USB кабель D+ D- для преобразователя USB

[KirK]

Сделал USB кабель для Gustard u12.
На стороне ПК разъём с контактами. D+, D-. На стороне приемника D+, D- и экран. Землю и VCC отрезал на на обоих концах. Gustard заземлен отдельным проводом от земли на входе USB на землю iec320. Длина кабеля 1,8 м.
Таким образом, получилось изолировать gustard от "грязной" земли ПК и VCC.
Изменения в звуке нЕсколько озадачили. Высокие стали приглушёнными, трехмерная сцена частично пропала.
В чем может быть причина подобных изменений в звуке, ведь я фактически изолировал конвертер usb от помех ПК через кабель USB?

[KirK]

У USB (по крайней мере до USB3, который для аудио пока не релевантен) помимо дифференциального сигнала передачи данных есть еще и синфазный сигнал (когда и D+ и D- вместе дергаются относительно земли) для синхронизации источника и приемника, и других служебных дел.
Этот сигнал не очень быстрый (потому, например, в цепь "D+ и D-" можно поставить синфазник, чсх небольшой), но всему есть предел, вольности вроде соединения земель через сеть - это оверкилл.

Ну и выше сказано, даже есть передача пошла, не факт, что она пройдет без потерь данных, в условиях, когда потенциал D+ и D- синфазно пляшет с амплитудой помех относительно приемника, время от времени вылетая из допустимой области. Аудио поток гонится через USB без проверки корректности передачи, по принципу "передатчик данные выслал, дальше ваши проблемы". Так что нередко о сбоях в линии дифф передачи догадаться можно только инструментально или на слух, комп про это не подскажет.

То есть без "USB земли" никак не обойтись. Нужна ли линия VCC если конвертер имеет собственное питание, а 5V используется только для инициализации приемника? (VCC отрезан, +5 V взяты с платы конвертера).

---------- Сообщение добавлено 16:39 ---------- Предыдущее сообщение было 16:36 ----------

Ну, вообще-то им еще и земля нужна.

Именно "USB земля", из передатчика (ПК) в приемник (конвертер)? Общая земля конвертера не подойдет (например "минус" одного из кондесаторов) или земля на разъеме AES/EBU)?

[maxssau]

5V используется только для инициализации приемника?

так же используют для защиты от электростатики, смотрите схему включения USBLC6-2 https://static.chipdip.ru/lib/093/DOC001093117.pdf

[KirK]

так же используют для защиты от электростатики, смотрите схему включения USBLC6-2 https://static.chipdip.ru/lib/093/DOC001093117.pdf

Так там земля есть и экран. Разве они не защищают от статики?

[ViktKors]

То есть без "USB земли" никак не обойтись. Нужна ли линия VCC если конвертер имеет собственное питание, а 5V используется только для инициализации приемника? (VCC отрезан, +5 V взяты с платы конвертера).

Питание - по желанию.
Но нет какого-то особого смысла отрезать его в случае нормальной платы и схемы в аудиофильском смысле. Понятно, что в интернетах пишут и типа слышат разное.

Именно "USB земля", из передатчика (ПК) в приемник (конвертер)? Общая земля конвертера не подойдет (например "минус" одного из кондесаторов) или земля на разъеме AES/EBU)?

В USB "земля" - это еще и возвратный проводник для синфазного сигнала и кроме того (в некоторой степени) нужна для обеспечения равномерного волнового сопротивления линии. Т.е. земля должна идти рядом с сигнальными проводниками и площадь рамки между земляным проводником и сигнальным ("антенна") должна быть минимальной. Т.е. фактически все должно идти через USB разъем. То, что земля устройств может соединяться еще где-то помимо разъема (через сеть, другие коннекторы) - дело десятое, хотя и способное потенциально осложнить жизнь.

Вообще говоря, "Gustard u12" - это же преобразователь USB во .. во что? Не очень понятно назначение устройства (если исключить получение прибыли)
Если в Тослинк или коаксиальный СПДИФ - то любая звуковая карта (в том числе встроенная) с кварцами на обе сетки (44.1 и 48 кГц) справится не хуже. Оптика дает идеальную развязку, трансы в коаксиальном СПДИФ - неплохую.
"0.0..0 ppm" кварцы - чистый понт, поскольку в СПДИФ приемнике всегда генерируется ("восстанавливается) свой клок, причем даже не на кварце, какие уж тут "пипиэмы".

Если Gustard используется чтоб перегнать USB в I2S, то он принципиально не выполняет задачи развязки от компа, поскольку I2S выдает клок на ЦАП, а это значит, что любая развязка после Gustard-а изуродует клок до неузнаваемости (это техническое ограничение развязок на сегодняшний день, они умеют развязывать клок хорошо только делая его шумным). Потому развязка по I2S всегда делается между USB и генератором клока. Т.е. в данном случае она должна была бы быть внутри Gustard-а, до клоков, на фотках ее там не видно (видимо разработчики не стали заморачиваться).

Т.е. если использовать Gustard не для СПДИФ/Тослинк, то он ухудшит ситуацию в сравнении с нормальным ЦАП с USB входом, развязкой и клоками возле микросхемы ЦАП. Т.е. Gustard - лишнее звено.
Если использовать Gustard для СПДИФ/Тослинк, то он не делает ничего, кроме лишнего преобразования и фактически нужен только для случая, когда нет более простого способа получить СПДИФ/Тослинк с компа - например для случая ноутбука. Но тогда заморочки с землями - излишни, СПДИФ/Тослинк сам по себе развяжет лучше (что и принесло этим форматам известность "аудиофильских").

[Alex]

когда нет более простого способа получить СПДИФ/Тослинк с компа - например для случая ноутбука.

Для многих современных ноутбуков, есть более простой способ - купить готовый оптический кабель, вглядящий с одной стороны как 3.5мм джек.

[KirK]

[/QUOTE] Если использовать Gustard для СПДИФ/Тослинк, то он не делает ничего, кроме лишнего преобразования и фактически нужен только для случая, когда нет более простого способа получить СПДИФ/Тослинк с компа - например для случая ноутбука. Но тогда заморочки с землями - излишни, СПДИФ/Тослинк сам по себе развяжет лучше (что и принесло этим форматам известность "аудиофильских").[/QUOTE]

Конечно, оптимальная развязка от компа это оптика. Но ведь сигнал при переводе в "оптику" также преобразуется. Разве качество этого преобразования не зависит от самого преобразователя в материнке, звуковой карте.

Я использую Gustard для вывода сигнала на ЦАП MS Audio laboratory 1.0 SE через AES/EBU.

[Mishich]

Но ведь сигнал при переводе в "оптику" также преобразуется.

нет, не преобразуется. идёт тот же поток, только через светодиод.

[KirK]

нет, не преобразуется. идёт тот же поток, только через светодиод.

Интересно... по этому поводу мнения у разных людей разные.
К тому же оптика имеет ограничение в 192/24 (хотя мой ЦАП больше и не воспринимает), но есть и другие ЦАП, которые переваривают и DSD и много чего ещё.

[Alex]

Конечно, оптимальная развязка от компа это оптика.

С точки зрения развязки - безусловно, с точки зрения джиттера - хуже коаксиала (без обратной синронизации), и тем более I2S.

Разве качество этого преобразования не зависит от самого преобразователя в материнке, звуковой карте.

Зависит. От передатчика (материнки, ЗК)) относительно слабо, от приемника (ЦАП) - сильно.

нет, не преобразуется.

Ну, сам сигнал-то преобразуется, из обычного RZ в Манчестер.

---------- Сообщение добавлено 11:52 ---------- Предыдущее сообщение было 11:51 ----------

по этому поводу мнения у разных людей разные.

Кого интересуют "мнения каких-то людей", если можно просто прочитать документацию?

[ViktKors]

Конечно, оптимальная развязка от компа это оптика.

Это так с точки зрения помех. Но качество оптического сигнала может быть хуже чем у проводного, особенно на высоких частотах (Fs 88.2 - 192 кГц). Ну и клок после оптики нередко заметно хуже "восстанавливается" чем после кабеля.

Но ведь сигнал при переводе в "оптику" также преобразуется. Разве качество этого преобразования не зависит от самого преобразователя в материнке, звуковой карте.

Это "преобразование" при переводе в оптику ничем не отличается от "преобразования" для кабельного SPDIF или AES/EBU. Определенное влияние материнки или звуковой карты есть. Качественное тактирование иногда имеет преимущества. Практически достаточно, чтоб были отдельные кварцы на "звуковые" частоты. На многих отдельных звуковых картах это так. На встроенном в материнку звуке - практически никогда.

Я использую Gustard для вывода сигнала на ЦАП MS Audio laboratory 1.0 SE через AES/EBU.

Понятно. Т.е.
1. ЦАП не имеет USB входа. В таком случае конечно придется использовать преобразование в SPDIF (или AES/EBU, что чуть лучше).

2. Развязка по кабельным входам есть, т.е. в принципе ничто не мешает использовать какую-то из звуковых карт в качестве источника.

3. После приемника сигнала в ЦАП стоит преобразователь частоты дискретизации (асинхронный ресемплер). Такой чип позволяет практически полностью игнорировать качество клока входящего потока (т.е. важна только передача данных без потерь, источник может быть и материнкой).
Определенный недостаток такого преобразования в некотором влиянии на звук. Это момент в значительной степени субъективный, но отчасти его можно обойти, если чуть ослабить сигнал в компе (на ~ 2 дБ).
Правда ослабление сигнала в компе можно порекомендовать только если тракт 24-х битный, начиная от вывода звука в компе (т.е. проигрыватель читает данные, в т.ч. и 16 битные, ослабляет их на 2 дБ и выдает 24 битный результат) и вплоть до микросхемы ЦАП. Скорее всего в Вашем случае это так и есть.

Т.е. для максимального качества звука стоит убедиться, что данные не претерпевают изменений в компе (в системе, т.е. вывод через нормальный звуковой проигрыватель, через ASIO (или с оговорками в экслюзивном васапи, нужно инсталлировать плагин в проигрыватель), что данные не теряются в линии.
Опционально можно попробовать использовать ресемплер на 48 или 96 кГц еще в компе (в ЦАП на фотке кварц на сетку 48 кГц), чтоб ресемплер в ЦАП "меньше напрягался" (какой-нибудь комповый SOX обычно лучше чем чип) и/или поиграться с небольшим ослаблением громкости в проигрывателе.

[KirK]

2. Развязка по кабельным входам есть, т.е. в принципе ничто не мешает использовать какую-то из звуковых карт в качестве источника.

3. После приемника сигнала в ЦАП стоит преобразователь частоты дискретизации (асинхронный ресемплер). Такой чип позволяет практически полностью игнорировать качество клока входящего потока (т.е. важна только передача данных без потерь, источник может быть и материнкой).

Вот без потерь передать сложновато получается. Файлы разные, есть и 24,32-битные, есть DSD разного посола. Воспроизводится всё Aplayer, Asio, полная предзагрузка файла в оперативку. Однако конвертер по разному "перелопачивает" скормленное. Например, после увеличения емкости конденсаторов в БП конвертера и шунтировании их пленкой появился ощутимый объем в музыке, трехмерность штоле.... Выходит входящий в ЦАП поток всё же как-то изменяется при замене (хотя бы) железа. Да и дрова тоже влияют на конечный результат.

[Alex]

Выходит входящий в ЦАП поток всё же как-то изменяется при замене (хотя бы) железа. Да и дрова тоже влияют на конечный результат.

Еще USB кабель сильно влияет, при замене на AudioQuest Diamond тоже многое может поменяться.

[uriy]

Ну и клок после оптики нередко заметно хуже "восстанавливается" чем после кабеля.

А как это поймать приборами?
Я вот как то не вижу разницы между оптикой и кабелем... На каких измеряемых уровнях джитерра (либо полке шума) "лежит" это отличие?

[ViktKors]

Вот без потерь передать сложновато получается. Файлы разные, есть и 24,32-битные, есть DSD разного посола. Воспроизводится всё Aplayer, Asio, полная предзагрузка файла в оперативку. Однако конвертер по разному "перелопачивает" скормленное.

По хорошему, конвертеру нужно отдавать то, что он передаст дальше без обработки. Всякие DSD стоит конвертировать еще проигрывателем.

"32-битные" файлы - это круть.

Например, после увеличения емкости конденсаторов в БП конвертера и шунтировании их пленкой появился ощутимый объем в музыке, трехмерность штоле.... Выходит входящий в ЦАП поток всё же как-то изменяется при замене (хотя бы) железа. Да и дрова тоже влияют на конечный результат.

Как говаривал Лео Толстой, "каждая несчастливая семья несчастлива по-своему" - неисчислимы возможности накосячить при передаче звука.

А как это поймать приборами?

Например ткнуться осциллографом после нормального кабеля (весьма "прямоугольные" сигналы даже на fs 192 кГц, прикола ради гоняю по такому кабеля внешний мастерклок для АЦП 22/24 МГц, на выходе меандр, как есть), а потом для сравнения после Тослинка - там типично будет пила на 192 кГц. Мастерклок из такой пилы восстанавливается довольно условно, глазковая диаграмма - слезы из глаз.

Как это влияет дальше - зависит от приемника. После чего-то древнего, вроде циррусовских приемников с полосой ПЛЛ шире 20 кГц, если его пустить на ЦАП как есть, слушать проблематично. А вот после ASRC (не обязательно отдельный чип, можно делать и "между делом", как, например, внутри всяких ADAU) в нормальном случае ничего видно/слышно не будет, она подлечит.

Я вот как то не вижу разницы между оптикой и кабелем... На каких измеряемых уровнях джитерра (либо полке шума) "лежит" это отличие?

От подмены кварцевого клока восстановленным шумовая полка вполне может повышаться только на пару дБ - это наверное надо лечить, но вот слышно далеко не всегда.
24-битный джиттер тест, (только корректный, в котором все разряды скачут) конечно не должен показывать никаких из палок частокола (порой виден недодавленный забор на НЧ). На оптике бывает так, что пока все нормально - вроде ничего, но периодически палки всплывают из под шумовой полки.

[Magentis]

можно попробовать использовать ресемплер на 48 или 96 кГц еще в компе

Да наверное лучше после, заодно джиттер немного осадить

---------- Сообщение добавлено 15:20 ---------- Предыдущее сообщение было 15:18 ----------

Я вот как то не вижу разницы между оптикой и кабелем

В Ваших устройствах действительно разницы нет. И то, и другое хорошо реализовано.

[ViktKors]

Да наверное лучше после, заодно джиттер немного осадить

Так "после" (в сабжевом ЦАПе) ASRC уже стоит.
"лучше" - вообще без некратного ресепмплинга, он принципиально ущербен (например в контексте интерсемпловыых пиков).

[Alex]

В Ваших устройствах действительно разницы нет. И то, и другое хорошо реализовано.

Это не зависит от устройств - у оптических фотоприемнико/передатчиков у самих джиттер высок.

[uriy]

Например ткнуться осциллографом после нормального кабеля

Ткнулся. Всё несколько на оборот получилось.
Вот сигнал 192кГц после оптического приёмника.

А вот сигнал после трёх метров спдиф кабеля нагруженного на 100 Ом.

Оказалось оптика лучше "держит" фронт...
Подопытный - Asus Xonar Essence STX II.
Я конечно понимаю что всё зависит от оптического приёмника, он может валить 192кГц поток если на это не рассчитан изначально, но сейчас китайцы штампуют дешёвые оптические приёмники которые легко держат и 192кГц аудио поток. Т.е. сдаётся мне этой проблемы давно как уж нету....

Да наверное лучше после, заодно джиттер немного осадить

Как я понял ViktKors имел в виду что нечётное преобразования частот оптимальнее всего сделать в компьютере так получится меньше лишних гармоник при преобразовании, и на сам ЦАП уже подавать частоту кратную кварцу цапа. Т.е. если в ЦАПе находится кварц на сетку частот кратную 48кГц, а в исходном аудио файле сетка частот на 44,1кГц то оптимальные всего переводить 44,1кГц в 48кГц в компьютере.

На оптике бывает так, что пока все нормально - вроде ничего, но периодически палки всплывают из под шумовой полки.

Ну мне собственно интересно узнать числа, т.е. при каком уровне шумовой полки можно увидеть такой феномен? К примеру смогу ли я увидеть такой феномен если у меня при 24 битном потоке уровень шума ЦАПа лежит на уровне -120дБ при окне ффт 32768.

---------- Сообщение добавлено 18:17 ---------- Предыдущее сообщение было 18:16 ----------

Это не зависит от устройств - у оптических фотоприемнико/передатчиков у самих джиттер высок.

Как его увидеть?

[ViktKors]

Ткнулся. Всё несколько на оборот получилось.
Вот сигнал 192кГц после оптического приёмника.

Нормально

А вот сигнал после трёх метров спдиф кабеля нагруженного на 100 Ом.

Но почему 100 Ом?
СПДИФ - 75 Ом. AES/EBU - 110 Ом
Любое сколько-то протяженное соединение коаксиалом/витой парой начинается с согласования импедансов источник-линия-приемник.

Я конечно понимаю что всё зависит от оптического приёмника, он может валить 192кГц поток если на это не рассчитан изначально, но сейчас китайцы штампуют дешёвые оптические приёмники которые легко держат и 192кГц аудио поток. Т.е. сдаётся мне этой проблемы давно как уж нету....

Ну так то отлично. Особенно если это стабильный результат, который не сильно зависит от того, насколько разболталось гнездо через сколько-то эксплуатации или от того, как меняется посадка от по разному проложенного оптического кабеля.

Ну мне собственно интересно узнать числа, т.е. при каком уровне шумовой полки можно увидеть такой феномен?

Какой феномен?
Избыточное поднятие шумовой полки (если оно есть) нормально видно тогда, когда на спектре проглядывает именно шумовая полка ЦАП (а не АЦП, как это бывает чаще всего). Т.е. когда ослабления перед АЦП нет совсем. Сигнал не обязательно подавать во всю шкалу. Достаточно просто какой-то неперегружающей АЦП амплитуды.
В принципе, если ЦАП вдруг дает больше шума, чем получается по прикидкам резисторов/ОУ и датащита на ЦАП, это второе, что стоит проверить после исключения возбуда в выхлопе.


"Забор" от 24-х битного джиттер-теста (джиттер данных) смотреть без ослабления сигнала в цифре перед ЦАП. Перед АЦП стоит разумно ослабить в аналоге. Потом по стандартной формуле высота пиков пересчитывается в (нано/пико) секунды джиттера.
Тотальный джиттер данных пересчитывается из суммарной интенсивности всех пиков "забора"

Наведенный периодический джиттер (наводки на клок) - пересчитывается из интенсивности "палок" частот, не совпадающих с частотами "забора" (эти палки не обязательно должны быть симметричными парами относительно частоты стимула).

Джиттер по причине фазового шума оценить сложнее, но при желании можно, как раз по уширению юбки на сигнале высокой частоты (fs/4 - вполне удобно). Вот тут картинка, плюс там на паре страниц посты с текстом по теме.
Конечно, реально так мало что толком видено, джиттер порядка 10-50 пикосекунд едва виден на фоне полки по -150 дБ.

К примеру смогу ли я увидеть такой феномен если у меня при 24 битном потоке уровень шума ЦАПа лежит на уровне -120дБ при окне ффт 32768.

Рассмотреть джитер на фоне отношения сигнал/шум порядка 75 дБ? Ну периодические составляющие джиттера - сколько-то можно. Фазовый шум - едва-ли реально (в т.ч. и от шумящей оптики).

[uriy]

Ну периодические составляющие джиттера - сколько-то можно.

А как их отличить от гармоник самого ЦАПа?
Вот к примеру ффт ЦАПа, как мне понять где там наделал делов джитер, а где нелинейность самого ЦАПа?


---------- Сообщение добавлено 19:19 ---------- Предыдущее сообщение было 19:16 ----------

Но почему 100 Ом?
СПДИФ - 75 Ом. AES/EBU - 110 Ом
Любой коаксиал/витая пара начинается с согласования.

У меня просто под рукой был резистор на 100 Ом.