может быть снижен только путем проведения измерений с помощью АЦП большей разрядности.
Особенность сигма-дельта АЦП состоит в том, что спектр шума квантования у него распределен по частоте неравномерно - он смещен в сторону высоких частот. Поэтому, увеличивая время измерения (и, соответственно, количество выборок измеряемого сигнала), накапливая и затем усредняя полученную выборку (фильтр нижних частот), можно получить результат измерений с более высокой точностью. Естественно, при этом общее время преобразования будет возрастать.
Другие источника шума АЦП включают тепловой шум, шум составляющей 1/f и джиттер опорной частоты."
Далее смотрим в той же википедеи если угодно про преобразование Фурье и FFT -анализаторы. Т.е. теоретически возможный предельный динамический диапазон 24бит АЦП -146,24дб, все что сверху получено -это преобразования.
Правильно ли я понимаю принцип шумовой полки и нижнего предела измерений?
Привожу шумовую полку своего АЦП на CS5381 звуковая карта Asus STX, калибровал : за 0дб 1V rms и замер генератора Виктора на 10кгц показал -115дб(к сожалению, блок питания лабораторный).

За ранее всем спасибо!

[Сергей Кор]

Вот меню калибровки, по умолчанию. Подключаем настроенный генератор, и нажимаем на входной сигнал. ВСЁ!

Вы сказали настроенный генератор,вроде Виктора ген не надо настраивать, или я чего не знаю? Не пойму как у Вас значения 50.0 и 50.0 сохранились при калибровке.Вы подавали с гена 1V rms, предварительно замерив те же 1V rms на вольтметре?Затем надо нажать Measure input signal, предварительно сняв галку с Enable calibration.Затем когда цифры изменятся с 50.0 на другое значение вновь ставьте галку Enable calibration и на Ok, в этом случае калибровка с значением 1V rms завершена.Более точная калибровка как мне объяснили с учетом спектральной плотности с такой настройкой(картинка внизу) : https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=72261&page=3&p=2124785&viewfull=1#post2124785 , предварительно сняв галку с Enable calibration .

[MAXIM_A]

Не надо никакие галки трогать.
Включаешь генератор, нажимаешь кнопку, и уровень калибруется, всё.

[Alex]

Жду ценника на АК5394

Какого?

[Сергей Кор]

Какого?

Я не видел кроме Вашего внешнего АЦП на АК5394("TBD" пока вроде), надеясь что будет доступен в массы.Вернее видел у JensH-а с diyaudio, но так и не понял реализует он их или нет.

[MAXIM_A]

Сергей Кор, шнур сделал балансный?

[Сергей Кор]

Сергей Кор, шнур сделал балансный?

Да, у меня их хватает, разных.Вот только для гена Виктора это все равно не балансный сигнал(у него нет такого выхода).Нужен преобразователь небаланс-баланс на ОУ.

[MAXIM_A]

Да, у меня их хватает, разных.Вот только для гена Виктора это все равно не балансный сигнал(у него нет такого выхода).Нужен преобразователь небаланс-баланс на ОУ.

Тогда нужно менять БП в компе, очень много помех.
Или вентиляторы...

[Сергей Кор]

Тогда нужно менять БП в компе, очень много помех.Или вентиляторы...

Да с этим я конечно не на шутку постарался, перебрал штук 10 БП(был выбран Zalman ZM700-SV по самым малым пульсациям) и 5 материнских плат(они тоже различаются по реализации питания PCI-e). вентиляторов нет кроме как в БП и на процессоре(впрочем их тоже можно убрать и сделать пассив на проце, мать B85M-ITX).Надо дальше думать.А у ВАС какая конфигурация?
.

[Mexap]

Сергей Кор, нигде не нашёл обзора на этот залман, чтобы с измерениями по шуму питающих линий. Но, обратите внимание на блоки seasonics - у них если и не рекордные показатели по чистоте питающих линий, то одни из лучших точно.

[Сергей Кор]

Сергей Кор, нигде не нашёл обзора на этот залман, чтобы с измерениями по шуму питающих линий. Но, обратите внимание на блоки seasonics - у них если и не рекордные показатели по чистоте питающих линий, то одни из лучших точно.

Обзоры редко бывают реальны по пульсациям уж точно , проверенно на практике(по шумовой полке).Zalman ZM700-SV обзор с измерениями : http://pccentre.pl/article/show/zalman-zm700-sv/id=18008;page=4 , оказался чуть получше(на практике) этого : http://www.techpowerup.com/reviews/OCZ/ZS_650W/8.html .Два seasonics-а каких то тоже испытывал(не понравились, оставил себе два БП Zalman ZM700-SV и OCZ-ZS650W).

---------- Сообщение добавлено 03.19 ---------- Предыдущее сообщение было 03.11 ----------

Тогда нужно менять БП в компе, очень много помех.Или вентиляторы...

А где много помех то? https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2124224
Ну не идеально как у тебя конечно(я не представляю какими тебе усилиями это удалось) , но вполне, если сравнивать даже с таким внешним АЦП : https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=68856 .

[Сергей Кор]

Не надо никакие галки трогать.
Включаешь генератор, нажимаешь кнопку, и уровень калибруется, всё.

Так не откалибруется.ИМХО.

[Alex]

Я не видел кроме Вашего внешнего АЦП на АК5394("TBD" пока вроде), надеясь что будет доступен в массы.

Не будет. Он очень дорогой получается, продажная цена должна быть не менее $350-400 без корпуса, иначе невыгодно.
Может будет следующая версия, посмотрим, но пока выпуск Ониксов я не планирую.

[Сергей Кор]

Не будет. Он очень дорогой получается, продажная цена должна быть не менее $350-400 без корпуса, иначе невыгодно.
Может будет следующая версия, посмотрим, но пока выпуск Ониксов я не планирую.

Жаль, хороший проект.Что касается цены это да, с серийными не поконкурируешь(достаточно посмотреть на стоимость одного ацп), зато среди внешних нет аналогов(почти), да и авторская работа не должна стоить как серийный ширпотреб.
Вот кстати неплохое обсуждение различных АЦП (где как раз Вы участвуете) : http://www.diyaudio.com/forums/equip...-ak4490-7.html

[Alex]

Жаль, хороший проект.

Будет следуюшая версия в новом году, не дешевле (а скорее даже чуть дороже), но АЦП+ЦАП и с большими возможностями. В принципе, очень похожее на то что JensH делает, та-же сладкая парочка - АК5394+АК4490, только с развязанным USB и еще несколькими фишками.
Есть еще два перспективных вариант, один на другом чипе, но я ним я пока колеблюсь - он позволяет 394кгц и по шумам не хуже АК5394, но чуть хуже по THD. И такая-же "печка"
Другой по параметрам в основном такой-же, но похволяет дополнительный фичи, например оцифровка в DSD, но надо ли это кому - пока не очень понятно.

[Сергей Кор]

Будет следуюшая версия в новом году, не дешевле (а скорее даже чуть дороже), но АЦП+ЦАП и с большими возможностями. В принципе, очень похожее на то что JensH делает, та-же сладкая парочка - АК5394+АК4490, только с развязанным USB и еще несколькими фишками.
Есть еще два перспективных вариант, один на другом чипе, но я ним я пока колеблюсь - он позволяет 394кгц и по шумам не хуже АК5394, но чуть хуже по THD. И такая-же "печка"
Другой по параметрам в основном такой-же, но похволяет дополнительный фичи, например оцифровка в DSD, но надо ли это кому - пока не очень понятно.

АЦП+ЦАП плюс такой фильтр : http://www.audio-perfection.com/forum/thread-87.html и если еще перестраиваемый , вот и комплекс считай . С оцифровка в DSD интересная фича наверняка заинтересует перфекционистов.
Мне например очень интересно.Искренне желаю успехов!!!

[Alex]

плюс такой фильтр

Не исключено

[K_S_K]

Товарищи, а объясните мне, пожалуйста, такую вещь: обмерял здесь пред на базе платы Lynx p05 (гибрид на AD8620 и LME49713, регулятор Antecom*а на входе). Так вот, с предом, включенным в цепь измерения я получил более низкие значения THD, чем без такового - 0,00007 против 0,00012, которые я могу получить в лучшем случае в своем сетапе. Сетап такой: генератор Виктора на 1кГц, карта EMU 0404 USB, спектра. Уровень фундаментальной частоты выставлялся в обоих случаях на примерно -19 dBFS. Как такое может быть? Ведь THD у меня, по идее, определяется исключительно АЦП. Я мерил генератор Виктора через режектор от Г3-118, так там гармоники оказались ниже -150 dB. В чем разница? В выходном сопротивлении - 44 ом преда по сравнению с 600 ом генератора?

[Сергей Кор]

Да с этим надо разбираться, с ходу сложно сказать.Я сам еще к практическим измерениям девайсов не приступал(считаю надо мне изучить побольше это дело).У меня была подобная карта с такими же АЦП AK5385A -0204, шумовая полка была на уровне -120-130дб, точно не вспомню(т.е. ниже не измеришь). На вскидку думаю все же калибровка, попробуйте как здесь выставить : https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2124785 предварительно сняв в калибровке галку с Enable calibration.Но если настройки такие же , надо дальше думать.

[K_S_K]

Да нет, Сергей, калибровка здесь не при чем.
Что касательно шумовой полки, то вот сигнал 1в эфф. с калибровкой в dBV:

Вот тот же сигнал в dBFS:

Вот ARTA через ASIO


Источник - генератор Виктора. Так что не все так плохо у этой карты. Конечно, до 5394 ей не дотянуть, но бюджетных альтернатив с USB интерфейсом, к сожалению, в природе нет, а от стационарных компов я избавился уже давно.

[Сергей Кор]

Да нет, Сергей, калибровка здесь не при чем.
Так что не все так плохо у этой карты. Конечно, до 5394 ей не дотянуть, но бюджетных альтернатив с USB интерфейсом, к сожалению, в природе нет, а от стационарных компов я избавился уже давно.

Да карты внешней лучше особо нет это точно, сам с неохотой перешел на PCI-e. Что не обычно, так это то что шумовая полка опускается или поднимается в зависимости от выбранной калибровки, у меня не на одной карте такого не было.И на таком же АЦП и входном буфере она была выше, а ее(шумовую полку насколько знаю определяют эти элементы).