ЦАП своими руками (пятая ветка)

[Kompros]

Очередной виток в Спирали

Предистория:
Первая ветка и ее окончание
Вторая ветка и ее окончание
Третья ветка и ее окончание
Четвертая ветка и ее окончание

[Ромыч]

исключаются глюки с ВЧ шумом

Для этого надо схему и разводку правильную.

которым лишний пикофарад мешает

а для этого не надо увлекаться сверхбыстродействующими операми.

[s3tup]

Для этого надо схему и разводку правильную.

Они все by design присутствуют на выходе дельтасигм. Ставим большой кондер в землю с выхода цапы - получаем возбуд опера. Ставим мелкий кондер - толку нет, ибо импеданс сий точки схемы весьма низкий. Ставим кондер с катушкой - получаем ловлю помех на катушку если она большая, или никакого толку если она мелкая.

а для этого не надо увлекаться сверхбыстродействующими операми.

Ставим медленный опер - он задыхается на ВЧ - TIM/SID во всей красе.

Засада

[Ромыч]

Ставим большой кондер в землю с выхода цапы - получаем возбуд опера.

В большинстве случев. Но не во всех.

на выходе дельтасигм

не дельтасигмами едиными....

Ставим медленный опер - он задыхается на ВЧ

смотря какой опер и смотря как ставить.

Засада

кому как.

[s3tup]

Имхо можно сделать оптимум - ОС на аудио частотах, безОС на ВЧ. Тогда решаются все глюки и с ВЧ и с искажениями безОСных схемок.

[Сухоруков Сергей]

здесь Х1 и Х2 совершенно не влияют на точность вычитания и на качество звука, их цель только поддерживать ноль на выходах ЦАП), далее сигнал с токового резистора R1 поступает на ФНЧ

Как же не влияют, если оба являются преобразователями I/U: один на R1, другой на R2. И, разумеется, они влияют на качество звука.

---------- Добавлено в 13:32 ---------- Предыдущее сообщение в 13:22 ----------

Имхо можно сделать оптимум - ОС на аудио частотах, безОС на ВЧ. Тогда решаются все глюки и с ВЧ и с искажениями безОСных схемок.

То есть сделать параллельный канал? Там возможна другая засада: разные ФЧХ каналов и чудеса в "зоне совместной ответственности".

[Alex]

Отсутствие интереса к "изысканиям" - нормально, тут не "Усилители", тут востребованы проверенные временем/простые/дешевые/"с платой" и (самое главное) "железобетонные" варианты.

И да и нет - те-же пресловутые "резисторы подтяжки". Для ADшных ЦАПов - в ДШ ад1955 - они есть, а в ДШ 1853 их нет, тем не менее, их мноие (и я в т.ч.) ставят.
В TIшных ЦАПфх - в ДШ их нет, в Пикардиане и Арпеджио - они есть. При этом, я посомтрел несолько промышленных схем - ни в одной их нет, хотя схемы там вовсе не 1в1 как в ДШ.

С другой стороны - вот viktor8m режил вместо классического дифусилителя использовать то, что называется "инструментальних на 2-х ОУ", только с токовыми входами.
Хорого это или плохо - пока не знаю, но мой достаточно большой опыт работы с интсрументальными усилителями (в других областях) абсолютно согласен с тем, что пишет к примеру Analog Devices в INSIDE AN INSTRUMENTATION AMPLIFIER:

limitation of the standard 2-amplifier instrumentation amplifier circuit compared to 3-amplifier designs, is the intrinsic difficulty of achieving high ac common-mode rejection.

[Ромыч]

что пишет к примеру Analog Devices

а по-русски? ))))))

[s3tup]

коммодмод режекшн переменки страдает в случае с двумя операми включенными в дифф-стиле, относительно трехоперного варианта.

[Ромыч]

коммодмод режекшн переменки страдает

тогда смысл?

[s3tup]

2 дешевле чем 3

[Ромыч]

2 дешевле чем 3

это при прочих равных, что не всегда.

[Alex]

тогда смысл?

Меньше деталей
Готовые (однокристальные) инструментальники есть 3-ОУшные (например АД620) и 2-х ОУшные (например AMP-04), вторые как правило дешевле.

[ViktKors]

И да и нет - те-же пресловутые "резисторы подтяжки". Для ADшных ЦАПов - в ДШ ад1955 - они есть, а в ДШ 1853 их нет, тем не менее, их мноие (и я в т.ч.) ставят.
В TIшных ЦАПфх - в ДШ их нет, в Пикардиане и Арпеджио - они есть. При этом, я посомтрел несолько промышленных схем - ни в одной их нет, хотя схемы там вовсе не 1в1 как в ДШ.

С другой стороны - вот viktor8m режил вместо классического дифусилителя использовать то, что называется "инструментальних на 2-х ОУ", только с токовыми входами.
Хорого это или плохо - пока не знаю, но мой достаточно большой опыт работы с интсрументальными усилителями (в других областях) абсолютно согласен с тем, что пишет к примеру Analog Devices в INSIDE AN INSTRUMENTATION AMPLIFIER:

Согласен, но наличие/отсутствие резисторов подтяжки - это примерно из той-же оперы, что и пленка vs. np0 в фильтре или большая керамика vs. оскон в цифровом питании ЦАПа. В большинстве случаев это не меняет топологии устройства и может быть опробовано "на слух" в уже готовом устройстве, цена вопроса - пара контактных площадок. ИМХО, именно потому подобные ("дешевые") вопросы и дискутируются столь объемно, это разновидность твика, просто весьма продвинутая.

А в упомянутой схеме нашего коллеги по форуму неоднозначно уже то, что путь сигнала для разных плечей сигнала существенно отличается. Это не вызывает особого напряга в НЧ области (например в реализациях балансных входов/выходов), но насколько корректно такое включение на выходах дельтасигм, где нужно честно проинвертировать весь выходной сигнал (включая ВЧ грязь) - вопрос. Имхо куда корректнее пускать все ненужное сразу на землю, а не тянуть окольными (и разными!) путями.

Имхо низкие искажения заради низких искажений - это уже прошлое

ИМХО, низкие искажения часто получаются "автоматически" если стремиться сделать все "как надо".

---------- Добавлено в 19:15 ---------- Предыдущее сообщение в 18:56 ----------

Ставим большой кондер в землю с выхода цапы - получаем возбуд опера.
..
Ставим кондер с катушкой - ... никакого толку если она мелкая.

так посчитать и поставить такой, чтоб возбуда небыло, ну и/или подправить схемку, чтоб она переносила большие большие емкости. Кстати, второй пункт - вообще неправда ;), 100 нФ - куда уж меньше.

---------- Добавлено в 19:19 ---------- Предыдущее сообщение в 19:15 ----------

То есть сделать параллельный канал? Там возможна другая засада: разные ФЧХ каналов и чудеса в "зоне совместной ответственности".

Ключевое словосочетание "возможна засада". Точно так-же унч с "отфонарной" коррекцией возможно засвистит. Опять-же, а почему не подойти к вопросу внимательнее и не сделать так, чтоб "чудес" не наблюдалось?

[viktor8m]

Как же не влияют, если оба являются преобразователями I/U: один на R1, другой на R2. И, разумеется, они влияют на качество звука.

Вы совершенно не поняли мою схему, посмотрите как идут сигналы и Вы поймёте, что абсолютно ошибаетесь (не думайте, что все схемы на ОУ с резистором в ООС обязательно работают одинаково, всё зависит какой сигнал и откуда снимают). Дам Вам одну подсказку, чтобы ОУ в преобразователе I/U влиял на U, его надо снимать между выходом ОУ и землёй (что в даташитных и подобным им схемах и делают), у меня же этого нет ни у Х1 (сигнал снимается непосредственно с концов R1), ни у Х2 (там вообще выходной сигнал это ток).

С другой стороны - вот viktor8m режил вместо классического дифусилителя использовать то, что называется "инструментальних на 2-х ОУ", только с токовыми входами.
Хорого это или плохо - пока не знаю, но мой достаточно большой опыт работы с интсрументальными усилителями (в других областях) абсолютно согласен с тем, что пишет к примеру Analog Devices в INSIDE AN INSTRUMENTATION AMPLIFIER:

коммодмод режекшн переменки страдает в случае с двумя операми включенными в дифф-стиле, относительно трехоперного варианта.

В данном случае этой проблемы совсем нет, т.к., во-первых, Х1 и Х2 в инверт. включении (в отличие от обычных инструментальников), а во-вторых у меня в диф. преобразователе все полезные сигналы это токи, а не напряжения (опять же в отличие от обычных инструментальников).

А в упомянутой схеме нашего коллеги по форуму неоднозначно уже то, что путь сигнала для разных плечей сигнала существенно отличается. Это не вызывает особого напряга в НЧ области (например в реализациях балансных входов/выходов), но насколько корректно такое включение на выходах дельтасигм, где нужно честно проинвертировать весь выходной сигнал (включая ВЧ грязь) - вопрос. Имхо куда корректнее пускать все ненужное сразу на землю, а не тянуть окольными (и разными!) путями.

Не думаю, что в реальности с этим будет проблема, учитывая, что в Х2 запланирован THS4631. Да и уже писАл не раз, что во всех даташитных и подобным им схемах та же несимметричность (там вычитание производит ОУ с подачей сигналов на инверт. и неинверт. входа, а их быстродействие разное у любого ОУ с однофазным выходом).

[ViktKors]

.. во всех даташитных и подобным им схемах та же несимметричность (там вычитание производит ОУ с подачей сигналов на инверт. и неинверт. входа, а их быстродействие разное у любого ОУ с однофазным выходом).

Их быстродействие - дело десятое, поскольку сколько-нибудь быстрых сигналов на входе ОУ в стандартном ФНЧ-вычитателе нет. После RC цепочек на входе такого вычитателя скорости уже просто не могут быть более ~ вольта в микросекунду. Причем это все дополнительно облегчается, если учесть, что в обратной связи каскадов I-V обычно тоже есть конденсатор.


П.С. Все Ваши самоуговоры про "относительно земли", "токи, а не напряжения" работают только если Вашу схему подключить в симуляторе к идеальному источнику тока. Бесспорно, выходное сопротивление рассматриваемых ЦАП выше чем у микросхем вроде РСМ1702, но тем не менее, оно является далеко не бесконечным и даже не постоянным (в зависимости от кода).
Всякая неидеальность во входных каскадах Вашей топологии (ага, вроде злосчастного детектирования помех, если уж обычный Кг не в почете) вызывает модуляции напряжений на входе I-V, и соответственно на модуляторах ЦАП. То есть микросхемы ЦАП работают не на "виртуальную землю", а на "неизвестно что", с буквально таким-же результатом.
Это не говоря уже о очевидных вещах вроде выходной (и тоже не очень линейной) емкости модуляторов или о том, что выходной сигнал Х2 - это вовсе не ток, а именно, что напряжение, да еще и относительно совершенно левой для него "виртуальной земли" у Х1. Это напряжение вызывает ток через R3, и остается только гадать, каким будет этот ток при столь отфонарном напряжении на R3 (сигнал + неидеальность по входам Х1 и Х2).

[viktor8m]

Их быстродействие - дело десятое, поскольку сколько-нибудь быстрых сигналов на входе ОУ в стандартном ФНЧ-вычитателе нет. После RC цепочек на входе такого вычитателя скорости уже просто не могут быть более ~ вольта в микросекунду. Причем это все дополнительно облегчается, если учесть, что в обратной связи каскадов I-V обычно тоже есть конденсатор.

Верно, для этого и ограничивают скорость ещё до вычитателя (иначе вычитатель перестанет быть точным).

П.С. Все Ваши самоуговоры про "относительно земли", "токи, а не напряжения" работают только если Вашу схему подключить в симуляторе к идеальному источнику тока. Бесспорно, выходное сопротивление рассматриваемых ЦАП выше чем у микросхем вроде РСМ1702, но тем не менее, оно является далеко не бесконечным и даже не постоянным (в зависимости от кода).
Всякая неидеальность во входных каскадах Вашей топологии (ага, вроде злосчастного детектирования помех, если уж обычный Кг не в почете) вызывает модуляции напряжений на входе I-V, и соответственно на выходе ЦАП. То есть модуляторы ЦАП работают не на "виртуальную землю", а на "неизвестно что", с буквально таким-же результатом.

Вы не правы, т.к. я снимаю напряжение с концов R1, то на это напряжение абсолютно не влияет (не только в симуляторе, но и в реальности, физику не обмануть) выходное сопротивление ЦАП, напряжение на "виртуальной земле" или модуляции напряжений на входе Х1, ведь выходному току ЦАП DAC+ некуда течь (Х1 также THS4631, т.е. входной ток менее 100пкА), кроме как через R1, а напряжение на концах R1 зависит только от этого тока. Вот если бы я снимал, как в стандартных преобразователях I-V (относительно земли), то Вы были бы правы.

выходной сигнал Х2 - это вовсе не ток, а именно, что напряжение, да еще и относительно совершенно левой для него "виртуальной земли" у Х1. остается только гадать, какой ток будет течь через R3 (и далее на общий выход) при такой отфонарном напряжении на нем (сигнал + неидеальность по входам Х1 и Х2).

Опять же выходному току DAC- некуда течь, кроме как через R2, на R2 образуется напряжение (Idac-)R2 и ток через R3 автоматически равен [(Vх1инв)-(Vх2инв)+(Idac-)R2]/R3 и при Vх1инв=Vх2инв (оба ОУ THS4631 плюс в реальной схеме будут ОУ подстройки смещения на уровне 10мкВ) и R2=R3 (у меня резисторы 250 Ом, 0.05%, 10 ppm) ток через R3 с большой точностью будет равен Idac- (т.е. токовое зеркало с точностью получше, чем у стандартных вычитателей в стандартных схемах).

[ViktKors]

снимаю напряжение с концов R1, то на это напряжение абсолютно не влияет (не только в симуляторе, но и в реальности) выходное сопротивление ЦАП, напряжение на "виртуальной земле" или модуляции напряжений на входе Х1, ведь выходному току ЦАП некуда течь...

Вы исходите из того, что ЦАП генерирует некий определенный выходной ток. Этот так только в первом приближении, когда ЦАП - источник тока, т.е. цепь с бесконечно большим внутренним сопротивлением. В то-же время выходной ток модуляторов зависит от того, к чему они подключены. Все колебания напряжения на входе Ваших каскадов модулируют выходной ток ЦАП, причем этот процесс нелинеен.

Опять же выходному току DAC- некуда течь, кроме как через R2, на R2 образуется некоторое напряжение ..
...
оба ОУ THS4631 плюс в реальной схеме

Даже в случае идеальных источников входного тока, напряжение на входе Х2 будет определяться точностью каскада (опять детектирование ВЧ ). Если даже это напряжение ошибки dU2 никак не изменит сам выходной ток ЦАП, оно приплюсуется к выходному напряжению Х2. А на выходе Х1 будет своя ошибка dU1. Вот эти две ошибки (плюс естественно напряжение сигнала) как раз и определят ток через R3, который потому уже (пусть и идеально) будет продублирован на R1, и проследует на выход.

То есть Ваша схема точно так-же как и стандартная передает ошибки входных ОУ в выходной сигнал.

Ну не знаю, вставьте в симуляторе источник напряжения в разрыв цепи и посмотрите, что-ли..

И кстати, что-же верно, Ваша первая цитата:

в отличие от сумматоров на ОУ в даташитных схемах здесь Х1 и Х2 совершенно не влияют на точность вычитания и на качество звука, их цель только поддерживать ноль на выходах ЦАП

, то есть ОУ "на качество звука" не влияют, или все-же нужны непременно THS4631, иначе схема-то толком и работать не будет?
В чем-же все-таки принципиальная "лучшесть" по отношению у "датащитным схемам"?

---------- Добавлено в 22:37 ---------- Предыдущее сообщение в 22:32 ----------

с точностью получше, чем у стандартных вычитателей в стандартных схемах

Скажите, а какая точность вычитания нужна Вам и зачем? особенно с учетом того, что нечетным гармоники (самым "противным") от такого вычитания ни холодно ни жарко..

В качестве примера. У меня сложилось впечатление, что модуляторы AD1955 намного более симметричны (вариант - специально так настроены) чем у 1853, как следствие, порой второй гармоники нет вообще (ок, скажем на 20-30 дБ ниже третьей), ну и толку.. Все гармоники определяются третьей и более высокими, хоть завычитайся..

[viktor8m]

Все колебания напряжения на входе Ваших каскадов модулируют выходной ток ЦАП

Не понял, как можно модулировать ток, если только не каким-то шунтом (в данном случае это входное сопротивление ОУ, но у меня ВЧ ОУ с полевиками на входе).

Даже в случае идеальных источников входного тока, напряжение на входе Х2 будет определяться точностью каскада (опять детектирование ВЧ ).

Именно для предотвращения этого у меня Х2 ВЧ ОУ с малым смещением.

А на выходе Х1 будет своя ошибка dU1.

Х1 и Х2 выбраны оба THS4631, можно предположить, что и ошибки у них одинаковые (частота то одинаковая на противофазных выходах ЦАП).

или все-же нужны непременно THS4631, иначе схема-то толком и работать не будет?

Просто здесь желательны быстродействующие ОУ (именно, чтобы "виртуальная земля" мало менялась), а с полевыми транзисторами желательны в любом случае (в т.ч. и в стандартных схемах), поэтому выбрал THS4631 как наилучший вариант сюда (да и есть 5 сэмплов от Тексаса).

[ViktKors]

Не понял, как можно модулировать ток, если только не каким-то шунтом (в данном случае это входное сопротивление ОУ, но у меня ВЧ ОУ с полевиками на входе)

У ЦАП некое конечное выходное сопротивление (еще и нелинейное), А на входе ОУ меняющееся практически случайным образом напряжение (банальные гармоники сигнала, плюс продукты детектирования ВЧ компонет), вот и получается модуляция выходного тока ЦАП.

Именно для предотвращения этого у меня Х2 ВЧ ОУ с малым смещением.

А нужно еще, чтоб оно было с малыми искажениями (например тепловыми при работе немалыми токами на низкоомную нагрузку, а ОУ-то - ВЧ, там все нормально?), и т.п. - практически весь список требований к ОУ в стандартном "датащитовским" варианте.

Х1 и Х2 выбраны оба THS4631, можно предположить, что и ошибки у них одинаковые (частота то одинаковая на противофазных выходах ЦАП).

Частота чего? Если уж так предполагать, то следует заметить, что и в "датащитовском" варианте эти ошибки замечательно взаимовычтутся в вычитателе.

Просто здесь желательны быстродействующие ОУ (именно, чтобы "виртуальная земля" мало менялась), а с полевыми транзисторами желательны в любом случае (в т.ч. и в стандартных схемах), поэтому выбрал THS4631 как наилучший вариант сюда (да и есть 5 сэмплов от Тексаса).

Опять-же, "наилучший вариант сюда", автоматически означает и "наилучший вариант" для стандартной схемы. Ваш вариант как минимум не лучше в плане трансляции неидеальностей к выходу.

[misha88]

то есть ОУ "на качество звука" не влияют

В чем-же все-таки принципиальная "лучшесть" по отношению у "датащитным схемам"?

В схеме viktor8m только собственные искажения ОУ Х1 и Х2 действительно не влияют на звук (что я считаю большим плюсом) в отличие от преобразователей в стандартных схемах, а вот точностные характеристики ОУ (напряжение смещения, входной ток, входное сопротивление, петлевое усиление) влияют точно также как и в стандартных схемах (но он эти вещи и не отрицает, поэтому и такой выбор ОУ).