Теория SPDIF, I2S или как все это это работает

[freaky]

Здавствуйте, уважаемые форумчане. Помогите, пожалуйста, осозность матчасть. Много где чего читал, вроде общую картину понимаю, но непонимание деталей не дает сложиться пазлу в голове. Буду очень признателен за объяснения и даже просто за ссылки на материалы, которые помогут мне! Ниже изложу свое понимание. Прошу прощения, если где-то будет написан бред.

Итак! Представим схему: ПК - взуковая карта со SPDIF выходом - SPDIF ресивер (например DIR9001) - ЦАП (например PCM5102). Что такое PCM, частота дискретихации и разрядность я понимаю.

Так вот имеет у нас на ПК несколько разных аудиофайлов с разной частотой дискретизации и разрядностью. В настройках аудиокарты мы так же можем поставить частоту дискретизации и разрядность. И тут возникоет вопрос: что при этом происходит на выходе SPDIF? Предполагаю, что где-то на уровне драйвера происходит программный пересчет (ресемплинг) частоты и разрядности и на выходе получаем всегда одинаковую частоту и разрядность, установленную в настройках аудиокарты вне зависимости от того, какой файл мы будем слушать. Далее наша звуковая карта преобразует наш цифровой аудио сигнал в какую-то последовательность импульсов SPDIF стандарта передачи.

Далее у нас стоит SPDIF приемник и ЦАП, который принимает сигнал по I2S. Для работы I2S нужно 3 сигнала: data - поток данных обоих каналов, bclk - тактовые импульсы, по которым происходит распознавание значений на data линии, lrck - сигнал, по которуму ЦАП распознает для какого канала передаются данные. Пока все понятно. Но тут появляется mclk... Основная тактовая частота. Т.е. частота на которой должен работать сам ЦАП, должна быть выше частоты сэмплирования и кратна ей. И тут уже не совсем понятно. Допустим есть сигнал 48 КГц 16 бит, значит кто-то (предположительно SPDIF приемник) должен умножить эту частоту (где-то читал минимум на 2) и отправить на mclk нашего ЦАПА? Допустим этот так, наш SPDIF сформировал mclk 96 КГц, сформировал bclk - который должен быть кратный и синхронный с mclk, так же он сформировал data и lrck. Все поет и радует ухо. Но как тогда у меня PCM5102 работает без mclk? Я просто беру три сигнала с USB to I2S и все работает. В чем тогда смысл этого mclk?

Так же не могу понять по поводу "восстановленного" и "сгенерированного" mclk. У нас в цепочке должно все работать на одной либо кратной частоте. Т.е. прилетел нам сигнал по SPDIF на ресивер и он ведь должен работать на одной частоте со звуковой картой? Логично, что SPDIF ресивер должен как-то определить частоту по сигналу и синхронизироваться по этому же сигналу, а потом посчитать и отправить mclk на ЦАП. Если бы так все было то понятно - частота задается передающей звуковухой и все остальные синхронизируются с ней. Но ведь ставят еще и генераторы какие-то (хотя в большинстве схем их нет)... Вот как? Та же DIR9001 может работать от внешнего генератора. Т.е. мы подключаем наш SPDIF ресивер и ЦАП к одному генератору, работают они на кратной частоте, а как же сигнал на входе SPDIF? Он же должен быть как-то синхронизирован с остальными участниками.
Прошу не ругаться сильно ) ЦАПостроение только начал изучать.

[viakon]

Если вместо FIFO буфера поставить ASRC (оба порта слэйв), то ухудшение качества будет гораздо меньше, чем при переходе с ленты на компакт кассеты. И ничего, человечество слушало. И тут 99% не заметит разницы.
Насчет MCLK, вот грабли, что дали мне по лбу. https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=76746. Спасибо форумчанам, помогли. Проблема была именно с MCLK.

[abonent007]

Если вместо FIFO буфера поставить ASRC (оба порта слэйв), то ухудшение качества будет гораздо меньше, чем при переходе с ленты на компакт кассеты.

Имхо ASRC хорошь только для одной частоты дискретизации, например как в тех Sony - из 44.1 перегонять в 44.1

[freaky]

Это всё для авто городится? Имхо буфер FIFO в авто будет несколько неоправданным наворотом

Ага) Собираю SQ систему. Я конечно не аудиофил, который "слышит" разницу в проводе за 100 р и за 5000 р, но хочется собрать что-то более менее качественное.

к Андроиду обычно можно, во всяком случае к телефонам прикрувивают.

Подскажите, пожалуйста, какое-нибудь покачественней и доступное решение USB to I2S.

А как обрабатывать предполагается, цифрокросс?

Имеете ввиду как я хочу обработать сигнал? Ну для начала конечно кроссовер, потом эквалайзер, для авто еще очень важны задержки. Ну и так по мелочи может еще что-то повешу.

---------- Сообщение добавлено 16:16 ---------- Предыдущее сообщение было 15:55 ----------

Сейчас нахожусь по работе в Шанхае, а тут с TaoBao доставка всего 2 дня. Накупил себе всякого барахла по мелочи. И вот попался мне такой вот девайс как фото. На Aliexpress 1200 р., а тут 400 р. Android to SPDIF. В комплекте USB OTG, коаксиальный кабель и USB кабель. Воткнул в телефон и сразу появился значек наушников, что меня несказанно порадовало. Включил музыку - тишина, значит вещает в SPDIF. Дома опробую. Вскрыл, а там CM108AH чип от C-Media, который имеет готовый выход SPDIF. Кто-нибудь в курсе насколько качественно это чудо будет вещать цифру?

[abonent007]

Собираю SQ систему. Я конечно не аудиофил, который "слышит" разницу в проводе за 100 р и за 5000 р, но хочется собрать что-то более менее качественное.

Наверное это в ветку про автозвук https://forum.vegalab.ru/forumdisplay.php?f=20

Вскрыл, а там CM108AH чип от C-Media, который имеет готовый выход SPDIF. Кто-нибудь в курсе насколько качественно это чудо будет вещать цифру?

На Ебее штуки с таким чипом от $2, целая звуковая карта 6-канальная. В описании - как замена встроенной комповой звуковухи https://www.ebay.com/itm/CM108-USB-D...YAAOSw2xRYaxqI

Output Input: 3.5mm green headphone jack, 3.5mm microphone jack
USB interface, plug and play, instead of traditional sound card (computer sound card is broken, can be a direct replacement)
Analog audio signals can be output to directly drive headphones or powered speakers

[Rondo]

некоторые ставят просто регистр, и тактируюбт его от своего клока. Что пр этом периодически roll-over

Ты имеешь ввиду что-то типа на АС574? А что это такое roll-over? И как надо,или оно вообще не надо,пересинхронизация? Применительно к мультибиту,ой,забыл,они же все...Ну в смысле о параллельном ЦАП спрашиваю.

И объясни пожалуйста разницу между асинхронным реклоком и асинхронным ресемплером,у них схожие задачи? Ну скажем,если сетка частот одна и формат,тот же 16\44?

[Alex]

Ты имеешь ввиду что-то типа на АС574?

Да.

А что это такое roll-over?

Это когда из-за разности тактовых частот исходного сигнала и тактовой реклока, происзодит переход на следующий импульс (или предыдущий, смотря какой знак у разности частот). т..е это сбой битперфектности, но поскольку разность частот весьма мала, то период сбоев достаточно большой и оно "почти не заметно".
Что лучше - решать пользователям. я для себя давно решил

И объясни пожалуйста разницу между асинхронным реклоком и асинхронным ресемплером,у них схожие задачи?

Задачи сходные, реализации разные. Реклок гораздо проще - просто регистр, ресемплер, это типа ЦФ. Например берется ASRC, на вход исходный сигнал, выход тактируется новым. ковертирования семплрейта не делается, они равны на входе и выходе.

[Rondo]

но поскольку разность частот весьма мала

А какую лучше выбирать частоту для реклока 16\44 -16.9344мгц или немного выше,не кратную?

Например берется ASRC, на вход исходный сигнал, выход тактируется новым. ковертирования семплрейта не делается, они равны на входе и выходе.

В 9023 при работе от СПДИФ и тактировании от отдельного генератора это оно и есть?

[Сухоруков Сергей]

А какую лучше выбирать частоту для реклока 16\44 -16.9344мгц или немного выше,не кратную?

Если речь про асинхронный реклок, то кратность не нужна (в этом и прелесть) и чем выше, тем лучше. На практике в пределах 30-50 МГц, выше не стоит: растут шумы и наводки.

[Alex]

В 9023 при работе от СПДИФ и тактировании от отдельного генератора это оно и есть?

Да, во многих ESS-овских ЦАПах, тоже самое и без спдифа (т.е. сигнал проходит ASRC).

На практике в пределах 30-50 МГц, выше не стоит: растут шумы и наводки.

А ESS90xx - 90-100MHz ставят, но там ASRC а не тупой реклок.

[Сухоруков Сергей]

90-100MHz ставят

Если там "он чип" реализация, так это другой коленкор, там и 100 МГц прокатит.

[Rondo]

С большего понятно,спасибо,друзья.

Так а "тупой реклок" почему-то нигде особо и не встречается в пром.иделиях.Больше в авторских или просто любительских конструкциях.Надо будет попробовать сравнить в одном ЦАП с ним и без.

[Alexey-Rus.]

Здравствуйте.
Есть линия SPDIF внутри автомобильной головы. Смотрю, что присутствует на SPDIF, когда включен режим радио или bluetooth, которые с SPDIF не связаны. Вижу такую картинку:

Будет ли DIR9001 при получении такого сигнала генерить мастерклок?
Суть в том, что я хочу с DIR9001 подать i2S на ADAU1701, которой требуется мастерклок. Но эта ADAU1701 будет принимать i2S сигнал только в режиме CD/USB, а в режиме bluetooth - через свой АЦП. Поэтому мне нужен клок с DIR9001, когда CD/USB выключены. Что в этом случае присутствует на SPDIF - на картинке выше.

[DrModd]

Кто-то пишет, что DIR9001 без буферизации вообще сущий мрак

Для доставки I2S к ADAU1701 и частотному разделению вполне достаточно, но желателен ресемплер.
Лучше использовать SRC4392 или аналогичные.