Diatonica v4

[lionel]

Добрый день.

Отрисовал какое-то время назад на досуге печатку новой версии платы, сделал 4х-слойку. Кто что думает по поводу расположения компонентов? ПЛИСка Xilinx XC2C256, пара AD1955. Линия клока да, длинновата , нет буферов на линиях управления, но плата и так слишком большая, не стал ее еще больше удлинять.



Параллельные стабы на AVDD и аналог занимают много места но я долго сравнивал разные стабы и лучшего не нашел, звук с LM-ками может и неплох но с этими много интереснее.

Да, еще у меня сомнения по поводу разделения земель есть, на фото вроде видно как сделано.

В питании цифры ADM7150, более-менее компактные, все линии питания я сделал отдельными.

[Yurgen]

Как пример, сталкивался с тем, что из-за шумного мастерклока "только-лишь" поднималась на пару дБ шумовая полка (вся). Т.е. вместо шума ЦАП -118 дБ стало -115 дБ - кто это заметит на спектрах (особенно на фоне доминирующего шума АЦП)? - вроде все ведь нормально. А вот в звуке уже пошли артефакты.

Это на одинаковых генах но с разной топологией ПП?

[ViktKors]

Шумовая полка -140дБ (-145 с другими ОУ и номиналами, но с тем что есть сейчас играет явно интереснее).

Имхо, этот анекдот лучше оставить для других сайтов . Тут все-таки народ в массе понимает, что в условиях разного ослабления сигнала перед АЦП (и разных размеров ФФТ и частоты дискретизациии АЦП, стандарта нет) шумовую полку можно сделать почти на любом желаемом уровне.
Например (и это точно не предел) по -155 дБ:

Скрытый текст

[свернуть]

В этой теме в посте #17 показана картинка с полкой по -140 дБ. Глядя не нее видно, что
1. картинка в "СпектреПлюс", которая усредняет пики для экрана, т.е. реально полка там чуть ниже, скажем по -143 дБ;
2. АЦП работает на 96 кГц, т.е. уровень шума в полосе до 20 кГц будет примерно еще на 3 дБ ниже;
3. ффт ~ 1 000 000 (2^20), т.е. реально уровень шума на 60 дБ (3 дБ * 20) выше к указанной оценке.

Т.е. уровень шума в звуковой полосе получается около
-140 дБ (полка) -3 дБ (экранное усреднение пиков) - 3 дБ (полоса АЦП) + 60 дБ (ФФТ) = ~-86 дБ.

24-х битные ЦАПы с таким уровнем шума отправляются сразу на помойку. Поскольку мы исходим их того, что это рабочий ЦАП, делаем вывод, что мы видим на картинке не шум ЦАП, а шум измерительного АЦП. Если С/Ш АЦП будет 106-116 дБ, это означает, что сигнал на входе АЦП имеет уровень -20 - -30 дБFS. Такие ослабления - норма при использовании АЦП для измерения гармоник, потому столь высокое положение шумовой полки никого не удивляет (хотя и странно, как это так, что "-145 с другими ОУ и номиналами" - это указание либо на нисистемность при обмерах, либо и в самом деле на запредельный шум ЦАП).

Но с другой стороны, уровень шума исправного ЦАП+выхлоп должен болтаться на значениях в -115 - -120 дБ (точнее можно оценить, зная, какой применен выхлоп, номиналы, типы ОУ), и в этом смысле шумовая полка ЦАП на представленных спектрах скорее всего "упрятана" на уровне ~-170 дБ, т.е. и особенности шума ЦАП и возможные артефакты клока надежно замаскированы шумом АЦП.

.. косвенно говорит тот факт что с CCHD-957 наблюдается значительное увеличение разрешения на хайрез-записях в сравнении с ГК-154. Что с последними может быть не так, непонятно.

CCHD-957 - нормальные генераторы, но в хороших условиях явный оверкилл для данного ЦАП. При вдумчивом подходе, даже PLLный клок (восстановленный из СПДИФ) не даст снижения разрешения (это можно послушать, чтобы убедиться).
У кварцев есть неприятное свойство значительного разброса параметров между конкретными экземплярами, но очень вряд ли, даже сильное отклонение такого генератора в худшую сторону может дать слышимый эффект в нормальных условиях.
Можно допустить, например, что крутизна фронтов у ГК-154 ниже, или что токовые возможности выхода хуже (что сказывается на длинной дороже большой емкости), или импеданс у ГК хуже согласуется с линией (вероятно, особых заморочек волновыми эффектами нет). Что-то из этого вполне способно сказаться на качестве реального клока и звука, даже при том, что собственно с джиттером именно генераторов все ОК.

---------- Сообщение добавлено 16.08.2018 в 00:01 ---------- Предыдущее сообщение было 15.08.2018 в 23:56 ----------

Это на одинаковых генах но с разной топологией ПП?

Примерно. Клок был с внешних модулей, выполненных по разной топологии.

Скрытый текст

Выглядело это примерно так:

Нижнее - ЦАП выключен, выше - результат на плате с разными вариантами топологии источника. В конце концов, все варианты клока (CCHD-957 на плате ЦАП, EspressO 5х7 на внешнем USB модуле, WM8804 на отдельной плате) стали показывать один и тот-же результат - как у второй снизу кривой.

[свернуть]

[EDDiE]

Имхо, этот анекдот лучше оставить для других сайтов . Тут все-таки народ в массе понимает, что в условиях разного ослабления сигнала перед АЦП (и разных размеров ФФТ и частоты дискретизациии АЦП, стандарта нет) шумовую полку можно сделать почти на любом желаемом уровне.

Виктор,
Вот схема, вот "200 дБ (тм)"

[Alex]

CCHD-957 - нормальные генераторы, но в хороших условиях явный оверкилл для данного ЦАП.

А для какого не оверкилл?

[pyos]

Что же, заменить всё это дело на пару-тройку L78L05 и L78L33 ?

В общем, в нормально спроектированной плате это как минимум ничего бы не ухудшило. Если же у тебя ухудшает - увы, цапы тебе рановато разрабатывать.

---------- Сообщение добавлено 08:29 ---------- Предыдущее сообщение было 08:26 ----------

или импеданс у ГК хуже согласуется с линией (вероятно, особых заморочек волновыми эффектами нет)

Человек рисовал плату в спринте, не думаю, что он хотя бы сатурн-тулз использовал для просчёта импедансов.

[Yurgen]

сатурн-тулз

Лучше polar si900

[pyos]

Offтопик:
Я же написал - хотя бы Так-то ясно, что лучше то, что лучше, в идеале вообще в менторе всё сразу разрабатывать и в гиперлинксе потом плату проверять, но здесь, очевидно, ЭМС в число решаемых ТС задач не ставилась.

[EDDiE]

Offтопик:
Сатурн же бесплатное, а это платное, не?

[lionel]

Но с другой стороны, уровень шума исправного ЦАП+выхлоп должен болтаться на значениях в -115 - -120 дБ (точнее можно оценить, зная, какой применен выхлоп, номиналы, типы ОУ), и в этом смысле шумовая полка ЦАП на представленных спектрах скорее всего "упрятана" на уровне ~-170 дБ, т.е. и особенности шума ЦАП и возможные артефакты клока надежно замаскированы шумом АЦП.

Хорошо, чем же тогда и как предложите всё это дело мерять?

Можно допустить, например, что крутизна фронтов у ГК-154 ниже, или что токовые возможности выхода хуже (что сказывается на длинной дороже большой емкости), или импеданс у ГК хуже согласуется с линией (вероятно, особых заморочек волновыми эффектами нет). Что-то из этого вполне способно сказаться на качестве реального клока и звука, даже при том, что собственно с джиттером именно генераторов все ОК.

После генераторов стоят 1G126.

[Audiomaniac]

А про какие-такие "линии" тут рассуждают на плате 10х5 см при длине дорожек цифровых сигналов 2-3 см? При такой длине на наших частотах волновых эффектов нет

[pyos]

Offтопик:

на плате 10х5 см

Тут плата раз в 5 больше по площади. Будь она такой компактной, как ты говоришь - никто бы и не рассуждал

[Audiomaniac]

Offтопик:

Тут плата раз в 5 больше по площади. Будь она такой компактной, как ты говоришь - никто бы и не рассуждал

У него там дорожки с цифровыми сигналами от края до края зигзагами идут? Если нет, то и заморачиваться тут нечем, а если да, то один вопрос - зачем?!

[Yurgen]

У него там дорожки с цифровыми сигналами от края до края зигзагами идут? Если нет, то и заморачиваться тут нечем, а если да, то один вопрос - зачем?!

Для сигналов с быстрыми фронтами, >3см на текстолите это уже линия передачи со всеми вытекающими

[Audiomaniac]

Для сигналов с быстрыми фронтами, >3см на текстолите это уже линия передачи со всеми вытекающими

Разумеется, нет. Нет у нас таких сигналов, для которых 3 см была бы "линией передачи".

[pyos]

У него там дорожки с цифровыми сигналами от края до края зигзагами идут?

Ну, в общем, почти так - от края к середине. Через ПЛИС. С заворотами Т.е. сантиметров 10-15 там, похоже, есть.
Плата в первом посте, если что

а если да, то один вопрос - зачем?!

Так красиво же!

[Yurgen]

Разумеется, нет. Нет у нас таких сигналов, для которых 3 см была бы "линией передачи".

Вот собственно рекомендации от одного из производителей ПП:

Скрытый текст

Правило «половины длительности фронта»
Грубое правило состоит в том, что проводник является «электрически длинным», если время прохождения фронта сигнала от источника к самому дальнему приемнику превышает половину длительности фронта сигнала. Именно в этом случае отражения в линии могут существенно исказить фронт сигнала. Предположим, что в устройстве предусмотрены микросхемы с длительностью фронта 2 нс (например, по документации для серии FastTTL). Диэлектрическая постоянная материала печатной платы (FR4) на высоких частотах близка к 4,0, что дает скорость движения фронта около 50% скорости света, или 1,5•10⁸ м/с. Это соответствует времени распространения фронта 6,7 пс/мм. Имея такую скорость, за 2 нс фронт пройдет около 300 мм. Отсюда мы можем заключить, что для подобных сигналов следует использовать «линии передачи», только если длина проводника превышает половину данного расстояния — то есть 150 мм.
К сожалению, это неверный ответ. Правило «половины длительности фронта» слишком упрощенное и может привести к проблемам, если не учитывать его недостатки.
Проблемы упрощенного подхода
Данные по длительности фронта, приведенные в документации на микросхемы, отражают максимальное значение, и зачастую реальное время переключения существенно меньше (скажем, оно может быть в 3–4 раза меньше, чем «максимальное», и вряд ли можно гарантировать, что оно не будет меняться от партии к партии микросхем). Более того, неизбежная емкостная составляющая нагрузки (от подключенных к линии входов микросхем) уменьшает скорость распространения сигнала по сравнению с расчетной скоростью, достижимой на пустой печатной плате. Следовательно, для достижения адекватной целостности передаваемого сигнала, линии передачи следует использовать для гораздо более коротких проводников, чем предлагает описанное ранее правило. Можно показать, что для сигналов с длительностью фронта (по документации) 2 нс целесообразно использовать линии передачи уже для проводников, длина которых превышает всего лишь 30 мм (а иногда и меньше)! Особенно это относится к сигналам, несущим функцию синхронизации или стробирования. Именно для таких сигналов характерны проблемы, связанные с «ложным срабатыванием», «пересчетом», «фиксацией неверных данных» и другие.
Где применяются линии передачи?
Согласованные линии передачи применяют для распределения сигналов синхронизации («клока», «строба») и высокоскоростных шин данных. Их применяют и для менее скоростных сигналов, передаваемых на более далекие расстояния, — например, SCSI, USB, PCI. Кроме того, типично их применение и для еще более медленных сигналов, передаваемых на очень большие расстояния, таких как 10base-T Ethernet, RS485.
В большинстве случаев линии передачи используются для сохранения исходной формы высокоскоростных сигналов и снижения паразитных ЭМИ. Но в то же самое время линии передачи имеют свойство снижать уровень наводок на проводник со стороны внешних электромагнитных полей, поэтому их применение также оправдано с точки зрения обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) и повышения устойчивости схемы к помехам, наводкам и шумам.

[свернуть]

У кристеков 950-ых 3ns фронт

---------- Сообщение добавлено 14:23 ---------- Предыдущее сообщение было 12:17 ----------

Через ПЛИС. С заворотами

Через ПЛИС к источнику, или к ЦАПу тоже?

[Audiomaniac]

У кристеков 950-ых 3ns фронт

Это только внутри кристека, сферического, в вакууме. А в реальном мире у вас антизвонный последовательный резистор стоит 50-100ом последовательно с выходом и никаких 3 нс после него уже нет и в помине. Не выдумывайте проблемы там, где их нету.

[lionel]

В общем, в нормально спроектированной плате это как минимум ничего бы не ухудшило. Если же у тебя ухудшает - увы, цапы тебе рановато разрабатывать.

Это тебе, дружище, советы давать рановато. К примеру, производитель генераторов рекомендует малошумящие ADM7150, а ты говоришь разницы не будет. Кому тут верить, ума не приложу

Были тут и советы что одной керамики 0.1 мкФ достаточно в развязке питания, а вот производитель генераторов совсем другое говорит:

"ЭПС (ESR) блокирующих конденсаторов по питанию должен быть минимален обязательно в области несущей частоты генератора, включая и всю область слева и справа
от несущей до необходимых отстроек/полосы, где требуются низкие фазовые шумы."

[pyos]

Это тебе, дружище, советы давать рановато

Не, родной, просто ты ещё не дорос до понимания
9 питаний на цифровой части, которые её раза в 2 увеличивают и размашистая разводка аналоговой части - не посоветует ни один производитель.

[lionel]

размашистая разводка аналоговой части

Не понимаю, предполагается засунуть I/U, вычитатель с классом А на выходе и интегратор в 1 кв. см. ? Ну еще, может керамику убрать чтобы оно всё завелось? Зато место сэкономится