В продолжение USB цапостроения

[dortonyan]

Мой первый проект - очередной цап, выполненный по схеме USB кодек - ASRC - DS-DAC.
На этот раз применен цап от аналога AD1853.
Схемотехника в общем типовая.
Спасибо форумчанам за огромное кол-во информации и наработанных схемотехнических решений. Благодоря этому проблем с устройством практически не возникло и был получен заведомо хороший результат.
Фото платы, а так же схема в PDF прикреплены.
На первый раз не обошлось без багов:
Не удалось реализовать внутрисхемное программирование контроллера - запроектировал ему питание 3.3v, не учтя, что шьется он только на 5-ти вольтах.
В добавок мелкие но к счастью несмертельные баги разводки и шелкографии (просто по невнимательности).
Неожиданная проблема возникла только одна - разбаланс токовых выходов ЦАП, который почему-то пропадает при отключении мастерклока. Результат - +50..60мВ на выходе в обоих каналах. Как позже выяснилось - с этим столкнулся не только я и уже придуманы решения данной проблемы - обсуждение в теме ЦАП Helios153. Спасибо Ромычу за изящное решение проблемы . Зашунтировав соответствующие емкости по входам i/u преобразователей 100к резисторами постоянка была устранена, а остатки выбраны подстроечником выходного фильтра.
К сожалению не могу выложить спектры искажений - вчера накрылись входы а может и АЦП звуковушки ASUS XONAR D2 .
Скажу лишь на словах что по предварительным замерам утилитой Rmaa из комплекта звуковой карты уровень гармоник (1кГц -1Дб) USB цапа был на 8..9дб ниже ASUS-овской. Так же удалось поиграться с различной частотой дискретизации. Выяснилось, что с частотой не кратной генератору цапа уровень гармоник примерно на 3дб выше нежели с кратной.
Звук само сабой очень приятный и легкий, даже несмотря на полное отсутствие пленки. Нижний регистр очень глубокий и даже черезчур мощный, но это похоже из-за АЧХ наушников Sennheizer PX100.

Также я успел поиграться и с измерением излучаемых помех - обычной замкнутой петлей на вход ослика 150Мгц. Оказалось, что в данном диапазоне наиболее шумный прибор - сам ЦАП - 1853, ASRC давал уровень раза в полтора меньше (возможно из за более низкого напряжения питания), а PCM2706 и ADUM1400 примерно в 4..5 раз меньше. Отчего возникают некоторые сомнения в целесообразности применения гальванической развязки в схемах с DS цапами.

По случаю починки звуковухи предоставляю спектры сего изделия.

[Ромыч]

Дело в том, что данная схема требует супервизора,

ADM705-708 чем не устроили? Генератор резета и супервизор в одном. Плюс время ресета внешним кандером можно увеличить до нужной величины.

[dortonyan]

Да всем устроили.
Но пик дешевле, более функционален и универсален. Я же обосновал.

[Ромыч]

Но пик дешевле, более функционален и универсален. Я же обосновал.

Обосновали, только что толку, если с результатом в итоге проблемы В общем, мой рецепт:
1896 конфигурим: выход мастером, режим 256 Fs. При мастерклоке в 22,5 мгц на выходе будет 88,2 кгц. Rj, 24 бит. Причем жестко и без изменений.
1853: режим ЦФ 8х (при 22,5 мгц тактовой и 88,2 кгц на входе работать будет без проблем)
1896: сначала устанавливаем нужный режим, затем подаем ресет. 1853 отключена.
1853. после включения ресетом 1896, через некоторое время, включаем 1853 и конфигурим.

[dortonyan]

Обосновали, только что толку, если с результатом в итоге проблемы

Кто ж знал? - первенец все таки. Проблемы как всегда возникли там, где их никто не ждал

Спасибо за рецепт - подтверждение моего соображения по поводу неработоспособности данной схемы с общим ресетом для 1853 и 1896.
Попробую ресетить отдельно, тогда поделюсь результатом.

[Ромыч]

я ресетил от 705-й, но на 1896 ресет шел напрямую с выхода 705-й, а на 1853 - через дополнительную RC-цепочку для небольшой задержки. Этого хватало. Правда, SPI я не использовал.

[dortonyan]

Проверил - ожидания оправдвлись.
Если снимать ресет с AD1896 после конфигурации AD1853 - все работает, втом числе и 8х.

Итого - проверенный рабочий алгоритм ресета и конфигурации для данной схемы:
1. Установить ресет AD1896
2. Установить ресет AD1853
3. Снять ресет AD1853
4. Конфигурация AD1853 (для SPI)
5. Снять ресет AD1896

Подчеркну, что во время коонфигурации ЦАПа AD1896 должна находиться в ресете.

[Ромыч]

ожидания оправдвлись

рад за вас

[dortonyan]

Спасибо за участие - одним лагом с схемотехнике DAC-ов меньше.

[dortonyan]

Проведя еще некоторые исследования данного устройства я немного поправил номиналы компонентов - в первом посте выложил доработанную версию схемы.
Основные изменения коснулись блокировачных емкостей в цифровых цепях, как всегда емкости в 0,1мк оказались оптимальными подавителями помех в широком спектре.
Поправил номиналы индуктивностей.
Немного повысил напряжение питания генератора.
Однако все эти меры не позволили улучшить конечный результат. На спектр гармоник это не повлияло, как и на звук.
Применение дорогих и малошумящих источников напряжения оказалось не вполне оправданно, т.к. их шум лежит далеко за шумовым пьедесталом самого цап и изменение шунтирующих емкостей, ровно как и их удаление никак не влияет на харатеристики устройства.
Применение генарторов разных типов также не показало значительных отличий, и достичь уровня гармоник в -110Дб так и не удалось.

[K0l0b0k]

достичь уровня гармоник в -110Дб так и не удалось

А каков уровень гармоник самой карты ASUS XONAR D2 в режиме Loopback, не пробовали смотреть? Позволяеет ее АЦП по заявленным изготовителем характеристикам зафиксировать искажения <-110dB?

[Ромыч]

dortonyan - у вас основной лаг сейчас - это разводка питания между левым и правым каналом. Дальше можете ничего не копать - толку не будет.

[dortonyan]

Я бы сказал это лаг схемотехнический, так как изначально заложил в сему одну пару емкостей на два канала.
Хотя...
Попробовал - удалил основные емкости, вместо них подпоял навесом к выводам выходных оу отдельные пары электролитов по 150u, результат тот же.

[dortonyan]

А каков уровень гармоник самой карты ASUS XONAR D2 в режиме Loopback, не пробовали смотреть? Позволяеет ее АЦП по заявленным изготовителем характеристикам зафиксировать искажения <-110dB?

Позволяет и ниже, но только в утилите RMAA, которая идет в комплекте с картой. После замены операционников в АЦП карты уровень гармоник собственного цап карты и моего примерно сравнялись, и в SpecrtaPlus-е составляют около -100Дб (0Дб сигнал).

[Ромыч]

Хотя...
Попробовал - удалил основные емкости, вместо них подпоял навесом к выводам выходных оу отдельные пары электролитов по 150u, результат тот же.

Без разницы. Емкости ни при чем.

[dortonyan]

В продолжение USB цапостроя сделал проект на R-2R цапах. Пока что это AD1851R.
В кач-ве ЦФ применил недорогой компромиссный вариант тот же ASRC AD1896 в 4х режиме + добавил SPDIF интерфейс.
Сразу же выделяется другой звук, субъективно более контрастный с выделенным ВЧ диапазоном. Это при том что ФНЧ имеет бОльший завал,чем на ДС ЦАПах. из-за этого зразу бросаются в слух искажения и шумы записей.
Отличия в сцене тоже разительны. Сравнивал только со звуковушкой на PCM1796. Если c ДС цап рисуется большой зал, то в случае 1851 создается впечатление, что исполнитель находится прямо в комнате (меньше ревербераций).
На очереди аналогичная конструкция на PCM1702P.

Собс-но фото изделия:

Схема: USB DAC 1851.pdf
Спектры: spectr_1851.rar

Offтопик:
Отдельное спасибо Виктору ака SCARP и Олегу ака Olegurich за комплектующие.

[zpivanov]

Не подскажете, как влияет на звук частоты генераторов. Допустим установлен генератор 22.5... а контент музыкальный проигрывается 48 или наоборот т.е. некратные. Вообще нужно ли устанавливать два генератора если не использовать синхронизацию источника от ЦАПа.

[dortonyan]

Если в тракте нет ASRC, то обязательно нужно соблюдать кратность частот.
Если применен ASRC, то можно один ген. Я использую ген кратный 44,1, а контент через SPDIF вывожу как 48. В моем случае в режиме 48 меньше ВЧ интермод, что хорошо заметно на звуке, вероятно это особенность звуковушки (там кварц кратный 48), надо будет проверить разницу частот по USB...
На цапе с AD1853 я пробовал даже 24МГц, т.е. вообще ничему не кратный, и ничего (по крайней мере я ничего не заметил), т.е. явной разницы нет, ASRC все нивелирует.

[zpivanov]

Спасибо за ответ. Как у вас джампер на байпас стоит в 0 или 1. Я что-то большой разницы не заметил.

[dortonyan]

Попробовал в байпассе и без послушать, действительно можно даже в разных сетках слушать, правда тогда на выходе устройства в спектре - кошмар.

[SergioT]

dortonyan, ASRC имеет не бесконечную величину подавления джитера это надо учитывать.
Для цапа с оос в выхлопе картинки спектра навевают грусть.