Реанимация студийного АЦП/ЦАП Digidesign 888/24

[shura1959]

Описание аппарата

Описание аппарата Digidesign 888/24: аппарат 96гв, 8каналов ЦАП/АЦП, предназначен для студийной работы в системе Протулз (есть разъём), но посредством внутренних перемычек можно работать и в автономном режиме. Есть вход/выход SPDIF, включается перемычкой на плате, работает только с 1-2 каналами.
Ходят слухи (сам не проверял), что более ранний прибор без добавки в названии «24» работает только с Протулз, но звучит лучше данного.
Элементная база произвела весьма приятное впечатление:
Плёночные конденсаторы Wima 1мкФ, 63В.
АЦП. (Каждый канал из 8-ми) на входе АЦП диф усилитель INA137 BB (интересная особенность- на входе нет разделительных ёмкостей, и вообще никакой защиты), далее ОУ NE5532 Philips, затем РГ, потом ОУ AD826, затем ОУ LF353, потом АЦП CS5394, мсх SPDIF/AES_EBU CS8402.
ЦАП.После цифры м-схема ЦАП CS4390, затем ОУ LF353, ОУ OPA134, и м-схема балансного выхода DRV134 ВВ.
Опорный генератор (клок). Кварцы Ecliptek 1427МГц (44,1 кГц) и 1548МГц (48кГц).
Блок питания импульсный, +15,-15, +5 Вольт. Стабилизатор аналогового питания АЦП L7805 ST ТО220.
Цифровой интерфейс. CS8412 - SPDIF AES Resiver, CS8402 - SPDIF AES Transmitter

[свернуть]

Если будет интерес, выложу больше фотографий прибора.

Уважаемы коллеги. Приобрёл недавно данный аппарат за недорого. Прибор оказался частично не рабочим: в АЦП полноценно функционирует только один канал из восьми,три - пока не понятно, и четыре (1-2,7-8 работают «с треском» (220Гц, фото ДИги возбуд) . Некоторая предварительная диагностика трещащих каналов привела к микросхеме АЦП CS5394.
Поскольку аппарат 1996 года выпуска, то пало подозрение на электролиты. Работа велась с 7-8 каналом, мс-хема АЦП - двухканальная, и трещат оба канала. Был заменён электролит 10мкФ в питании цифровой части с алюминиевого на танталовый (см. фото АЦП).
Оба канала заработали исправно, но недолго: после прогрева (а греются мсх АЦП неплохо) неисправность вернулась. Но появился эффект «указующего перста» - при внесении указательного пальца в ближайшее поле м-схемы АЦП возбуд (похоже на то) плавно прекращался, и всё снова звучало нормально.
После этого были заменены все электролиты в обвеске данной мсх-емы АЦП, но безрезультатно, картина осталась прежней.
К слову – каналы 1-2 также трещат ( пока в них ничего не трогал), но без эффекта «указующего перста».
Схему включения АЦП точно не знаю, могу добавить, что ко 2-й ножке мсх-емы VCOM подключены входы одной из микросхем ОУ LF353. Сервис мануал не нашёл.

Хочу спросить: куда глядеть, что ещё можно сделать?

[Дмитрий Косачев]

Как-то не похоже на возбуд, как мне кажется. Больше похоже на проблемы с питанием (на осциллограмме пики в районе максимумов-минимумов).

[shura1959]

Осцилл (Fверхн. 10 МГц) в питании ничего не выявляет, питание общее на все каналы. Три других канала имеют искажения, но другого плана, один работает исправно.

[zoog]

Прогревать пробовали? Также можно перекидывать м/с из рабочего канала для локализации)

[shura1959]

Прогревать пробовали

Пока не могу сообразить, что это даст, какую то бы гипотезу надо придумать.

Также можно перекидывать м/с из рабочего канала для локализации)

В свете описанного поведения тоже думаю, неужели 3 м-схемы сразу сдохли?

Добавлю пару даташитов.
CS8401A-CP_to_CS8402A-IS.pdf
CS4390.pdf

[zoog]

Нарушение пайки м.б. или глюк самих АЦП. Если есть под рукой фен, то почему бы и не локализовать проблему?

[shura1959]

Нарушение пайки м.б. или глюк самих АЦП

Не могу предположить, как на нарушение пайки или глюк м-схем влияет привнесение пальца.

[zoog]

А как замена электролита с пальцем соотносится - можете?)
При висящем кмоп-входе стат наводки таки будут влиять в теории.

[shura1959]

А как замена электролита с пальцем соотносится - можете?)

Думаю, с заменой электролита могли измениться параметры контура генерации.

При висящем кмоп-входе стат наводки таки будут влиять в теории.

Они влияют на практике даже больше чем в теории (25 лет проработал на разработке КМОП микросхем, КМОП-"мир полон чудес"), привнесение щупа осциллографа на висячий вход обычно меняет картину неисправности, в данном случае пока этого не наблюдаю, ... хотя есть смысл перепроверить, попробую...

похоже на проблемы с питанием

Поразмышлял "на досуге" над Вашей гипотезой, перепроверю ещё раз.

[poddel]

Блок питания импульсный, +15,-15, +5 Вольт. Стабилизатор аналогового питания АЦП L7805 ST ТО220.
Поскольку аппарат 1996 года выпуска, то пало подозрение на электролиты. Работа велась с 7-8 каналом, мс-хема АЦП - двухканальная, и трещат оба канала. Был заменён электролит 10мкФ в питании цифровой части с алюминиевого на танталовый.
Оба канала заработали исправно, но недолго: после прогрева (а греются мсх АЦП неплохо) неисправность вернулась.

Вот посмотрел бы пристальнее на питание в момент включения в части последовательности подачи питания на АЦП. По обрывку даташита - сначала должно быть подано цифровое, затем - аналоговое.

[shura1959]

сначала должно быть подано цифровое, затем - аналоговое.

Спасибо, попробую каким-нибудь образом, осцилл однолучевой только.

[poddel]

Спасибо, попробую каким-нибудь образом, осцилл однолучевой только.

Многоканальный осциллограф - тоже вариант. Но можно и внешние источники задействовать. И формировать последовательность подключения как угодно.

[Семен Х.]

Там реально на 1427 и 1548 мегагерц тактовые генераторы?

[Дмитрий Косачев]

Поразмышлял "на досуге" над Вашей гипотезой, перепроверю ещё раз.

Для начала измерьте ESR уже снятых конденсаторов. Если оно в норме, то я бы грешил на конденсаторы обвязки линейного стаба (в корпусе TO-220 на радиаторе, если это он).
P.S. Еще у этой платы есть одна очень большая проблема - незащищенные переходные отверстия. Со временем медь в них могла окислиться и где-то мог начать теряться контакт между слоями.

[shura1959]

Но можно и внешние источники задействовать. И формировать последовательность подключения как угодно.

Угу, спасибо, оставлю идею в очереди, пока другие проверю.

измерьте ESR уже снятых конденсаторов.

Честно говоря, прибора для измерений нет, а стенд сочинять не очень охота.
Тем более, что Вы оказались совершенно правы в плане проверить питание, и логика мне ведь тоже подсказывала: раз стало лучше от замены кондёра по питанию цифры, то туда надо и смотреть. Я просто покрутил вокруг оси общий конденсатор питания цифры, видимо, контакт стал получше, и 7-8 канал уже работают пол часа (раньше 2 минуты и всё). 1-2, 5-6 пока трещат, присоединение электролита в 1000мкФ к цепи питания цифры меняет картину треска, похоже этим и нужно заняться.

грешил на конденсаторы обвязки линейного стаба (в корпусе TO-220 на радиаторе, если это он).

Да, это он, только у него на выходе +5В нет общего электролита, только керамика.

---------- Сообщение добавлено 22:15 ---------- Предыдущее сообщение было 20:20 ----------

Там реально на 1427 и 1548 мегагерц тактовые генераторы?

Ага, т.е. коэффициент деления получается 32 с хвостиком, а для хвостика ещё и подстроечная ёмкость есть (на картинке) .


---------- Сообщение добавлено 22:51 ---------- Предыдущее сообщение было 22:15 ----------

сначала должно быть подано цифровое, затем - аналоговое.

В разделе пдф-ки про питание Grounding and Power Supply Decoupling такой фразы не нашёл, хотя эта рекомендация по идее является защитой от защёлкивания. Есть рекомендации аналоговое питание цеплять к чистому питанию, а цифру можно к общему 5В системы, или в крайнем случае через феррит или катушку к аналоговому, и напряжение VA рекомендуется на 0, 4В больше VD, это также от защёлкивания.

[shura1959]

Думал, не буду вспоминать молодость, а пришлось (с моими приборами только АЦП и починять…).

Методом научного тыка («указующего перста», см. выше) установлено что неисправностью является сбой синхронизации частот (назовём это так, видимо, из-за несовпадения фронтов) serial data clock- SCLK, 2.822 МГц нога 14, и the left/right clock- LRCK нога 13, 44.1 кГц (в данном случае, или может быть 3,072МГЦ и 48 кГц) . При касании щупом осцилла или мультиметра цепи связанно с 14 ножкой м/схемы АЦП искажения исчезали, и звук становился вполне вменямым.

Щуп был заменён на конденсатор 120 пф относительно цифровой земли DGND (попробовал несколько ёмкостей от 6пФ до 1000 пФ, остановился на 120 пФ, C1 выделен красным, см. картинку).

Данная неисправность проявляется на 3-х микросхемах (6 каналов), и
есть вопрос – в чём всё же может быть причина? Пока всё работает, прогревал 3-4 часа, сбои иногда проскакивают: на прилагаемой к моей звуковушке RME DIGI96 PCI есть некоторая измериловка, на ней есть вкладка контроля правильности бит-формата и шумов, некоторые старшие биты изредка проскакивают красным. Эти сигналы идут с основного контроллера, дорожки имеют нулевое сопротивление, может в нём чего не так?

[shura1959]

Для придания решению вопроса большей уверенности, проделал некоторые измерения 1-2 каналов АЦП (думаю, дойдут руки и до ЦАП). В измерениях участвовала PCI звуковая карта RME DIGI96 PST.

Немного повозился с подключением ЦАП 888-й к RME по AES/EBU. У RME выход 75-омный, у 888-й вход 110-омный, даже с коротким 75-Ом кабелем ЦАП не работал. Изготовил простенький широко известный транс: Мю 2000-10000, с 75-омной стороны 11витков, с 110-омной 14витков. Всё заработало. Звук с ЦАП-а я послушал ещё раньше (по SPDIF всё работало), звук весьма себе ничегошный)))).

Не смог подключить 888-й по цифре в режиме «полный дуплекс», т.е. подать с RME по AES сигнал на ЦАП, с ЦАП-а по аналогу к АЦП, оттуда по AES в RME. 888-я работала либо как ЦАП, либо как АЦП. Посему измерения провёл с аналогового выхода RME на вход АЦП, с него по AES/EBU на вход RME. Измерил собственный шум АЦП, на графике он с подключенным ко входу АЦП выходом RME.

Следует иметь ввиду, что каналы АЦП 888 откалиброваны под -18дБ хедрума, а с RME сигнал шёл по максимуму, и в сумме получилось -16дБ, поэтому надо эти 16дБ вычитать из имеющихся значений гармоник и шумов.

На первой картинке: спектр сигнала 1 кГц, сформированный в редакторе WaveLab. Уровень всяких искажений менее -120дБ.
На второй картинке: спектр этого же сигнала 1 кГц, записанный RME «самой на себя», то бишь, с её выхода на её же вход. Уровень 2-й гармоники -95дБ, 3-й -105дБ.
На третьей картинке: спектр собственного шума АЦП с открытым входом. Снимок со спектрометра, прилагаемого к RME; всем хорош спектрометр, 30 полос, только добротность 5, маловато для измерений, но он и предназначен для звукрежей. Уровень собственных шумов АЦП 888 меньше -110дБ.
На четвёртой картинке: спектр этого же сигнала 1 кГц, записанный с аналогового выхода RME на вход АЦП 888. Вот это самое интересное, и уровень 3-й гармоники составляет -102дБ, вполне годится для моих скромных задач.))))
На пятой картинке окно статистики битов для контроля правильности цифровых форматов, и уровень шумов канала.

[zoog]

Совет из разряда "попинать шины" - питание м/с не пробовали шунтировать смд 0,1+1,0мкФ?

Offтопик:

Уровень собственных шумов АЦП 888 меньше -110дБ.

В 1й полосе, сумарно будет в разы хуже.

[shura1959]

Совет из разряда "попинать шины" - питание м/с не пробовали шунтировать смд 0,1+1,0мкФ?

Можно попробовать, Вы предлагаете общее питание зашунтировать или поближе к контроллеру конкретно?

В 1й полосе, сумарно будет в разы хуже.

Что понимается под первой полосой?
То, что в конце концов будет хуже, я догадываюсь.))))

[zoog]

Прямо на ножках.
Одна полоса анализатора - это 1/30я чать всего диапазона. Общие СКЗ шумы будут больше пропорционально числу полос.