Плата конвейера для работы с «мультибитными» микросхемами ЦАП

[Turbo_man]

Давно планировал создать отдельную ветку для этого отдельного направления своих устройств. И вот своё обещание выполняю, поскольку устройство закончено.

См. фото универсальной платы конвейера.



Заинтересованные вегалабовцы, конечно, уже в курсе о чём идёт речь, а остальным немного поясню.

Каждая микросхема «мультибитного» ЦАП имеет свои ограничения по максимальной частоте Ц-А преобразования. Как правило, это не более 8…16Fs (за Fs принято принимать стандартную частоту 44,1 или 48 кГц), полученные в цифровом фильтре (ЦФ) типа SM5847AF например.
Таким образом, пределом по частоте для них будет 352…768кГц (для разных микросхем ЦАП разная предельная частота преобразования). Хотя на практике TDA1541A прекрасно работает и на 768кГц (16х), а PCM1702P на 1536кГц (32х). Правда это не документировано и не гарантируются качественные характеристики.

Так вот, чтобы обойти эти ограничения и получить МНОГО больше, можно включить N штук (2…16) в режиме конвейера, когда они работают одновременно со сдвигом во времени в рамках одного периода частоты преобразования. Суммарный результат при этом получается в N раз более быстродействующим.
Интересно это в первую очередь тем пользователям, которые таким образом хотят снизить требования или практически исключить восстанавливающий ФНЧ после ИУ преобразователя.

Что ОЧЕНЬ позитивно сказывается на пространственных характеристиках получающегося "саунд-стейджа" фонограммы. Локализация мнимых источников звука (КИЗов) получается просто ошеломляющей. Такого не удавалось получить ни от одного другого ЦАП-а.

А поскольку при этом складываются аналоговые сигналы с выходов микросхем ЦАП с жёсткими временными сдвигами, то попутно и получить AFIR (или гребенчатый фильтр), подавляющий нежелательные остаточные продукты преобразования цифровых фильтров (ЦФ).

Кроме этого, для сторонников NOS-ЦАП-ов, в конвейере предусмотрено отключение (обход) ЦФ по желанию.

В предлагаемом устройстве дополнительно к изложенному осуществляется 16-ти кратная линейная интерполяция (ЛИ) аудио-семплов, полученных от ЦФ. То есть мы получаем итоговую скорость аудио-потока 8 (ЦФ) х 16 (ЛИ) = 128Fs. А уже этот скоростной поток мы распределяем на 8 потоков по 16Fs (или 8Fs для TDA1541(A) - переключается управляющим сигналом), с которым легко и непринуждённо справляется каждая микросхема ЦАП в конвейере. Всё изложенное справедливо для каждого исходного левого (ЛК) и правого (ПК) каналов.

Таким образом, к предлагаемой плате конвейера можно подключить до 2 по 8 микросхем «мультибитных» ЦАП-ов.
Для удобства пользователя и обеспечения гибкости использования на плате предусмотрено место для ЦФ SM5847AF (точнее там их 2, но 1 теперь не используется и был предусмотрен для экспериментов) и PLL формирователя 768Fs для неё. А также стабилизатор +5В для питания платы изолятора USB.

Существует несколько вариантов прошивки ПЛИС, специализированных для разных типов применяемых микросхем ЦАП (пока доступны для PCM1702P, TDA1541(A) и AD1862N (общая с PCM63ми). Скоро будут готово и для PCM58P, AD1865, PCM1704U). Варианта сразу для нескольких типов ЦАП не планируется. Менять прошивку можно будет дополнительно, если планы пользователя поменяются.

Теперь описание разъёмов устройства:
Х1 – вход управления режимами платы конвейера (8 управляющих сигналов).
Х2 – вход аудио-потока I2S до 384кГц от платы ФИФО или иного цифрового аудио-источника. А также входы 2х управляющих сигналов и выход +5В для питания изолятора USB.
Х3…Х6 – выходы 2 по 8 (суммарно 16) аудио-потоков для подачи на 16 моно-микросхем ЦАП (или 8 стерео типа TDA1541(A)). На каждом разъёме по 4 потока.
Х7 – вход питания платки генов 1024Fs. (+7…12В примерно 30…50 мА). Гальванически развязанный и стабилизированный.
Х8 – вход питания остальной цифровой части конвейера, включающий основную ПЛИС и PLL и стаб +5В для USB. (+7…9В примерно 70…100 мА). Гальванически развязанный и стабилизированный.

Подробное описание контактов каждого разъёма следует…



Привожу фото для иллюстрации возможного применения конвейера, управляющего 2мя платами NOS ЦАП на 8 шт. PCM1702P суммарно.

[Михаил45]

Это известный труд М Хауксфорда, и не в ОУ, а в преобразователе I-V на ОУ. Там у него выведен набор параметров - 50 МГц, 50 В /мкс, Кu больше 300000, цифры , разумеется,приблизительные.Раньше валялся в свободном доступе, щас вряд ли. Ачо?

Спасибо, почитаю. Наверное, глуховат стал на старости лет, что слышу этого "джиттера".

"DIGITAL-TO-ANALOG CONVERTER WITH LOW INTER-SAMPLE TRANSITION DISTORTION AND LOW SENSITIVITY TO SAMPLE JITTER AND TRANSRESISTANCE AMPLIFIER SLEW RATE" - нашел, скачал, читаю, ничего конкретного, это?. Цифры весьма условные. Ну подумал дяденька и написал. Он принял конкретные данные по двум типам джиттера "для большинства цап" - а где взял, сноски нет. Не внушает. Забил и слушаю музыку дальше.

[tomtit]

Offтопик:
Никогда не читайте перед обедом статьи Хоксфорда. (с) проф. Преображенский

[Alex]

Offтопик:
а Селфа?

[Михаил45]

Саня, Селфа я читал еще на английском. А в 1979 мне старший брат дал два тома Титце и Шенка, ну и обьяснил, как работает транзистор. Но волею судеб, специальность у меня другая, поэтому учусь тут у тебя и еще нескольких профессионалов,чему можно и в необходимых дозах, чтобы хоть понимать предмет и самому спаять правильно.

[vladimir sim]

А промежду прочим, решение давно известно -фильтрующий I-V 2порядка, там отлично звучат и NE5534,и ОРА228, LT1115,AD 8066, OPA1656, 2156. Правда, СFA опера отдыхают, но скоро и для них найдем решение , в виде композитов.

[Михаил45]

Вова,в этом устройстве фильтр в принципе не нужен, только i\u.

[Михаил45]

Спасибо. Почитайте на АТ отэыв ЮМ. Но есть и что улучшить. Как же без этого?

Владимир , а где это?

[Turbo_man]

Непубличный форум.

[Михаил45]

Тоесть? Что мне там не почитать? Я могу позвонить ЮА , конечно, но интересно узнать, что он написал.

[Turbo_man]

Можно ему в личку написать. И на сундуке вроде он тоже делился своим мнением. Но я там не бываю, поэтому точнее не подскажу.
Там про звук моей конкретной реализации в корпусе минидисковой деки Сони.

[Михаил45]

Для режимов работы с небольшим апсемплингом: NOS (ЦФ8х...32х-выкл)+KENWOOD(Линейная Интерполяция 16х-вкл) или DF(ЦФ-вкл)+HARMAN(ЛИ-выкл)) сделал возможность выбота числа микросхем ЦАП (4 или 8), подключённых к конвейеру. Т.е. удвоил скорость оставшихся микросхем для лучшего сглаживания при их недостатке (4шт.).
Проверил в аналоге, всё отлично видно. Все изменения режимов.
------------------------------
Для режимов работы DF+KENWOOD и NOS+HARMAN это неактуально.
--------------------------
Пока только для варианта 2xDF1706E+4xTDA1541-R1.

---------- Сообщение добавлено 23:31 ---------- Предыдущее сообщение было 18:55 ----------


В цифре всё отлично.
Но к сожалению, в аналоге вылезла какая-то плавная волнистость на синусе 20кГц. Волнистость немного уменьшается при переходе на скорость 16х, но не исчезает до конца, как при сетке 512Fs. Ищу косяки.
Кстати, с 4-мя микросхемами каждая 16х/канал ступеньки на скопе различимы, а с 8-ю уже совсем нет. Так что есть за что бороться.

Владимир, есть мысли по расширению функционала? Вот было бы удобно перемычками выбирать режимы с цф, 2хцф и т.д. Все таки nоs не катит, а выбирать по душе 16, 32 скорость и прочее интересно. Для рсм1702.

[Turbo_man]

Через примерно месяц попробую сделать 2й подход к снаряду. Т.е. исходный мастер-клок 768Fs и тайм-слот 24 битклока. Иначе 32Fs на каждую микросхему не получится.

---------- Сообщение добавлено 20:23 ---------- Предыдущее сообщение было 20:16 ----------

А разницу 8х/16х на каждую микру на слух различить получается?

[Михаил45]

А так еще не пробовал.

[Turbo_man]

Поробуй на Х1 - 11я нога.

[Михаил45]

Опять отвинчивать крышку цапика? Нет смысла.

Последний раз проверил все режимы. Самый лучший, как и положено, с цф и 16х и линейная интерполяция, nos - слушать невозможно. Даже если включить soxr - он придает какой -то неестественный призвук, за исключением перекодирования дсд в 352.8.

Владимир, поставил ad846. Очень похожи на 811, чуть мягче. Оставляю и прекращаю эти игры с i\u. Однозначно преимущество токовых оу над обычными типа 845, 1611, 5534 в моем случае.

[Turbo_man]

Какие есть пожелания?
Что-то добавить думаю можно, особенно если это нужно не только 1 человеку. Но мне не ясно что.

---------- Сообщение добавлено 21:23 ---------- Предыдущее сообщение было 21:20 ----------

Я думал про дизер в ПЛИС для 16ти битников. Но так пока и не собрался.

[siemens_off]

В предлагаемом устройстве дополнительно к изложенному осуществляется 16-ти кратная линейная интерполяция (ЛИ) аудио-семплов, полученных от ЦФ

интерполяцию можно отключить?

[Turbo_man]

Можно.
Но вам нужен не конвейер.

[segr]

Какие есть пожелания?

FireWire приемник.

[Turbo_man]

Думаю таких источников уже не осталось.
Они же практически все вымерли.

---------- Сообщение добавлено 01:29 ---------- Предыдущее сообщение было 01:06 ----------

Ну а если припрёт, то вам нужно поискать платку FW->I2S.