Причина плохого звука ЦАПов в китайском исполнении.

[Floydoman]

Приветствую! Чтобы не пилить печатную плату, ради экспериментов, была куплена вот такая попсовая китайская конструкция на ES9038Q2M.


Из этой штуки, первым делом выпилил ОУ, и звук с ЦАПа подается на внешний усилитель. Сделал раздельное питание для всего. Звучит вполне нормально, если ничего другого не слушал. Но если сравнить с Apogee, у которой чип даже дешевле - на китайце будто бы в ушах вата. Детализация теряется весьма ощутимо.
Вот я и не знаю, куда копать. Что еще можно улучшить по железу? Чем условия жизни чипа отличаются в Apogee и китайце?
Что еще доделать, допаять, изменить? На что китайцы забили болт? Что сказывается на качестве звука?

И еще, возможно причина не в железе? В ЦАПе куча регистров, и возможно китайцы оставили все по дефолту?
Каким образом можно в режиме реального времени, сидя в наушниках и слушая музыку, давать команды по I2C, менять настройки регистров, и слушать, как это отражается на звуке?
Чем это можно сделать? Ардуино сойдет, или программатор какой нужен? Даст ли это что-то?
Спасибо за внимание.

[DIM]

Для правильной трассировки необходимо разбираться в схемотехнике, в первую очередь. Чтобы каждая цепь рисовалась осознанно, а не по какому-то универсальному шаблону.
Дабы не быть голословным, во вложении проект моей последней разработки - плата звуковой карты с сетевым БП. Единственное, что эта плата сделана не компактно, без оглядки на габариты (коммерческие изделия так делать нельзя), но в остальном смело могу рекомендовать, как пример трассировки устройств смешанной обработки сигналов в 2-х слоях.

Интересная штучка.
Можно ТТХ?

[Dmitry2006]

Спасибо.
Получается, что при отсутствии диф. выхода - сигнальную землю тащим от микросхемы ЦАП (источника) до выходных разъемов отдельной линией (канал у меня один). А все стальное отдаем под силовую землю?

[dortonyan]

Интересная штучка.
Можно ТТХ?

Я эту плату еще не собирал (соб-но у меня даже самой платы еще нету, не приехала), это сырой проект, можно сказать "из под руки".

Получается, что при отсутствии диф. выхода - сигнальную землю тащим от микросхемы ЦАП (источника) до выходных разъемов отдельной линией (канал у меня один). А все стальное отдаем под силовую землю?

Не, так тоже не годится. Для недиф. ЦАПов надо так же использовать диф. ФНЧ, т.е. так называемое псевдо дифференциальное включение. Синфазный вход сумматора в каждом канале включается на землю ЦАПа, синфазный выход на землю выходного разъема.
По другому сделать правильную трассировку земли для ЦАП с недиф. выходом нельзя в принципе, т.к. иначе нужно все земли (с ЦАПа, с ОУ и с выходного разъема) сводить в одну точку, что конструктивно если и возможно, то достаточно проблематично.

[Dmitry2006]

По другому сделать правильную трассировку земли для ЦАП с недиф. выходом нельзя в принципе

Спасибо. Идея ясна. Более глупых вопросов не задаю (пока), ушел гуглить.

[dortonyan]

Смотрю плату, судя по всему правильный ответ - лить все сплошняком и не маяться дурью.

Именно.
Разрезы делать можно (и нужно), только не от края до края платы, а только там где они нужны (локально).

[l3VGV]

Именно.
Разрезы делать можно (и нужно), только не от края до края платы, а только там где они нужны (локально).

Offтопик:
Научите меня платы разводить! В том смысле что дайте какойто внятный учебник, пожалуйста.

Ато набросать схемку я уже некоторое время могу, а вот нормально аналоговую плату сделать - такая дичь получается...

[Dmitry2006]

Научите меня платы разводить!

Offтопик:
В очередь. Все хотят

А в учебниках написано "анализируйте возвратный ток". К любой рекомендации пишут приписку - иногда лучше делать наоборот.

[dortonyan]

Offтопик:
К сожалению история нас учит, что история ничему не учит, учить бесполезно. Пока я не разобрался с аналоговой схемотехникой линейных усилителей, ну и пока не приобрел некоторый опыт, никакие учебники не помогали. Т.е. информация есть, но чтобы ее правильно понять нужен тупо опыт, тот самый, который "сын ошибок трудных". В общем и целом - да: нужно понимать как, какие и куда текут токи.

[l3VGV]

Offтопик:

Т.е. информация есть, но чтобы ее правильно понять нужен тупо опыт, тот самый, который "сын ошибок трудных".

Я давно обратил на это внимание. Далеко не все книги являются именно учебниками, хотя и рекламируются как таковые.
В основном так сборник конспектов автора "для себя"

[Ромыч]

Для недиф. ЦАПов надо так же использовать диф. ФНЧ, т.е. так называемое псевдо дифференциальное включение. Синфазный вход сумматора в каждом канале включается на землю ЦАПа, синфазный выход на землю выходного разъема.

Не припомню нигде в девайсах такого решения. Обычно "+"-й вход фнч просто сидит на земле выходного разъема, если она сделана отдельным полигоном. Весь мусор, который при этом существует между этой землей и землей микросхемы ЦАП, полностью присутствует в выходном сигнале.

Offтопик:
эту тему если и обсуждать, но наверное уже в другой ветке.

[maxssau]

Не припомню нигде в девайсах такого решения. Обычно "+"-й вход фнч просто сидит на земле выходного разъема, если она сделана отдельным полигоном. Весь мусор, который при этом существует между этой землей и землей микросхемы ЦАП, полностью присутствует в выходном сигнале.

нечто похожее есть здесь

https://statics.cirrus.com/pubs/manu...tic_Layout.pdf

[Dmitry2006]

Не припомню нигде в девайсах такого решения.

В основном проблему решают (те, кто ее видит), запитав сам ЦАП от отдельных обмоток, и тогда петли распрямляются, и землю разъемов можно сажать на точку питания.
Только получается куча трансформаторов, и емкостная связь между обмотками, что тоже надо учитывать, по хорошему.
Про дифференциальный выход нашел такое:
https://www.compel.ru/wordpress/wp-c..._2009Q3_A6.pdf
Но не понятен момент, что будет на стороне предусилителя. Ведь мы получаем, по факту, балансный выход, а через RCA, далее по тракту, земли опять объединятся опять в одной точке.
Интересно, как сделано сдесь:
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2534584

[Ромыч]

В основном проблему решают (те, кто ее видит), запитав сам ЦАП от отдельных обмоток, и тогда петли распрямляются, и землю разъемов можно сажать на точку питания.
Только получается куча трансформаторов, и емкостная связь между обмотками, что тоже надо учитывать, по хорошему.

Мне кажется, это проблему решает только частично. Все равно получаются петли, только еще больше, и через них замечательно гуляет тот же сетевой мусор.

[dortonyan]

Не припомню нигде в девайсах такого решения.

Вот и я когда разобрался с вопросом удивился - почему нигде не применяется псевдодифференциальное включение. Это же очевидно. Видимо для первых 16 бит ЦАП заморачиваться с землей было не актуально. А дальше схемы рисовали по энерции. Ну а в ДС ЦАП с высоким разрешением выход и так дифференциальный.

Обычно "+"-й вход фнч просто сидит на земле выходного разъема, если она сделана отдельным полигоном. Весь мусор, который при этом существует между этой землей и землей микросхемы ЦАП, полностью присутствует в выходном сигнале.

Вообще, если ФНЧ недифференциальный, то его + вход должен быть (как и + вход ИУ) на аналоговой земле ЦАП (выход ЦАПа линеен относительно его земли). А сигнал на выходе ОУ линеен относительно его + входа. Поэтому, для того чтобы снять линейный сигнал с такого ФЧН землю выходного разъема так же нужно тащить на аналоговую землю ЦАП. Аналоговую землю ЦАП никуда тащить нельзя, она должна быть рядом с цифровой землей. Получается для сигнальной земли соединение звездой с длинными земляными проводниками.
Но это еще цветочки. А вот что делать, если ЦАПов два? На какую землю вести землю выходного разъема? Т.е. такая схемотехника изначально касячная (все более-менее хорошо, пока рассматривается один канал ЦАП).
Т.е. для диф. выхода - дифференциальная схемотехника, для недиф. - псевдодифференциальная. Все остальное - так или иначе будет страдать мусором по земле.

Offтопик:
То же самое, кстати, касается и УНЧ. Если есть притензия на ультрадинейность, то схемотехника входов, вплоть до оконечника обязана быть дифференциальной (что кстати и делается в дорогих топовых УНЧ).

эту тему если и обсуждать, но наверное уже в другой ветке.

Не ну трассировка - это одна из причин плохого звучания в том числе. Причем, для ЦАП в заглавном посте, судя по его плате - очень вероятно что основная.

В основном проблему решают (те, кто ее видит), запитав сам ЦАП от отдельных обмоток, и тогда петли распрямляются, и землю разъемов можно сажать на точку питания.
Только получается куча трансформаторов, и емкостная связь между обмотками, что тоже надо учитывать, по хорошему.

Мне кажется, это проблему решает только частично. Все равно получаются петли, только еще больше, и через них замечательно гуляет тот же сетевой мусор.

Вот именно. Все эти пляски с 10-обмотками и гроздями емкостей - экстенсинвые способы решения пролемы общей земли.
Простая псевдодифференциальная схемотехника сразу решает все проблемы: не надо делать по 10 питаний, не надо бороться с паразитными емкостями в питании и прочими помехами, не надо заморачиваться куда землить шунты питания (обычно рекомендуют в одну точку, но это спорное решение). Можно даже несколько каналов УНЧ питать от одного выпрямителя, или использовать несколько выпрямителей на одной обмотке.
Всего-то лишняя пара резисторов и емкостей в обвеске ОУ. Ну и правильное соединение земель на входе и выходе сумматора.

[Dmitry2006]

Набросал два варианта. Получается что-то вроде такого?

[Alex]

Ну а в ДС ЦАП с высоким разрешением выход и так дифференциальный.

Так по другому их высокое разрешение могло бы остаться нереализованным.

Набросал два варианта.

Ну первый, по понятным причинам, не годится
Это получился балансный выход а не для RCA - нельзя заземлять выход ОУ.

[dortonyan]

Набросал два варианта. Получается что-то вроде такого?

Второй вариант правильный. На дифампе так делать нельзя, вы же его выход в землю коротите.

Ну и еще отмечу момент касательно многих плат вообще, и платы в топике в частности. Для цифровых схем - нельзя пренебрегать индуктивностями узких печатных проводников и особенно переходных отверстий! У меня на работе даже был случай, когда из-за кривой трассировки (всего одно переходное отверстие от земляного пина ВЧ микросхемы в землю) устройство просто переставало функционировать.
Еще не понимаю, когда шунтирующие емкости питания берут и относят на сантиметр от шунтируемого чипа, особенно в серийных девайсах, которые паяются в печи. Это зачем, чтобы испортить ESR шунтов?
Шунты всегда надо соединять с пинами питания кратчайшем путем, без переходных отверстий. А если так не получается, то проводники должны быть максимально широкими, а переходных отверстий - несколько.
Пример правильной реализации всего выше описанного можете видеть на моей плате. Единственное, что компоненты у меня габаритные (выводная пленка FKP2), поэтому не везде получилось красиво.
И еще можно видеть, что при правильном подходе двух слоев даже на участках с мелкой комплектацией и плотным монтажом - более чем достаточно. Бывают случаи, когда 4 слоя действительно надо по зарез, но это большая редкость. Среди любительский плат найти такую ситуацию крайне сложно.

---------- Сообщение добавлено 12:12 ---------- Предыдущее сообщение было 12:09 ----------

Так по другому их высокое разрешение могло бы остаться нереализованным.

Естественно. Но, то же самое касается и параллельных ЦАП, и вообще любых девайсов, претендующих на линейность и прецизионность.

[Dmitry2006]

во втором варианте RCA GND сажается на силовую землю ОУ? И C70 не нужен?

[maxssau]

У Назара это вроде всё было уже

http://forum.nnmc.ru/cgi-bin/mwf/topic_show.pl?tid=79

и где то попадалось, что в итоге народ возвращался к классичесой схеме, но это не точно

[dortonyan]

во втором варианте RCA GND сажается на силовую землю ОУ? И C70 не нужен?

Да C70 не нужен. А куда сажать землю RCA - вообще без разницы. Главное чтобы выходная земля сумматора землилась на нем.