DAC на TDA1541A и FPGA

[tomtit]

Не прошло и 10 лет как я, наконец, решился сделать себе ДАК.
Подход был выбран крайне минималистский - никаких процессоров,
никакой индикации, никакого сервиса.
Единственный TOSLINK вход. Принимает 44,48,88,96,176,192к.
Добавил только простейший регулятор громкости на сдвоенном потенциометре.
Правда есть 4 светодиода, но все они для индикации сбоев и внештатных ситуаций,
в рабочем режиме - все погашены.

Питание сделано на модулях, похожих по исполнению на дискретные регуляторы от Hypex,
я когда-то создавал тему по этому поводу. Они скорректированы единственым полюсом на выходе.
Он образован керамическом конденсатором 4.7мкф, который находится прямо не модуле.
В качестве опоры применены светодиодные цепочки. Они крайне мало шумят и не требуют фильтрации,
да и выглядят весьма прикольно. Сделал так, чтобы не использовать элктролиты или керамику большого номинала.
Размер модулька - чуть побольше TO-247. Они запаяны вертикально, прямо по месту около нагрузки.
Трансформатор - очень дохленький, всего 2 6ВА, но хватает.
Его очень большое выходное сопротивление образует с конденсаторами 4700мкф прекрасный фильтр,
пришлось только защитить емкости зенерами от слишком высокого напряжения холостого хода
(около 34В выпрямленного для 15В обмотки).

В качестве ДАК используетя старинная TDA1541A, FPGA - маленькая стоножка XС3S200A.
Преобразователь I/V выполнен на недокомренсированном ОУ THS4021, выходной каскад - на SE5534.
ПЛИС обеспечивает прием СПДИФ с автоматическим распознованием битрейта и апсэмплинг до 8х (352.8/384к).
Длина фильтра - 759 отводов для 44/48 и 89 для 88/96 и всего 31 отвод для 176/192.
Для 44.1к затухание на Найквисте (22.05к) около -80дБ а на 20К - 0.1дБ. В полосе задержания - -130дВ.
Неравномерность в полосе пропускания порядка 0.02дБ. Фильтр для 44/48 - минимально-фазовый, на остальные частоты - фазолинейные.

На ПЛИС реализован также джиттероподавитель на основе цифровой ФАПЧ с частотой среза 0.03Гц.
На 10Гц коэффициент передачи около -100дВ. ПЛИС управляет частотой двухчастотного генератора на SI552 в пределах +-180ррм.
Для управления используется 12-битный DAC7311 с двойным пассивным
RC фильтром на выходе (10к/30мкф+10к/4.7мкф).

ДАК используется в комплекте с двумя усилителями, свинченными в один блок.
Кабели дифференциалные длиной всего 32см. По существу это попытка сделать моноблочный усилитель с оптическим входом.
Все заиграло почти сразу после сборки, на регулировку ушел один дождливый уикенд.
Измерений никаких не делал, так как дома нет приборов,
кроме старого осциллографа, да и подходящую звуковую карту еще не приобрел.

20-окт-2018: характеристики примененных цифровых фильтров

[Xameleon]

А схемы нет, печально

[Tralfamadorin]

А схемы нет, печально

А смысл, без платы с плисиной?

[EDDiE]

IU+LPF

[Tralfamadorin]

IU+LPF

А так чтоб дурак понял?

[belka]

IU+LPF

Преобразователь ток в напряжение после TDA1541 и фильтр НЧ

[Эзотехник]

А смысл, без платы с плисиной?

Тогда надо и проекты плат и плис и всё остальное для сборки выкладывать, чтоб ошибки нашли и улучшения посоветовали.
ПЛИС может например корректировать нелинейность древней микросхемы ЦАП с уползшими от старости резисторами внутри. По таблице поправочных коэффициентов.

Ещё pre-ringing filter можно было бы засунуть в ЦФ, для коррекции звона АЦП и ЦАП, как у Назара Штыбеля в FIR DAC UDA1334 и в VST плагине Thimeo stereo tool (Repair - Delossifier - Pre-ringing killer).

[EDDiE]

Offтопик:

древней микросхемы ЦАП с уползшими от старости резисторами внутри

и сильно уползли?

[Эзотехник]

Offтопик:

и сильно уползли?

Без понятия, у меня этих микрух нет.
Вряд ли они стабильнее лучших дискретных резисторов 2010 г.
Vishay VSA101 (Z-Foil)
Ultra High Precision Axial Z-Foil Resistor with
TCR of ± 0.05 ppm/°C, PCR of 5 ppm at Rated Power,
Tolerance of ± 0.005 % and Load Life Stability of ± 0.005 %
у которых
Load life stability: to ± 0.005 % at 70 °C, 2000 h at rated power

[Furious_Dima]

Эзотехник, какая же у вас каша в голове, вот в каждой теме. В прошлой теме вы утверждали, что пиковый уровень записи, это ДД.
Куда резисторам ползать? Тем более у tda1541 часть разрядов на активных элементах, а часть на резистивной матрице.
Слышали уже все кому не лень FIR dac Назара и у кого-то он в итоге остался, хотя бы как запасной цап?))

[Эзотехник]

В прошлой теме вы утверждали, что пиковый уровень записи, это ДД.

Где? Перечитайте мои цитаты, а не перепевки Торреса и поймёте.
В записи с DR8 (по фубару и TT измерителю), от которой кто-то тащился, невозможно 11 битный ЦАП от 16-битного отличить, там и 8 разрядов предостаточно.
Про старение резисторов почитайте буквари типа Хоровица и Хилла, может и в википедии есть.
Ваша ТДА не в вакууме и не в термостате все эти годы пролежала, поэтому исходное качество ушло.
Д.Андронников не рекомендовал паять R2R ЦАП микрухи, а только в панельки втыкать, иначе параметры уходят в худшую сторону (цитату искать долго).

[EDDiE]

Offтопик:

А так чтоб дурак понял?

Если и попросить Игоря опубликовать что-то, то только часть схемы в части IU и LPF.

[Alex]

Где? Перечитайте мои цитаты, а не перепевки Торреса и поймёте.
В записи с DR8 (по фубару и TT измерителю), от которой кто-то тащился, невозможно 11 битный ЦАП от 16-битного отличить, там и 8 разрядов предостаточно.

Это не мои "перепевки" а твоя очередная бредятина. Не надоело?

[tomtit]

Схему я публиковать не собираюсь, измерений никаких сделано не было, ничего подтвердить или опровергнуть я не смогу.
Все сделано очень просто, выходной ток ДАК нагружен на резистор 1К в ОС ОУ THS4021, плюс несколько RC-цепочек коррекции.
Постоянная составляющая на выходе I/V ~ 2В, убирается при помощи серво на интеграторе,
включенном в обратную связь звена Рауха 2-го порядка на SE5534.

I/V + звено на SE5534 образуют фильтр 3-го порядка промежуточного типа (75% Баттерворта и 25% от Бесселя).
Ожидалось много неприятных сюрпризов от THS4021, так как это недокомпенсированный ОУ с единичным усилением в районе ~ 0.7..1Ггц,
все обошлось, I/V работает очень стабильно, можно даже трогать пальцем за все ножки.

Плата - 4 слоя, земляных заливок на внеших слоях нет.
Под I/V ОУ сделаны окошки в земляном/питание слоях для уменьшения паразитных емкостей.
Развязка сделана треугольником из 3-х 0603 емкостей, прямо под корпусом SO-8, с другой стороны платы.
Определить включен ЦАП или нет, можно только приложив ухо к ВЧ динамику - слышен едва уловимый белый шум.
Никакого разделения цифровой и аналоговой земли нет, питание правого и левого каналов общее.

Ресурсы FPGA задействованы на ~60% (1151 слайс из 1792), коэффициенты 27бит, разрядность данных 24бит,
округляется для ЦАП до 16 бит с треугольным дизерингом 1мзр.
Оптимальная длина фильтра для CD получилась L=650..700 отводов для OSR=8,
что дает ширину спада >=4К, круче нельзя, тогда слышно слабую "стеклянную" окраску.
Затухание -0.17дБ(20К) и -43(22.05к) дБ.
Разница между фазолинейным и минимально-фазовым фильтром практически не слышна.
Максимально возможная длина L=1024-OSR-1 коэффициент.
OSR=8,12,16 - это оверсемплинг фильтра (для 44.1/48к).
Фильтр считается за 1 клок/MAC, плюс OSR+1 клок на перезагрузку аккумулятора, частота клока 1024*Fs = (45.1584..49.152М).
Отладка фильтра производилась на Verilog-е, выход симулятора назначал в файл,
который считывался маткадом/матлабом для мат. анализа сигнала.

[eclipsevl]

Ваша ТДА не в вакууме и не в термостате все эти годы пролежала, поэтому исходное качество ушло.

В вашей ТДА все резисторы на одном кристалле и ползут более-менее в одну строну.

Д.Андронников не рекомендовал паять R2R ЦАП микрухи, а только в панельки втыкать, иначе параметры уходят в худшую сторону (цитату искать долго).

Производители интегральных схем не выпускают свою продукцию "в никуда", а учитывают что они должны быть запаяны, если в ДШ не утверждается иного.

[EDDiE]

Offтопик:

Производители интегральных схем не выпускают свою продукцию "в никуда", а учитывают что они должны быть запаяны, если в ДШ не утверждается иного.

уточнение - указывают t пайки и макс время пайки контакта

[Xameleon]

В вашей ТДА все резисторы на одном кристалле и ползут более-менее в одну строну..

Offтопик:
не удержался

[Tralfamadorin]

В вашей ТДА все резисторы на одном кристалле и ползут более-менее в одну строну.

И медленно выползают около ножки EXIT.

[eclipsevl]

И медленно выползают около ножки EXIT.

Именно поэтому, кстати, ни у одной ИС ножка EXIT не выводится наружу. Ее всегда wirebond*ят на пэд Entrance.
True story.

[i.overko]

В вашей ТДА все резисторы на одном кристалле и ползут более-менее в одну строну.

В 1541 насколько помню нет никаких резисторов, и активные и пассивные делители там на транзисторах, но стоит проверить по первоисточнику, когда то тут на форуме Сергей Агеев выкладывал статью про 1541.

---------- Сообщение добавлено 17:28 ---------- Предыдущее сообщение было 17:24 ----------

округляется для ЦАП до 16 бит с треугольным дизерингом 1мзр.

почему не Noise Shaping?

---------- Сообщение добавлено 17:31 ---------- Предыдущее сообщение было 17:28 ----------

Ещё pre-ringing filter можно было бы засунуть в ЦФ, для коррекции звона АЦП и ЦАП, как у Назара Штыбеля в FIR DAC UDA1334 и в VST плагине Thimeo stereo tool (Repair - Delossifier - Pre-ringing killer).

Вы что-то напутали, у меня был на прослушке фирдакмикро и там ничего подобного нету, описанное есть в "фокусе", кстати весьма уникальный по звуку аппарат.

---------- Сообщение добавлено 17:33 ---------- Предыдущее сообщение было 17:31 ----------

http://www.audio-perfection.com/foru...ad.php?tid=608

[Furious_Dima]

i.overko, в 1541 из-за того что микросхема стерео всего 3 ДЕМ ячейки на канал, остальное рязряды на резистивной матрице в отличии от tda1540, у которой дем ячеек аж целых 5 на мой слух у 1540 более правильный и точный характер звучания, одновременно и более аналоговый, ложится на уши как не нечто диссонирующее и противоестественное в отличии от других цап.