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

[R3z15t]

Отлично, а вот скажите, прокатит ли такая штука:
На самом цапе i2s вводится через разъем RJ45 (то есть обычный эзернет), а на конвертере как я понял VGA?
На ибее продают такие адаптеры,


Прокатит переходник?

[Alex-master]

На самом цапе i2s вводится через разъем RJ45 (то есть обычный эзернет), а на конвертере как я понял VGA?

ну так надо проверить мультиметром соответствие контактов разъёмов на переходнике, и если что не так - перепаять вручную

а лучше спаяй сам кабель "VGA-male -> RJ45-male"

[R3z15t]

Как думаете, если применить этот девайс с картой E-MU1212M Будет ли толк от твика карты, скажем замена кондеров на твердотельные + внешний клок?
У меня на ЦАПе есть I2S приемник с 3 линиями BCK, WCK, DATA. На конвертере. Что то WCK не увдел на фотке конвертера. Там LRCK. И что такое 384FC?

[JazMan]

ну так надо проверить мультиметром соответствие контактов разъёмов на переходнике, и если что не так - перепаять вручную

а лучше спаяй сам кабель "VGA-male -> RJ45-male"

Ты правда думаешь, что это только переходник?

[Alex-master]

Ты правда думаешь, что это только переходник?

да, это может быть не просто переходник...

а скорее всего удлинитель VGA->Ethernet ------ до 100 м ----- Ethernet->VGA

тогда только самому паять...

И что такое 384FC?

это FC умноженное на 384, где FC=44,1/48 кГц

в данном случае речь о частотах 16,9344 или 18,432 МГц

[R3z15t]

Да я уже нашел решение:



Ага, а что на счет WCK? На конвертере его нету?
И куда в данном случае подключать 384FC? И обязательно ли?

[R3z15t]

Насколько я понял такая схема применяется в этом девайсе да?
Обычное подключение SPDIF:


Обратная синхронизация:

[Eugene Balakin]

Насколько я понял такая схема применяется в этом девайсе да?
Обычное подключение SPDIF:
http://peufeu.free.fr/audio/extremis...dif_normal.gif

Обратная синхронизация:
http://peufeu.free.fr/audio/extremis..._injection.gif

В петле обратной синхронизации тоже СПДИФ, т.е. в конверторе есть СПДИФ трансмиттер в петле обраной синхры - не "буфер". В данном случае - DIT4192.

[momitko]

В последнее время меня мучает мысль о джитттере софта. Вот здесь http://www.cicsmemoryplayer.com/inde...n=CMP.03Jitter и кое-где еще постоянно пишут про джиттер софта, который якобы портит звук из-за того, что ОС Windows не способна выдавать данные в звуковую карту точно тогда, когда это должно делаться.
Я заметил такую вещь, что когда я переключаю клок карты на внутренний клок, то звук практически не меняется. Как играло, так и продолжает играть. И только на некоторых композициях на внутреннем клоке звук иногда срывается. Какой из этого можно сделать вывод? Что клок в моей карте совпадает с клоком в ЦАПе. А как можно проверить софтовый джиттер? Я слышал еще мнение на этом форуме, что в случае обратной синхронизации нейтрализуется не только аппаратный джиттер, но и софтовый джиттер. Это так? И как проверить важность софтового джиттера?

[Alex]

В последнее время меня мучает мысль о джитттере софта. В

"Джиттер софта" - это сразу ффперлы.

что ОС Windows не способна выдавать данные в звуковую карту точно тогда, когда это должно делаться.

Во 1-х способна. во 2-х - это не джиттер, это летенси, в 3-х - если бы это было так, были бы сильные искажения.

[momitko]

Мне кажется, я допер, почему пресловутый софтовый джиттер может влиять на качество звука. Когда оптимизируют ОС windows для работы со звуком, т.е. настраивают муз. компьютер, то стараются убрать или снизить приоритет всех других процессов в ОС кроме процессов вывода звука на карту и далее на ЦАП. Так вот, качество меняется не из-за того, что OC Windows якобы не успевает вовремя передавать данные на звуковую карту, а потому что эти ненужные нам процессы вызывают скачки в потреблении тока ЦП и других узлов компьютера (жесткого диска и т.д.). Помехи, вызываемые этими скачками, влияют на качество питания, идущее на звуковую карту, и в результате увеличивается уровень джиттера в цифровом сигнале, идущем на внешний ЦАП с этой карты.
Если это действительно так, то подача на звуковую карту внешнего качественного питания должна в корне решить эту проблему. Отсюда следует вывод о том, что софтового джиттера нет и быть не может. Это просто пугалка для дремучих религиозных аудиофилов.
Отсюда же можно сделать вывод о том, что синхронный реклокинг также способен в корне решить эту проблему и все эти танцы с бубном при настройке муз. компьютера при синхронном реклокинге пустая трата времени.
Кто чего думает об этом?

[Alex]

почему пресловутый софтовый джиттер может влиять на качество звука.

еще раз , и медленно - "софтового джиттера" не бывает.

Отсюда следует вывод о том, что софтового джиттера нет и быть не может.

Егго "не может быть" по совершенно другим причинам.

Отсюда же можно сделать вывод о том, что синхронный реклокинг также способен в корне решить эту проблему и все эти танцы с бубном при настройке муз. компьютера при синхронном реклокинге пустая трата времени.

Проблему решает Асинхронный вывод или FIFO.

[momitko]

У меня есть один знакомый - аудиофил, который собрал себе целую коллекцию разных CD проигрывателей. Он у меня был не один раз и говорит, что у меня компьютерный звук несмотря на синхронный реклокинг. Он даже привозил свой усилитель, чтобы послушать только ЦАП от компьютера.
Мне вот интересно: никто не сранивал, как звучат 2 флеш транспорта, которые обсуждают здесь на форуме (в соседней теме) по сравнению с синхронизацией карты от ЦАПа через конвертер? У них такой же компьютерный звук или они серьезно спорят с дорогим CD транспортом? Т.е. спасет ли флеш-транспорт отца русской демократии?

[Alex]

Он у меня был не один раз и говорит, что у меня компьютерный звук несмотря на синхронный реклокинг.

А чего ты ожидал от синхрноного-то?

У них такой же компьютерный звук или они серьезно спорят с дорогим CD транспортом?

Они лучше любого "CD-транспорта".

Т.е. спасет ли флеш-транспорт отца русской демократии?

Спасет.
Впрочем, если хочеться с компа - то асинхронный транспорт тоже спасет

[momitko]

Спасет.
Впрочем, если хочеться с компа - то асинхронный транспорт тоже спасет

А что вы в данном случае подразумеваете под асинхронным транспортом? Можно какие-то ссылки? речь идет не про асинхронный реклокинг? И еще можно хотя бы в нескольких словах обьяснить, почему синхронный реклокинг не "спасет отца русской демократии"? Может есть где-то уже подрбные обсуждения? Хочу лучше понять эту тему...

[Alex]

А что вы в данном случае подразумеваете под асинхронным транспортом?

Фламенко, Танго, "Многофункциональный", и т.п. конструкции.

речь идет не про асинхронный реклокинг?

Нет, речь вообще про реклокинг не идет, ни про какой.

И еще можно хотя бы в нескольких словах обьяснить, почему синхронный реклокинг не "спасет отца русской демократии"?

Потому что он не решает проблемы, а только делает вид.

[momitko]

Потому что он не решает проблемы, а только делает вид.

А можно узнать поподробнее, почему он не решает проблемы, а только делает вид? Разве того, что микросхема ЦАП тактируется от генератора. который стоит в 5 см от нее, недостаточно для решения проблем с джиттером? А также того, что клок из поступающего сигнала (данных) не берется?

[Alex]

А можно узнать поподробнее, почему он не решает проблемы, а только делает вид?

Выдать список литературы на пару страниц?
Мне это откровенно лень.

Разве того, что микросхема ЦАП тактируется от генератора. который стоит в 5 см от нее, недостаточно для решения проблем с джиттером?

Нет, надо чтобы еще и источник от тог-же генератора тактировался.

[mr-marlen]

Alex, вроде momitko под "асинхронным реклоком" подразумевал синхронизацию звуковой карты по SPDIF от генератора ЦАП .

[momitko]

Нет, надо чтобы еще и источник от тог-же генератора тактировался.

Что-то вы меня запутали. Мы с вами ведем разговор в ветке, посвященной обсуждению конвертера, с помощью которого можно сделать синхронный реклокинг. Естественно, источник (звуковая карта компьютера) в данном случае тактируется от генератора, который стоит в ЦАПе и от которого конечно же тактируется ЦАП. А данный конвертер превращает такт генератора в SPDIF сигнал, который подается на SPDIF вход карты.

---------- Добавлено в 19:11 ---------- Предыдущее сообщение в 19:09 ----------

Alex, вроде momitko под "асинхронным реклоком" подразумевал синхронизацию звуковой карты по SPDIF от генератора ЦАП

Нет, нет, асинхронный реклок - это совсем другое. Этот когда в ЦАПе после цифрового приемника сигнал вместе с восстановленным клоком перетактируется перед тем, как его получит микросхема ЦАПа.