board_xc7a100_v10

[demon_rt]

Решил создать отдельную ветку.

При эксплуатации первой версии ЦАП board https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=83083 на базе Virtex 4 били выявлены некоторые недостатки:

- Очень сильный нагрев ПЛИС и как следствие всего устройства, в силу примененного старого семейства с большим потреблением.

- Применение программируемого генератора Si570 сильно усложняло проект ПЛИС в из-за реализации конечного автомата программирования, тем самым снижалась общая надежность устройства при переходах между разными Fs. Также параметры фазового шума и точности настройки данного синтезатора уступают константным генераторам с фиксированной частотой.

- Не хватало полной гальванической развязки между цифрой и аналогом.

Ну и еще пару мелких недочетов подвигли на разработку нового устройства.



ТЗ:

- Питание от внешнего импульсного преобразователя постоянного тока, напряжением +12 В.

- Общее потребление устройства с установленными модулями ЦАП в районе 10 Вт.

- Все элементы должны находиться на одной двухслойной плате, за исключением двух модулей ЦАП.

- Цифровые входы: SPDIF OPt, SPDIF COAX, USB

- Аналоговый выходы: RCA, Phone

- Применение современной ПЛИС с малым потреблением и достаточным количеством блоков DSP для обработки.

- Полная гальваническая развязка по питанию и сигнальным линиям между цифровым и аналоговым трактами.

- Реализация USB на процессоре Atmel (с возможностью использования драйверов от аманеро)

- Аттенюатор на реле.

- Применение генераторов аналогового тракта с низким фазовым шумом

- Наличие энергонезависимой ПЗУ для хранения настроек (уровень аттенюатора, селектор вх. вых. и др)

- Интегрированный усилитель для наушников на мощных буферах ( очень хорошо показали себя LM49600 в прошлой версии)

- Защита по DC в усилителе для наушников

- Все управление одним энкодером

- Поддержка управления через инфракрасный ПДУ

- Поддержка VFD дисплея 16х112 точек и реализация графического контроллера в ПЛИС

- Реализация в ПЛИС ЦФ 2048 отвода, 32 бита. и коэффициентами интерполяции х1,х2,х4,х8

Схема:



Внешний вид:

[lionel]

Да, в direct DSD режиме у них аналоговый FIR.
Примерно так же, как у DSD1700, только источниками тока.

Получается что схема из даташита 1792 описывает только PCM выходы, а к DSD воспроизведению она не имеет отношения?

[sia_2]

Получается что схема из даташита 1792 описывает только PCM выходы, а к DSD воспроизведению она не имеет отношения?

Да. DSD Direct mode - работает как AFIR источниками тока, напрямую безо всяких сигма-дельта модуляторов.

[tomtit]

Дело скорее не в чистоте сигнала, триггер между фронтами клока обеспечивает константное состояние на выходе. А вот с обеспечением референсного напряжения фиксированного уровня есть проблема. Судя по документации есть некое небольшое окно в пределах которого будет гулять уровень. В промышленно изготовленных ЦАП, на сколько мне известно, эта проблема решается применением токовых зеркал.

А кого интересует в аудио стабильная опора ?
Нужна малошумящая, стабильность роли не играет.
Я могу согласиться что прямое пролезание клока может быть уменьшено при буферизации.
Насчет драйверов затвора тоже все неоднозначно, там другие грабли.

[lionel]

А чем плоха эта схема из MT-015?

[demon_rt]

Изготовили вот таких красавцев. Будем пробовать...

[demon_rt]

- Установлены генераторы
- Установлен медный игольчатый радиатор для ПЛИС, попробуем обойтись без принудительного охлаждения.
- Так же пришел радиатор для аналогового преобразователя.

[demon_rt]

Измерения проводились на ESI Juli@ без режектора. Источник цифровых тестовых потоков всем известные test_audiomaniac заводились по USB

[maxssau]

Почему такой высокий уровень thd+n? Juli@ может сильно лучше или это тестовые треки с таким уровнем?

[demon_rt]

Почему такой высокий уровень thd+n?

Я так и не понял как эта программа измеряет уровень шума..

---------- Сообщение добавлено 11:54 ---------- Предыдущее сообщение было 11:50 ----------

А вообщем данные тестовые треки имеют разрядность 16 бит с соответствующим динамическим диапазоном, это видно по горбу шумовой дорожки после 20 Кгц

[maxssau]

Это же arta? В ней вроде есть встроенный генератор

[demon_rt]

Это же arta?

Да

В ней вроде есть встроенный генератор

Есть, и в моем FPGA есть интегрированный DDS на 24 разряда.
Просто хотел проверить именно на этих треках для наглядности

[maxssau]

Offтопик:

В Вашем случае скорее всего ограничится возможностью самой juli@
Я лучше 114 дб не получал на этой карточке

[demon_rt]

Я лучше 114 дб не получал на этой карточке

Так это мягко говоря не плохие параметры, вот для примера инструментальный АЦП LTC2378IDE-20

[ViktKors]

Измерения

А как получились такие палки от 20 кГц? Никогда такого не видел. Или это какой-то специальный сигнал, какой?

Судя по джиттеру, USB тоже идет через СПДИФ с восстановлением клока. Чем обусловлено такое решение?

---------- Сообщение добавлено 10:32 ---------- Предыдущее сообщение было 10:29 ----------

Почему такой высокий уровень thd+n?

Это шум. И ничего другого в нормальном случае от 16 бит ожидать нельзя, ~ -90 дБ это и есть типовой дизеринг.

[demon_rt]

А как получились такие палки от 20 кГц?

Это такой тестовый сигнал, не ровно 20 а с копейками не кратными Fs

[ViktKors]

для примера инструментальный АЦП LTC2378IDE-20

Это совсем некорректный пример. LTC2378IDE - это SAR АЦП, он для аудиоизмерений не подходит по своему принципу работы.

---------- Сообщение добавлено 10:34 ---------- Предыдущее сообщение было 10:33 ----------

Это такой тестовый сигнал, не ровно 20 а с копейками не кратными Fs

Да пускай не ровно 20 кГц, палки-заросли откуда?
Ну или (если так и было задумано) зачем они такие, в чем цель?

Т.е., как и в вопросе про USB, это такая фича, или это такой баг?

[demon_rt]

он для аудиоизмерений не подходит по своему принципу работы

От чего это он не подходит для аудиоизмерений?

Да пускай не ровно 20 кГц, палки-заросли откуда?

Они уже присутствуют в цифровом виде

[ViktKors]

От чего это он не подходит для аудиоизмерений?

Потому что он SAR (устройство с принципиально ненулевой дифф нелинейностью), и не получится нормально залезть на пару-тройку десятков дБ под LSB (чтоб посмотреть как раз туда, где нехорошие ЦАПы обычно косячат).
Для дельта-сигмы это настолько не вопрос, что (при 24 битах) вполне можно пожертвовать разрядом-другим сверху в угоду интегральной линейности.

Они уже присутствуют в цифровом виде

Странно.
1 кГц там вроде как нормально сделан, а 20 кГц с косяками? Оно конечно может быть.. Емнип. кто-то говорил, что у него и джиттер-тест "щадящий", не дает косякам вылезти в полный рост, но джиттер тест явно делался иначе чем синусы.
А нельзя как-то выложить сюда этот сигнал? а то гугл дает только ссылку на пост в социальную сеть, где нужна авторизация, а регистрироваться ради такого, нет никакого желания.

[demon_rt]

Странно.
1 кГц там вроде как нормально сделан, а 20 кГц с косяками?

Может так задумано?)))

у него и джиттер-тест "щадящий"

А есть не щадящий?

А нельзя как-то выложить сюда этот сигнал?

https://yadi.sk/d/oS0u-HY42IfwkA

---------- Сообщение добавлено 14:12 ---------- Предыдущее сообщение было 13:58 ----------

Потому что он SAR (устройство с принципиально ненулевой дифф нелинейностью)

Не так уж все плохо


---------- Сообщение добавлено 14:43 ---------- Предыдущее сообщение было 14:12 ----------

Судя по джиттеру,

Как определили уровень джиттера?

USB тоже идет через СПДИФ с восстановлением клока.

Нет не через SPDIF.
С CPU на частоте от генератора ЦАП.

SPDIF к слову так же идет с переходом в частотный домен ЦАП на FIFO

[ViktKors]

А есть не щадящий?

Я выкладывал 24 бита. 16-тные нужно поискать, вечером выложу.
Но 24 бита конечно намного удобнее потому как нет мешающего забора, а все проявления - как на ладони.

https://yadi.sk/d/oS0u-HY42IfwkA

Спасибо большое.
Вечером посмотрю.

Не так уж все плохо

по меркам SAR конечно говорить не о чем.
Но реально получается, что все, что делают 24 битные аудио ЦАП по уровню своего LSB, не рассмотреть никак.

---------- Сообщение добавлено 12:48 ---------- Предыдущее сообщение было 12:46 ----------

Как определили уровень джиттера?

А чего его определять - на фоне "забора" там куча левых палок, которых быть не должно. Это же и есть способ использования данного теста - смотреть на "левые" палки. Потому 24 битный и удобнее - там только "левые палки", а забора нет, ну или если есть - это значит, что забор тоже "левый".

Без понятия, конечно может быть, что в данном случае это особенности работы ЦА-преобразователя, но в типичном случае плохой клок выглядит именно так.