Синхронный конвертер S/PDIF-I2S (основная информация)

[KNLL]

Offтопик:
В связи с многочисленными просьбами восстановить тему трехлетней давности, которая безвозвратно удалилась из "толкучки"........

Синхронный конвертер S/PDIF - I2S. Предназначен для передачи звукового потока из компьютера во внешний ЦАП с побитовой точностью.
Конвертер, позволяет избавиться от основного недостатка передачи звука из компьютера во внешний ЦАП по цифровому интерфейсу S/PDIF - востановленного мастерклока.

Для начала немного теории. Вкратце и в общих чертах.

Как известно, наилучшие результаты при проектировании ЦАП можно получить при использовании высококачественного, с низким уровнем фазового шума (джиттера) генератора(ов) тактового сигнала. При этом сам генератор должен находиться как можно ближе либо к собственно ИМС ЦАП (для дельта-сигма преобразователей - AD1955, AD1853, SM5865) либо к регистру предискретизации (для ЦАП паралельного преобразования AD1862, PCM63). Более подробно об этом (и не только) есть в ветке про цапостроение.

Сигнал мастерклока, полученный путем восстановления из S/PDIF обладает уровнем джиттера, на порядок превышающий таковой у высококачественных генераторов. Поэтому тактировать им внешний высококачественный ЦАП не представляется оптимальным решением.
Однако, в том случае, если ЦАП тактируется от собственного высококачественного генератора возникает другая проблема - частоты генераторов в ЦАП и в звуковой карте хоть незначительно, но всё-же отличаются. Это диктует необходимость применения ASRC (асинхронного ресемплера) для согласования. ASRC-процесс по определению не может обеспечить побитовую точность прередачи.

Синхронный конвертер позволяет организовать так называемую "петлю обратной синхронизации" по S/PDIF. Дело в том, что большинство высококачественных звуковых карт имеют интересную особенность - возможность синхронизации потока передаваемых данных по S/PDIF с частотой принимаемых данных. Иными словами, если в таком режиме подать на вход звуковой карты S/PDIF - сигнал, сформированный на основании частоты мастерклока внешнего ЦАП, то S/PDIF - сигнал на выходе будет синхронен уже не частоте внутреннего генератора аудиокарты, а частоте мастерклока ЦАП. Это позволяет избавиться от необходимости ASRC.

На основании вышесказанного было разработано устройство, схема и фотографии которого приведены ниже. Устойство было повторено тиражом более сотни экземпляров и показало отличные результаты при раболе с ЦАП Lynx различных моделей, Цап Overture от Nazar, 6V2 и 6V3 от SergioT.

Единственным минусом этого решения является необходимость применения звуковой карты достаточно высокого уровня. В старой теме был достаточно большой список аудиокарт, совместимых с данным устройством. К сожалению он безвозвратно потерян вместе с остальной информацией из самоудалившейся из толкучки темы. Гарантированно E-MU 0404 USB, E-MU 0404 PCI и выше, M-Audio Audiophile 192, ESI JULI@, Terratec Aureon Space 7.1 и Terratec Aureon 5.1 PCI, RME HDSP, Audiotrak Prodigy 7.1 HiFi, Echo MiaMIDI.

Гарантированно нет функции синхронизации по S/PDIF в "игровых" картах: Creative (все модели, включая X-FI), Asus Xsonar.

Надеюсь, что форумчане, эксплуатирующие этот конверетер с другими аудиокартами дополнят список.

Устройство изготовливалось в двух модификациях:
1. С проводным интерфейсом S/PDIF - двумя RCA-разъёмами .
2. С двумя оптическии интерфейсами Toslink плюс проводной через 3.5 mm MiniJack.
Конструкция устройства видна на фото ниже. Печатная плата четырёхслойная с металлизацией. В первых версиях платы контактные площадки были лужёные, последние - с иммерсионным золотом.

Для обеспечения гальванической развязки между звуковой картой и ЦАП при использовании проводного интерфейса были использованы развязывающие трансформаторы. Конвертер имеет два выхода шины I2S - в TTL-уровнях и по дифференциальному интерфесу RS-485.

Для конфигурирования режимов работы предусмотрены две колодки с джамперами. Назначение джамперов указано на схеме. "Closed" - джампер установлен. "Open" - джампер снят. Переключение входов RCA-Toslink - 3-pin джампер JP11. Toslink - джампер установлен ближе к светодиодам, RCA или MiniJack - ближе к нижнему краю платы.

Поддерживаемые частоты дискретизации Fc: 44.1КГц, 48КГц, 88.2КГц, 96КГц.
Поддерживаемые частота мастерклока: 128Fc, 256Fc, 384Fc, 512Fc
Поддерживаемые режимы работы шины I2S: 16RJ, 24RJ, 24LJ, 24I2S

Конвертер и ЦАП должны быть сконфигурированы на одинаковые режимы работы. Аудиокарта должна быть настроена на режим синхронизаци по S/PDIF-входу.

Питание - 8-12 вольт 0,5A, допустимо нестабилизированное. Оптимально +9 вольт.

Схема и фото:


Конвертор SPDIF.rar

[anli]

Надеюсь, что форумчане, эксплуатирующие этот конверетер с другими аудиокартами дополнят список.

RME HDSP, конечно же

Offтопик:
Сам не пробовал, но насколько запомнил из старой ветки, Terratec Aureon Space 7.1 и/или Terratec Aureon 5.1 PCI.

[Andrey Orloff]

KNLL - шикарный у вас девайс получился, ненарадуюсь. Имхо, те, кто фонотеку на компе содержат и юзают про-карточку с возможностью обратной синхры - мас хэв!

Terratec Aureon Space 7.1

так точно, эти тоже работают, еще вот с этой - Echo MiaMIDI - он у меня постоянно эксплуатируется.

>На сегодняшний день проверена совместимость с картами E-MU 0404 USB, E-MU 0404 PCI, E-MU 1212, M-Audio Audiophile 192, M-Audio firewire audiophile.
>К списку карт можно добавить Audiotrak Prodigy 7.1 HiFi

[KNLL]

Andrey Orloff, Спасибо на добром слове.

anli,

Offтопик:
Все указанные карты добавил в первый пост.

[alqv]

Использует ли кто-нибудь такую карту: Sound Blaster Audigy SE?

[KNLL]

alqv, Увы Creative, даже Х-Fi не поддерживают функции синхронизации по S/pdif. Так-же как и карты Asus.
Эта фича есть в картах, которые изначально позиционируются именно для музыки. Всё-таки все SB - это изначально игровые карты. Лет пять назад сам сдуру купил X-Fi Elite Pro....

[alqv]

alqv, Увы Creative, даже Х-Fi не поддерживают функции синхронизации по S/pdif. Так-же как и карты Asus.

В общем я это подозревал, но решился всё же спросить.
Вот такая по идее должна: M-AUDIO Audiophile 2496 PCI
У меня вопрос, в личке

[momitko]

Мне кажется, что эту ветку надо прикрепить в самом верху в данной теме т.к. она крайне важна для прослушивания музыки на компьютере.

[K_R_L]

Offтопик:

Моя любимая тема.

Жаль старую ветку, там много всего было, в.ч. и ностальгического о зарождении девайса.

[momitko]

Я как-то писал в предыдущей ветке о том, что с моей картой Terratec Aureon Sky 5.1 время от времени происходят непонятные вещи: после часа, двух работы вдруг начинает заикаться музыка при внешней синхронизации. ПРи переключении на внутренний клок начинает играть нормально. Судя по всему это все таки глюк карты и сам синхронизатор тут не причем. В процессе многочисленных ковыряний я нашел следующий способ решения этой проблемы: перключаю на 2-3 минуты карту на внутренний клок и потом обратно переключаю на внешний. Как правило, после этого режим синхронизации работает нормально. Если опять начинает глючить, то я опять переключаю карту на внутренинй клок на какое-то время.
Судя по всему при работе карты от внешнего клока, ей что-то не нравится и происходит потеря синхронизации.

[Eugene Balakin]

Я бы в данном случае для начала посоветовал бы наибанальнейшую вещь (только не стоит понимать превратно). Проверить качество разъемных соединений СПДИФ. Контакты почистить иными словами. Я недавно тоже вдруг впервые услышал трески и срывы синхры... "Довоткнул" кабель - и все. Конечно - в качестве своих контактов я был уверен, тем не менее - проблем намотал
Уверенности недостаточно, нужно иногда проверять.

[K_R_L]

Проверить качество разъемных соединений СПДИФ.

и не только, сталкивался ещё с соединением самого конвертера и цапы, тоже заикалось ...

[momitko]

У меня оптика на SPDIF. Поэтому там нечего чистить и проверять. Разве что соединение между конвертером и ЦАПом, которое через com разъем?

[Eugene Balakin]

Ааа - я забыл, что у Николая можно оптикой коннектиться.
Про разъемы "СОМовские" - мысль совершенно здравая.

[momitko]

Мне все таки кажется, что у меня проблема не в качестве контакта между ЦАПом и конвертером. Определенно, виновата звуковая карта.
Дело в том, что когда карта начинает глючить и внешний клок срывается примерно раз в секунду, то при переключении между внутренним и внешним клоком явственно слышен громкий щелчок в то время как при нормальном функционировании карты такого щелчка нет и переключение между клоками бесшумное.

[momitko]

Кстати, а как можно улучшить качество контактов в комовских разъемах? Как и чем их чистить? Они такие маленькие, что к ним трудно подлезть.

[K_R_L]

Кстати, а как можно улучшить качество контактов в комовских разъемах? Как и чем их чистить? Они такие маленькие, что к ним трудно подлезть.

зубной щеткой

[momitko]

Зубной щеткой? Разве она в состоянии очистить контакты на ком разьеме от окисления?

[TRaMeLL]

Щеткой + спирт. Есть еще какие-то специальные спреи, вроде "KONTAKT 60" или "LPS ELECTRO Contact Cleaner"

[szah]

Заранее сорри за офф. При переходе с ХР на семёрку на звуковой карте http://www.marian.de/products/marc_2 звук начал переодически заикаться, драйвера под 7 уже навряд обновят с офсайта, как решить проблему? P/S. Если не по теме и пошлёте - не обижусь..