Шумы в ЦАПе на SM5813+TDA1541A

[Сухоруков Сергей]

Собрал макет внешнего ЦАПа на CS8412+SM5813+TDA1541A+AD823. Преобразователь I/U - как в даташите для 1541, только на AD823.
Нагрузка AD823 - через 300 Ом наушники Sennheiser 650, 300 Ом.
На малых уровнях сигнала (регулятор громкости проигрывателя почти в крайнее левое положение) прослушиваются шумы и искажения. В положении проигрывателя "Stop" и "Pausa" шумов нет.
На средних уровнях громкости и выше звук хороший.
Для питания "+5", "-5", "-15" и "+-12" отдельные стабилизированные источники.
Пробовал разные НЧ-фильтры, разные ОУ. Пробовал с шунтирующими конденсаторами DEM-ячеек и без них. Пробовал с конденсатором на выводах 16-17 и без него с внешним сигналом.
Радикального снижения шумов нет.
Кто-нибудь сталкивался с такой проблемой?

[Xameleon]

Вопросик есть.кто подскажет? хочу сделать DIR9001-SRC4192-TDA1541.по сему вопрос:
в слейве вход и выход, SRC4192 джиттер давит?ну если хороший ген применить...

[Wired]

Давитъ

[Xameleon]

Спасибо

[dortonyan]

в слейве вход и выход, SRC4192 джиттер давит?

В слейве джо будет определятся устройством, которое генерит BCK (или WCK смотря как подключать 1541), т.е. счетчиком, тактирующим SRC4192. Поэтому, если счетчик например на плисине, то желателен реклок BCK (или WCK) тем хорошим геном.

[Сухоруков Сергей]

Нашлось, наконец, время чтобы посмотреть спектры ЦАПа. Для этого воспользовался несколькими программами спектрального анализа, чтобы сравнить полученные результаты.
Попытался использовать WaveLab 6.11, но, сколько ни бился с этой программой, пока ничего не получилось. Что-то не так с драйверами, не удается сконфигурировать WaveLab так, чтобы сигнал с аналоговых входов (каналы 1,2) звуковой карты (Juli@) попадал бы на анализатор спектра, хотя тестовый цифровой сигнал (каналы 3,4) на ЦАП подается, и звук тестового сигнала на наушниках присутствует. В результате наблюдается спектр самой звуковой карты, а не внешнего ЦАПа.
Программы Spectrum Lab и Oscillometer с моей ЗК «подружились» сразу, осталось подкорректировать некоторые настройки – и получай требуемые спектры (см. вложение).
Сначала воспользуемся программой Spectrum Lab. Она удобна тем, что имеет гибкую систему задания характеристик тестового сигнала. Прежде всего, слушаем аналоговую «тишину» (выходы ЦАПа замкнуты на землю), затем слушаем цифровую «тишину» (выходы ЦАПа подаем на вход каскадов I/U, уровень тестового сигнала устанавливаем на ‑110 дБ). Видно, что довольно велика (-80 дБ) наводка 100 Гц, есть над чем поработать в плане фильтрования цепей постоянного тока. Наводка 50 Гц слабее (-92 дБ), но тоже заметна; скорее всего, это наводка от окружающих сетей – ведь макет ЦАПа не имеет корпуса. Обращают на себя внимание и комбинационные составляющие (100Гц + n*50Гц), но они слабее – на уровне где-то ‑110 дБ.
Теперь слушаем тестовый сигнал 1 кГц, 0 дБ. На выходе внешнего ЦАПа имеем несколько ослабленный сигнал 1 кГц (-13 дБ) и набор гармоник.
Наиболее весома 2-я гармоника -92 дБ (-79 дБ относительно основного тона, что соответствует коэффициенту 2-й гармоники примерно 0,01%). Возможно, имеет смысл использовать балансное включение TDA1541, чтобы снизить эту гармонику децибел на 20, до уровня 0,001%.
3-я и 4-я гармоники ниже -110 дБ (ниже -97 дБ относительно основного тона), 5-я гармоника -102 дБ (-89 дБ относительно основного тона), последующие гармоники ниже -110 дБ.

[Сухоруков Сергей]

Посмотрим, что покажет Oscillometer (см. приложение). В общем, картина схожа с тем, что выдает Spectrum Lab; можно считать, что Oscillometer подтверждает данные Spectrum Lab.
Попробуем заменить в каскаде I/U AD823 на LM833, благо цоколевка у них одинаковая. Сразу скажу, что «звучат» каскады на обоих ОУ достойно, AD823 слегка прозрачнее и резче, LM833 слегка помягче и чуть мутнее. А что показывают измерения? Они показывают, спектр у AD823 немного чище, чем у LM833. Вторая гармоника у каскада на LM833 примерно на 7 дБ больше (наверное, отсюда впечатление «мягкости»), заметна 3-я гармоника и 4-я, которая у AD823 теряется в шумах, возрастает 5-я гармоника. В общем, каскад на LM833 немного хуже, хотя, повторюсь, вполне приличен.
На спектре Oscillometer для LM833 появился пик на 15,625 кГц на уровне около -100 дБ – это я включил телевизор, моментально дала о себе знать строчная развертка.
Интересно будет сравнить эти результаты с каскадом I/U на AD842, которые были заказаны некоторое время назад и недавно прибыли. Но об этом позднее. Там другой корпус, другая разводка, другое быстродействие. В общем, всё другое.

[Сухоруков Сергей]

Дошли руки до 842-ой. Гармоники каскада I/U на AD842 оказались заметно слабее, чем у AD823.

Для 842-ой пришлось несколько изменить номинал резистора I/U и убрать параллельный ему конденсатор (с ним гармоники становятся сильнее).

Уровень гармоник получился даже ниже, чем в даташите, что совсем неплохо для макета. Если реализовать дифференциальное включение, уровень чётных гармоник снизится ещё децибел на 6, а то и все 10.

[Сухоруков Сергей]

Наткнулся в домашних запасах на AD744, попытался их сравнить в аналоговом "выхлопе" (каскад I/U+ пост-усилитель) с AD842. В левый канал включил "выхлоп" на двух AD842, в правый - на двух AD744. Спектр выходных сигналов прикладываю.

[Андрей К]

Сергей, в качестве подарка вам, попробую помочь разобраться с основами измерений спектра.

Вот это допущение в корне не верно:

Теперь слушаем тестовый сигнал 1 кГц, 0 дБ. На выходе внешнего ЦАПа имеем несколько ослабленный сигнал 1 кГц (-13 дБ) и набор гармоник.

и оно мешает вам сделать реальную оценку полученных результатов.

Сигнал 0 dB на выходе каскада I/U ЦАПа не ослабляется и расчитывается по формуле:
Vout(RMS)=Iout*Ros/1,414, где I - значение амплитуды тока полуволны полной шкалы.
Это напряжение необходимо проконтролировать перед началом измерений. Указанное вами ослабление может быть вызвано двумя причинами:
1. В м/с ЦАП "пропадают" старшие разряды и Vout(реальное)<V(расчетное) в разы;
2. Стенд не откалиброван на сигнале 0dB.

При не откалиброванном стенде к полученным результатам необходимо добавить "вашу разницу". Гармоника по уровню -110dB должна правильно отображаться по уровню -97dB. Но, если откалибровать стенд при пропадающих старших разрядах, приняв за 0dВ сигнал в разы меньший, то на выходе получим вместо результата "цену на дрова в будущем году".

У вас Vout(реальное)=V(расчетное)?

[Сухоруков Сергей]

Вот это допущение в корне не верно... и оно мешает вам сделать реальную оценку полученных результатов.

Вы бы хотя бы указывали из какого поста цитируете.

В м/с ЦАП "пропадают" старшие разряды

Не надо бредить, Андрей К. Вы хоть представляете размер и характер искажений при "пропадании" старших разрядов?

Отличие выходного сигнала ЦАПа от 0 дБ элементарно объясняется недостатком усиления в аналоговом "выхлопе". Надеюсь, понятно, что речь шла не о выходе микросхемы ЦАП, а о выходе ЦАПа как устройства.

[Андрей К]

Вы бы хотя бы указывали из какого поста цитируете

В каждой цитате есть первая строка вот такого вида: "Сообщение от Сухоруков Сергей" и за ней расположена синяя кнопка с двойной белой стрелкой. Жмите на эту кнопку и попадете в цитируемый пост.

Отличие выходного сигнала ЦАПа от 0 дБ элементарно объясняется недостатком усиления в аналоговом "выхлопе".

0 dB и 0 dBV - это, как говорят в Одессе, две большие разницы. При подаче на вход устройства под названием ЦАП цифрового потока 0 dB, уровень выходного сигнала необходимо принимать за 0 dB, сколько бы это ни было в dBV. Мысль понятна? Она верна только при условии Vout(расчетное)=Vout(реальное)

Offтопик:

Не надо бредить, Андрей К.

Хамство начинается, когда кончаются аргументы.
Сухоруков, снимите "белый фрак". Он давно и сильно испачкан.

[Сухоруков Сергей]

OFF:

...как говорят в Одессе...

Как говорят в Одессе, "купите себе селёдку и морочьте ей голову". Откройте тему и флудите в ней.

[Андрей К]

Сухоруков, с точки зрения метрологии можно признать достоверным только вот это высказывание (отредактированное мной):

Наиболее весома 2-я гармоника: -79 дБ относительно основного тона, что соответствует коэффициенту 2-й гармоники примерно 0,01%

Для ЦАП с преобразователем I/U на ОУ это ... Не нахожу термина для обозначения положения вещей.

Если еще возникнет желание где-то написать про искажения в -110 dB, то опускайте эту, не всем понятную подробность. Пишите проще:"Мной, на макете получен уровень искажений в четыре раза меньше теоретического минимума!!!"
Чтоб людишки понимали, что им Вещает Сам "Повелитель искажений", "Мегамонстр электроники", "Джедай, сдвигающий границы реальности"...

Offтопик:

Откройте тему и флудите в ней.

Благодарности, собственно, и не ожидал.

[Сухоруков Сергей]

Без комментариев.

[Сухоруков Сергей]

Некоторое время назад, наткнулся на просторах Интернета на сообщение на одном из зарубежных форумов: http://www.diyaudio.com/forums/digit...ml#post3616945. В сообщении говорилось о том, что можно уменьшить искажения ЦАПа с токовым выходом (речь шла о TDA1541А), подавая на выход небольшой ненулевой потенциал (доли вольта).

Идея проста: потенциал, подаваемый на выход ЦАПа, воздействует на токовые ключи, изменяя момент их открытия/закрытия, т.е. изменяя тайминг работы токовых ключей. Подбирая смещающий потенциал, можно изменить тайминг таким образом, чтобы уменьшить глитч в выходном аналоговом токе. Он и так невелик у TDA1541А (не более четверти тока младшего разряда), но всё же заманчиво сделать его ещё меньше - выходной аналоговый сигнал станет чище.

Я заинтересовался этой идеей, благо её реализация несложна, и решил испытать на своём рабочем макете с TDA1541А. Для этого на неинвертирующий вход ОУ каскада I/U от низкоомного делителя подал потенциал, который можно было изменять от -100 мВ до + 100 мВ. Этот же потенциал, естественно, появлялся на инвертирующем входе, соединённом с выходом TDA1541А.

Метод реально работает. Особенно заметно падает вторая гармоника, но и другие гармоники тоже снижаются. По моим измерениям, оптимальное напряжение смещения составляет 60-65 мВ со знаком плюс. В той ссылке, которую я привёл выше, оптимальное напряжение смещения составляет где-то 55 мВ, что близко к тому, что получилось у меня. Чуть позже приложу полученные спектры (флешка куда-то пропала). Но результат мне кажется интересным, поэтому решил рассказать о нём (пока без картинок).

[Сухоруков Сергей]

Вот обещанные спектры. На первом графике показан спектр для нулевого смещения на неинвертирующем входе (т.е. на выходе ЦАП), на втором присутствует смещение +55 мВ, на третьем +60 мВ. Видно, что приложение к токовому выходу ЦАП фиксированного положительного потенциала приводит к заметному снижению чётных гармоник. Особенно заметно снижение 2-й, 6-й и 8-й гармоник. Значительно уменьшается ВЧ-грязь в районе 15-16 кГц. Третья гармоника практически не меняется.

[Андрей К]

Особенно заметно снижение 2-й, 6-й и 8-й гармоник.

Не увидел особой интегральной разницы по сравнению со спектром из поста №187 https://forum.vegalab.ru/attachment....0&d=1360656920 , который для AD842.
Видно, что дает результат смещение выходного каскада хренового ОУ. Гармоники падают.
Вот вам калькулятор для расчета THD:
thd_calc.xls
Посчитайте, может увидете разницу в знаках после запятой при выражении THD в dB...
(Вводить значение относительно основного тона.)

P.S. Если что, могу дать проги, которые считают THD в онлайне при построении спектра.

[Сухоруков Сергей]

Видно, что дает результат смещение выходного каскада хренового ОУ.

Это у Вас такая трактовка. У меня другая.

Дело тут не в смещении выходного каскада ОУ. Попробую аргументировать.

1) Если смещать выходной каскад ОУ подачей тока от генератора тока на инвертирующий вход, практически никаких изменений в спектре не наблюдается. Никак не меняется 6-я и 8-я гармоники, стоят, как вкопанные. Даже 2-я гармоника не "давится", несмотря на утверждения Назара, которые он неоднократно делал на форумах, посвящённых 1541.

2) ВЧ "гребёнка" на частотах свыше 10 кГц вряд ли обусловлена искажениями ОУ, во всяком случае при нулевом сигнале её нет. А вот глитчем выходного тока ЦАПа эта "грязь" вполне может быть обусловлена.

Не увидел особой интегральной разницы

"Интегральная разница" меня не очень волнует. А гармоники высоких порядков - те да.

[Андрей К]

Дело тут не в смещении выходного каскада ОУ

Вы имеете результат с 842-ой, который очень близок к "верхним" даташитным параметрам. Почему бы не улучшить эту конструкцию? Она не "поплывет" из-за мизерного смещения.

"Интегральная разница" меня не очень волнует. А гармоники высоких порядков - те да.

Гармоники высших порядков у 842 ниже чем в спектре при смещении -60 мВ неизвестного нам ОУ. Я сравнивал исключительно два этих спектра.

P.S. Почему меряете free soft-oм? SpectraLab(SpectraPlus) используют на этом форуме для подобных измерений. В сети есть их "крякнутые" версии. Как-то привычней смотреть на цифры. THD по этим прогам считается идентично приложенному калькулятору.

[Сухоруков Сергей]

Почему меряете free soft-oм?

Меня устраивает использованный soft, для моих задач в целом достаточно.
Может быть, хотелось бы что-то вроде WaveLab 6, но эта программа как-то не "дружит" с моей ЗК. Да это и не самоцель.

Я сравнивал исключительно два этих спектра.

Оба спектра получены c I/U на 842-й, но на разных макетах . С разной комплектацией, питанием и т.д. TDA1541 тоже разные.
А вот в посте с тремя графиками все спектры получены с одного макета.