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

[Игорь Гапонов]

i.overko, в 1541 из-за того что микросхема стерео всего 3 ДЕМ ячейки на канал, остальное рязряды на резистивной матрице в отличии от .

там "многоэммитерная" матрица, а не резистивная

[Furious_Dima]

там "многоэммитерная" матрица, а не резистивная

[Xameleon]

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.

С ЦФ битва была 1541 vs 1540 ?
и какой, сколько х?

я 1540 не слышал ни разу.

[Игорь Гапонов]

То самый "пассивдевайдер" на самом деле есть токовый делитель на многоэммитерных транзисторах. Проверено электроникой. и историческими исследованиями (см. статьи самого Ван дер Плэше)

[Эзотехник]

а твоя очередная бредятина. Не надоело?

Не хами, начинающий, а просвещайся.
http://www.petelin.ru/vsmag/12bit/12bit.htm
Вот DR аудиозаписи:


---------- Сообщение добавлено 22:22 ---------- Предыдущее сообщение было 22:21 ----------

токовый делитель на многоэммитерных транзисторах

и он обошёлся без точных резисторов и не "разъезжается" от старости?

[Furious_Dima]

Offтопик:
Xameleon, c ЦФ софтовым x4 (1540 больше не может) и без. в обоих случаях в пользу tda1540.

---------- Сообщение добавлено 23:50 ---------- Предыдущее сообщение было 23:48 ----------

Offтопик:
Эзотехник, вам, батенька, нужно резисторы как картриджи в принтере менять.

[Эзотехник]

нужно резисторы как картриджи в принтере менять.

Таблицу коррекции в FPGA - проще.
Как-то так: http://dpnc.unige.ch/ams/ams_beta/Me...meet06oc24.pdf

[tomtit]

почему не Noise Shaping?

А действительно почему бы не попробовать?
Теоретически в этом нужды нет. SNR в 100дБ для аудио уже избыточен.
Вон сколько апологетов LP и магнитофонов развелось, там и того нет в помине.
Посидел вечерок, прикрутил NS 3-го порядка, дающий +12дБ SNR в диапазоне 0-40Кгц,
что эквивалентно прибавке 2 бит.
Слушал пару часов - никакой разницы, наверное со слухом проблемы .

[Furious_Dima]

tomtit, на виниле достижим SNR в 130дб это раз
а два, для винила практически без исключений мастеринг отличается по динамическому диапазону от CD в лучшую сторону.
И всё это на фоне того, что с понижением уровня искажения на виниле падают, а на tda1541 растут пропорционально снижению сигнала и на -20дб 1541 уже выдаст 0.01-0.02% thd

[sia_2]

tomtit, на виниле достижим SNR в 130дб это раз
а два, для винила практически без исключений мастеринг отличается по динамическому диапазону от CD в лучшую сторону.
И всё это на фоне того, что с понижением уровня искажения на виниле падают, а на tda1541 растут пропорционально снижению сигнала и на -20дб 1541 уже выдаст 0.01-0.02% thd

Offтопик:
у, как всё запущено. "а мужики-то и не знают"

[Furious_Dima]

sia_2, в чем ошибаюсь?

[sia_2]

Offтопик:
1) SNR на виниле больше ~75...80 дБ даже в лабораторных условиях (абсолютно новая пластинка с металлического мастера) не бывает. Конечно, можно dbx прикрутить, но это очковтирательство.
2) THD (SFDR) с разрядностью, строго говоря, никак не связан. Связан SNR. Что же касается искажений, исправный ЦАП как устройство при уровне -20 дБ обеспечивает как минимум -100 дБ, а как правило, ещё меньше. Даже в том случае, если собственно ЦАП 16-битный, при условии, что математика ЦФ правильно сделана.
3) мастеринг для винила и CD - действительно разный. Но для винила он вызван техническими ограничениями, а для CD - исключительно маркетинговыми. Примеры неизуродованных CD есть, особенно много их было, когда формат только появился, но практика показала, что ширнармассам записи с близким к естественному динамическим диапазоном нравятся гораздо меньше, чем "колбаса". Поэтому сейчас найти нормальный мастеринг гораздо легче среди SACD или хайреза. Но удачные диски бывают весьма недешевы, $100-150 не предел.

[Pengozoid]

в чем ошибаюсь?

Тепловой шум резистора 50 Ом (на входе фонокорректора, например) в полосе 20 КГц около -138 dBV. Предположим, что максимальный уровень сигнала с головки звукоснимателя 100 мВ (!), т.е. -20 dBV. Все равно не получается 130 дБ. Чтобы получилось 130 дБ уровень сигнала с головки должен быть 400 мВ при условии полного отсутствия других источников шумов.

Если взять более правдоподобный уровень сигнала в 0.45 мВ, то получается "идеальный ДД относительно резистора 50 Ом" в 71 дБ. Ну вот и получается, что если взять уровень повыше, предусилитель (т.е. фонокорректор) с шумом поменьше, то, может, и натянутся упомянутые 75-80.

А вот откуда 130 возьмутся, а главное каким образом, мне даже очень интересно.

[Furious_Dima]

sia_2, так вы говорите за носитель, а на cd какой уровень ДД? Ни о каких 70-80 там речи не идёт.

[Игорь Гапонов]

Offтопик:
1) SNR на виниле больше ~75...80 дБ даже в лабораторных условиях (абсолютно новая пластинка с металлического мастера) не бывает.

Offтопик:

Скрытый текст

Вроде как -80...-85дБ на первичном носителе (лаковый или медный диск). Однако, это относительно стандартного уровня колебательной скорости на "средних" диаметрах записи. Рекордеры+ножи и первичные лаковые носители для них выдерживают (выдерживали в 70-х) перегрузы до 20-30дБ (переменный шаг записи) с малыми и очень "мягкими-аналоговыми" НИ - Кг 0,1% (например, одна из первых пластинок с полностью цифровым мастерингом Пэшн, Грэйс энд Фаер гитарного трио Маклафлин-Димеола- Люсия , Филипс, 1983 https://en.wikipedia.org/wiki/Passion,_Grace_and_Fire , имеет время звучания с одной стороны менее 16 минут, но "допустимая площадь" почти вся занята из-за очень большого переменного шага записи) . Так, что 110-115дБ не фантастика (135, конечно перебор , в указанной выше пластинке тоже не 100дБ, но динамика из всех, что слышал просто феноменальная, оригинал LP в моей коллекции) . Вообще, система аналоговой механической ГЗ - самая лучшая по ДД из аналоговых, реализованных промышленно. Но потенции на конечном носителе (серийная пластинка) реализованы далеко не полностью. Напомню, что и развитие пластмасс для носителей и их "оперативная упаковка"(например, применение пылезащитных боксов как на магнитных гибких дисках) как и развитие самого процесса производства вообще остановились в конце 70-х (последний писк как известно - медные первичные носители в DMM системе). Параллельно и аналоговая МЗ на лентах упала

[свернуть]

[Furious_Dima]

Pengozoid, я хоть где-то упомянул шумы вносимые корректором? Я говорю за возможности винила, как источника. А уж что вы дальше сделаете, это ваше дело.

[Михаил45]

Ты говоиишь не за возможности винила, а глупости просто. Скуку не разводи...

[Alex]

на виниле достижим SNR в 130дб это раз

Это шнобелевка, сразу!
Как и Вале за -200!

[Furious_Dima]

Это шнобелевка, сразу!
Как и Вале за -200!

Ну ошибся на 20дб
https://forum.vegalab.ru/showthread....l=1#post174159

[i.overko]

у 1540 более правильный и точный характер звучания, одновременно и более аналоговый

согласен, 1540 еще большее "бабушкино радио"

Теоретически в этом нужды нет. SNR в 100дБ для аудио уже избыточен.

конечно, ухо уже ничего не услышит на таком уровне

Посидел вечерок, прикрутил NS 3-го порядка, дающий +12дБ SNR в диапазоне 0-40Кгц,

а в 0-20к сколько получилось?

tomtit, на виниле достижим SNR в 130дб это раз

Вы немножко ошиблись, всего в где то тысячу раз. Даже если отбросить все ограничивающие факторы, оставив только ограничения картриджа то если взять скажем популярный МЦ (ММ не стоит рассматривать в связи с совсем никудышным качество звука) Denon DL103 то плотность его теплового шума (40ом внутреннее сопротивление) будет 0,8нВ/Гц, что даст в полосе 20-20к шум с уровнем 0,12мкВ, что относительно его выходного напряжения в 0,3мВ даст отношение с/ш в 68дб

а на cd какой уровень ДД?

зависит от записи, теоретически с корректным дизерингом с/ш будет гдето в 95дб, с Noise shaping на СЧ до 120дб