Создаем Чистюлю, или как забыть о нужде обратной синхронизации.

[Electrovoicer]

Завел тему, чтобы обсудить некоторые особенности готовящегося к выпуску "Чистюли".

Концепция устройства такова: на вход поступает тактовый сигнал любой стандартной частоты (на схеме есть табличка с поддерживаемыми частотами), далее сигнал обрабатывается с помощью цифровой ФАПЧ с малой полосой пропускания (единицы герц). На выходе получаем тактовый сигнал с частотой и фазой, соответствующий входному, но с джиттером на уровне долей пикосекунды.

Для чего это нужно? Для того, чтобы в подавляющем большинстве применений отказаться от пары дорогих генераторов (на две сетки частот) и необходимости применять обратную синхронизацию источника сигнала. Достаточно будет очистить от джиттера сигналы с обычного spdif-приемника, или любого другого асинхронного источника цифровых аудиоданных с шиной I2S (wm8804, pcm2706 и многие другие), и получить заметный прирост качества звуковоспроизведения.

Особенно важен факт того, что по уровню низкочастотных составляющих фазового шума "Чистюля" вполне может соперничать с очень хорошими генераторами. И, к сожалению (или счастью?), только единственный прибор одной фирмы, построенный на технологии цифровой ФАПЧ, имеет необходимую нам узкополосность фильтра ФАПЧ, позволяющую добиться необходимых в высококачественном аудио показателей низкочастотного фазового шума. Оценка значений фазового шума приведена в таблице на схеме. Я провел опыты с EVM-платой и получил очень похожие результаты.
"Чистюлю" надлежит включать в разрыв одного из трех клоковых проводов шины I2S - того, от фазового шума которого зависят динамические погрешности АЦ/ЦА-преобразователей. Для большинства сигма-дельта приборов это будет мастер-клок, для разных мультибитов - по разному. Позже сделаю табличку, для какого типа приборов куда включать "Чистюлю".
Другой способ применения "Чистюли" - синхронизация регистра реклока от локального мастерклока (например, генерируемого spdif-приемником). Для вящей универсальности есть второй выход с удвоенной частотой.
Кроме того, вход тактового сигнала выполнен, как дифференциальный (он имеет позитивный MCLKI и негативный MCLKIGND сигналы) и электрически развязан от основного устройства конденсаторами. Это позволяет избежать проблем с появлением контура "земли" при внедрении "Чистюли" в целевое устройство. Разумеется, можно использовать этот вход как обычный КМОП, подключив к "земле" негативный сигнал MCLKIGND. Наиболее выгодным в большинстве применений является псевдодифференциальное подключение, когда оба этих синала вместе приходят к источнику, и сигнал MCLKIGND подключается именно к его "земле", в непосредственной близости.
Питание модуля - от источника +5В, потребление не маленькое - до 300мА. Размеры четырехслойной печатной платы - 30 х 50 мм. Коннектор - 6 пинов с шагом 2.54мм, предполагается вертикальная установка. Конфигурирование управляющих регистров ЦФАПЧ (коих набралось 49 штук) и алгоритм выбора рабочей частоты осуществляются с помощью микропрограммы, выполняемой микроконтроллером NXP LPC1114. Микроконтроллер работает от встроенного RC-генератора на пониженной частоте и не является источником сколь-нибудь ощутимых электромагнитных помех (проверено).
Предусмотрена индикация режимов работы: индикатор отсутствия сигнала на входе, индикатор захвата частоты, индикатор питания.

Вопросы к форумчанам:
1. нужно ли добавлять на модуль регистры реклока для всех сигналов I2S ? Я счел это излишним при некотором размышлении
2. нужно ли поддержать еще какие-то частоты?
3. нужно ли поддержать диапазон частот сигналов BCLK и LRCK (сейчас поддержаны частоты MCLK), чтобы включать модуль в разрыв именно этих сигналов, когда это надо? (например, PCM1704 обновляет выход по сигналу BCLK)

Цену тут озвучить не могу, будет тема в "толкучке". Скажу только, что договорился с дистрибьютором и цена на чип ЦФАПЧ будет очень хорошей, что сделает итоговую стоимость доступной и интересной для широкого круга.

[Alex]

Это у кого? Полагаю, что тут есть резервы.

Ага, есть - если сразу пару тысяч брать, будут почти вдвое дешевле. Проспонсируешь Electrovoicer-а?

[Turbo_man]

Проспонсируешь Electrovoicer-а?

Но если из программы Тексаса, то знаю административный ресурс.

[kerpal]

Заинтересованные лица (коих оказалось немного) писали в ЛП и получали оценку по стоимости.

Ну, т.е. и даже сейчас вы не хотите огласить примерную стоимость устройства?
Это закрытая информация доступная только в личной переписке?

И таки Alex прав. Хватит кормить местных троллей от производства.
Как вообще можно было придумать определение

малосерийной высокотехнологичной платы

Это чтобы прочитавшие проникались несомненной сложностью и дороговизной процесса?

Может вам нужно помочь с поиском места нормального производства?

[Turbo_man]

Может вам нужно помочь с поиском места нормального производства?

Вот и с этой стороны есть помощники. Так глядишь, и что-то сдвинется.

[Ant-125]

Всё же хотелось бы узнать у топикстартера:
1. почему был выбран именно этот PLL от Silabs?
2. какие фактические характеристики конечного устройства удалось получить?
3. чем (как) проводились измерения?

[Electrovoicer]

Ну, т.е. и даже сейчас вы не хотите огласить примерную стоимость устройства?

Вы правила форума читали хоть раз?

---------- Добавлено в 20:59 ---------- Предыдущее сообщение в 20:55 ----------

1. почему был выбран именно этот PLL от Silabs?

потому что это единственный из доступных чипов с достаточной узкополосностью фильтра ФАПЧ, позволяющий получить приемлемые значения фазового шума при небольших отстройках

---------- Добавлено в 21:00 ---------- Предыдущее сообщение в 20:59 ----------

2. какие фактические характеристики конечного устройства удалось получить?

удалось получить значение фазового шума порядка -112dbc при отстройке 100 Герц

[Alex]

Но если из программы Тексаса, то знаю административный ресурс.

ТИ другой вопрос, но СиликонЛабс нас к сожалению семплами не балует

Это чтобы прочитавшие проникались несомненной сложностью и дороговизной процесса?

Судя по схеме "из трех деталей", ничего осообо "сверхвысокотехнологичного" там нет.

Offтопик:
Я делал в прошлом году один проект, плата примерно пол деца, 4 слоя, дорожки 6 миль, детали с двух сторон стоят, да так что самой платы почти не видно
Резисторы/конденсаторы - 0402, микросхемы от QFN36 (как раз такая в Чистюле) и MSOP8 до LQFP100.
10 первых пробных плат стоили около $500 (включая тулинг), причем в достаточно дорогом месте (в дешевом можно было сделать за 100-150).
2 первых платы спаял я сам, остальные две девочки допаяли за 2 дня. Все паяльником и некоторые чипы феном (термал пэд под чипом, будь он неладен).
В небольшой серии (50шт) платы уже стоили по $5 (без тулинга - за него уже взяли на пробной партии, изменений не было).

[Electrovoicer]

3. чем (как) проводились измерения?

Agilent E5052A

---------- Добавлено в 21:16 ---------- Предыдущее сообщение в 21:08 ----------

ТИ другой вопрос, но СиликонЛабс нас к сожалению семплами не балует

ну это смотря кого - мне Silabs с поклоном первых три чипа прислали. просто видимо нужно быть ценным клиентом

---------- Добавлено в 21:18 ---------- Предыдущее сообщение в 21:16 ----------

Вот и с этой стороны есть помощники. Так глядишь, и что-то сдвинется.

давайте так парни: я даю чертежи и процессоры с зашитой в них программой, вы делаете платы, собираете их, и выкупаете у меня 30 чипов по 60 долларов. навар - ваш.

[Alex]

ну это смотря кого - мне Silabs с поклоном первых три чипа прислали. просто видимо нужно быть ценным клиентом

3 - не проблема, мне они и побольше присылали (не эти конкретно чипы, а другое), но ТИ - это нечто особенное в отношении семплов, на что Turbo_man и намекал

[Turbo_man]

выкупаете у меня 30 чипов по 60 долларов.

Это единственный вариант? Разве они уже у вас на руках?

просто видимо нужно быть ценным клиентом

Вот это да.

---------- Добавлено в 21:26 ---------- Предыдущее сообщение в 21:25 ----------

на что Turbo_man и намекал

Алекс, я намекал на другое, но тоже вариант.

[Electrovoicer]

3 - не проблема, мне они и побольше присылали (не эти конкретно чипы, а другое), но ТИ - это нечто особенное в отношении семплов, на что Turbo_man и намекал

ну за то они мне продали 40 этих чипов по цене MOQ.
а с ТИ я потихоньку завязываю - много глюкавого силикона у них в последнее время, лишь бы на рынок выкинуть

[Turbo_man]

Offтопик:

ну за то они мне продали 40 этих чипов по цене MOQ.

Да, тут уже нечего ловить в смысле улучшения цены.

---------- Добавлено в 21:35 ---------- Предыдущее сообщение в 21:31 ----------

я даю чертежи и процессоры с зашитой в них программой, вы делаете платы, собираете их

По платам я не асс. Я бывший торговец "силиконами". Но связи кое-какие остались.

[Alex]

ну за то они мне продали 40 этих чипов по цене MOQ.

Думаешь, мне бы не продали?

а с ТИ я потихоньку завязываю - много глюкавого силикона у них в последнее время, лишь бы на рынок выкинуть

А не надо самые последние чипы брать, пусть устаканится
Хотя, не так уж у них много и глюкавого, это же не Атмел с ST.

[Electrovoicer]

Думаешь, мне бы не продали?

во, пральна, давай померяемся, у кого больше

---------- Добавлено в 21:43 ---------- Предыдущее сообщение в 21:43 ----------

А не надо самые последние чипы брать, пусть устаканится

Алекс, рынок иногда подгоняет брать самое новое а иначе в поезд не сядешь
да и потом три из пяти глюков за последние три года - с довольно старыми и простыми чипами

[viktor8m]

много глюкавого силикона у них в последнее время

Offтопик:
Об этом я уже писАл, а Alex и другие мне не верили. Это было в разговоре об китайском производстве, которое я критиковал, а мне говорили, что плохи только местные производители, а вот именитые компании в Китае де производят качественную продукцию, но в том то и дело, что у меня есть живые примеры на работе, когда детали от ТИ (разные, и аналоговые и цифровые), годами прекрасно работали, и вдруг неожиданно с какого-то срока выпуска начинали делать проблемы (в т.ч. по надёжности) и проверка показывала, что единственное изменение было в том, что их ТИ начала производить (полностью или только упаковку чипов в корпуса) в Китае (на работе их детали приходят в оригинальной упаковке с указанием места производства, так что легко проверялось). Между прочим, после покупки Нейшенел и детали от неё ТИ по немногу переводит в Китай, 78L12 от Нейшенел считались у нас самыми лучшими, а пришла партия уже не с Англии, а с Китая, и пошли проблемы.

[kerpal]

Offтопик:

Вы правила форума читали хоть раз?

Читал конечно, и после этого вопроса даже немного подзавис.
Прочитал правила снова и не смог понять какой именно пункт правил запрещает прямо ответить на прямо поставленный вопрос. Может мы читаем разные правила?

[Alex]

Об этом я уже писАл, а Alex и другие мне не верили.

Чего именно я "не верил"?

Это было в разговоре об китайском производстве, которое я критиковал, а мне говорили, что плохи только местные производители, а вот именитые компании в Китае де производят качественную продукцию,

Да, так и есть, и к глюкам в чипах это отношения не имеет, разрабатываются они не в Китае, а где они производятся - дело 10-е.
К тому-же, подавляющее большинство микросхем, сделанных в Китае, сами кристаллы сделаны вовсе не там.

во, пральна, давай померяемся, у кого больше

Ты первый начал

да и потом три из пяти глюков за последние три года - с довольно старыми и простыми чипами

С какими именно, если не секрет ?

[SanSound]

Похоже, кина не будет...

[viktor8m]

и к глюкам в чипах это отношения не имеет

Offтопик:
Может Electrovoicer имел ввиду и глюки, а я же понижение надёжности и ухудшение некоторых характеристик (зависит от конкретной микросхемы, напр., LM358 от ТИ с переходом в Китай имеет раза в 2 больший шум, а нам это было важно, конечно можно было поставить и специальные малошумящие ОУ, но LM358 стоит центы и долгие годы имела допустимый для нас шум, кстати LM358 от Томсона давно имела большой шум, но они и намного раньше начали их производить в Китае).

[Alex]

, а я же понижение надёжности и ухудшение некоторых характеристик

Я этого не наблюдаю. Пока, во всяком случае, между тем - в Китае чипы ТИ делает всего лишь меньше года, как построили новый завод, а глюки наблюдались и раньше.