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

[Alex]

А она обычна позволяет, т.к. плюс и земля у цифровых микрух обычно рядом друг с другом.

Это у достаточно новых, а у старых стандарнтных серимй - по диагонали. И посадить оба конца шунта рядом с ногами уже не получается - или одна дороджка длинная, или через виасы и пологон на другой стороне.
Та-же дилемма возникает и в аналоге, например у ОУ в SO/MSOP - хоть тресни, но что-то длинное получится.
На RF еще хуже. Я как-то давно проглядел, и разводчица посадила кондер балуна холодный конец на земляной полигон, а "горячий" - дорожкой. Там и было-то всего миллиметров 5, но пока не передвинули так, чтобы на горячем дорожки почти небыло, а была она на земляной - фиг работало нормально. Хорошо что на пробных платах вопрос решился двумя движениями скальпеля...

[dortonyan]

Это у достаточно новых, а у старых стандарнтных серимй - по диагонали. И посадить оба конца шунта рядом с ногами уже не получается - или одна дороджка длинная, или через виасы и пологон на другой стороне.
Та-же дилемма возникает и в аналоге, например у ОУ в SO/MSOP - хоть тресни, но что-то длинное получится.

И даже в таком случае выгоднее соединение без переходов: когда полигон, соединяющий землю шунта и ИМС проходит в том же слое (под пузом у микрухи). Опять же - если позволяет корпус.
Понятно, что описанное в предыдущем посте не всегда имеет место быть, но там где можно - лучше обходиться без переходов. Потому что часто процы и плисины в QFP корпусах с удобной разводкой шунтируют с обратной стороны, даже когда есть место рядом в микрухой. Оно конечно выглядит красиво, но по сути это касяк.
Хотя, возможно у современных процессоров есть какие-то свои шунты, прямо на кристалле, и не все так страшно. Но т.к. в ДШ такой информации не дают, то перестраховаться будет как минимум не лишне.

На RF еще хуже. Я как-то давно проглядел, и разводчица посадила кондер балуна холодный конец на земляной полигон, а "горячий" - дорожкой. Там и было-то всего миллиметров 5, но пока не передвинули так, чтобы на горячем дорожки почти небыло, а была она на земляной - фиг работало нормально. Хорошо что на пробных платах вопрос решился двумя движениями скальпеля...

Я думаю, каждый кто регулярно занимается дизайном RF устройств может вспомнить подобные фокусы. Про свой (с потерей работоспособности из-за индуктивности виаса) я уже рассказывал (точнее касяк был не мой, но для меня оказалось очень наглядно - что может быть если делать абы как). А современные цифровые микросхемы, это по сути те же RF схемы, что лишний раз говорит, о важности аккуратного печатного монтажа.

[EDDiE]

[l3VGV]

важности аккуратного печатного монтажа

Считаю, что в жизни каждого уважающего себя Дортоньяна, наступает момент, когда нужно передать накопленный опыт начинающим соседям по палате.

Я вот всё никак не могу нормально разводку аудио освоить. Стыдоба!

[Meta|_]

Поэтому, если есть возможность, шунты (особенно на цифровых микросхемах) лучше располагать на той же стороне платы, что и шунтируемая микросхема.

С процами в крупных BGA и подобных корпусах бывает и наоборот. Производители иногда выводят питания и соответствующие земли близко к центру...

[Dieselboy]

Шунты питания (на всех ИМС), длинный проводник токового выхода ЦАП, абы как порезанные полигоны, неправильные соединения земли (сигнальная земля не отделена от силовой).
Ну и опять же, в качестве примера, могу сослаться на собственную разработку.

А здесь грамотно спроектировано?

Скрытый текст

[свернуть]

Это вообще самый распространенный касяк, когда шунт питания соединяют с пином питания коротким проводником, а с землей - как попало (в особо тяжелый случаях садят на общий полигон через одиночное переходное отверстие).

На самом деле это хоть и некрасиво, но не есть смертельно. Из правтики отладки стаба с вынесенной силовой группой на проводах - длина проводов играет значение - тянуть далеко нельзя, но исра с блокировочным конденсатором на ножке коллекторов пары Дралингтона и длинный обратный проводник на шину земли - устраняет возбуд. Так что работать будет и вполне нормально, так же как и с 1 ПО.

Не всегда удаётся подтащить все кондейки максимально близко и таким же образом посадить на землю - обычно плотность ножек у мелкосхемы не позволяет. Ну, а для ОУ можно было бы накидать 2-3 шт. керамики 1206 100 нФ + 0603 с обратной стороны ПП - всё равно микрухи выводные.

Потом, надо определяеться, что важней - минимизация длин питающих цепей с шунтами или сигнальных цепей и обвзяки. Ну, и, транзистор работающий в импульсном режиме не склонен, наверное, к генерации, как работающий в непрерывном режиме.

Если уж придираться, то 2-выводные кондесаторы уже так себ решение - ток, как ни проводи, всё равно течёт "по касательной" по фильтрующим обкладкам, даже если дорожку провести сквозь КП его (высота КП самого кондея не равна нулю, да и обкладки имеют параметры RC цепи а зависимости от длины отдаления от входной КП), а что говорить про ыводные элементы... при таком подходе, как у вас - разрешено применять только проходные конденсаторы - там току никуда не деться - кроме как пройти через фильтрующие обкладки.

А лучше всего, когда эти проводники еще и располагаются рядом, образуя диф. пару (у диф. пары индуктивность ниже, чем у одиночного проводника).

У ОУ питание тройкой - все 3, получается, надо везти вместе, и не где-то там по сторона мОУ, а по центру, отводя + и - в паре с общим.

Так ОУ по входам условно ток не потребляет, поэтому какое там сопротивление - пофигу.

Нет, конечно же, этим сопротивление ноль или потенциал для ДС имеющих смещение в середину питания на выходе подстраивают, оно препятсвует землению базового тока. Конечно, счёт на миловольты.

Причем, я не замерял, но субъективно кажется, что влияние виаса даже больше, чем печатного проводника сопоставимой длины.

Не надо делать из этого трагетию - никто не заметит влияние на звучании как подключены развязывающие кондейки - через 1 ПО или 2-3; как же как и какие кондейки применены в сигналке или питании - ерамика 1 типа или плётка ПЭТ, ПП, ПФС, арилат или ещё что-то.

Каждое переходное отверстие вносит дополнительную индуктивность 1 нГн и емкость до 0,5 пФ.
https://www.terraelectronica.ru/news/5275

Например, при d=0,4 мм и h=1,5 мм (достаточно распространенные величины) индуктивность отверстия равна 1,1 нГн.
http://www.pcbtech.ru/tekhnika-razvo...h-plat-chast-2

Это точно так же страшно, как и ваши многодырочные сшивки разносторонних полигонов - каждая пара тырок образует рамочную межслойную антенну.

https://habr.com/ru/post/409873/

Многотырочное подключение имеет больше значение для надёжности в многослойных платах и необходимо для сильноточных цепей.

Если параллелить много виасов, то получается громоздко, и все равно хуже прямого соединения проводником.

Можно ещё пробовать пропаивать ПО. В технологии микроПО (монтируемых в КП) их забивают медным порошком.

[Alex]

Я думаю, каждый кто регулярно занимается дизайном RF устройств может вспомнить подобные фокусы.

В том-то и дело, что я крайне редко занимаююсь RF, на уровне большем чем использование готового модуля. А тогда было все не так.И ращволдила плату левочка на работе, я только указания давал. И прозевал

А современные цифровые микросхемы, это по сути те же RF схемы,

Ну там все-же 2.4ГГц было (не блютус и вайфа, но диапазон тот-же).

[dortonyan]

А здесь грамотно спроектировано?

Нормально. Я по крайней мере с ходу не вижу к чему придраться.

Не всегда удаётся подтащить все кондейки максимально близко и таким же образом посадить на землю - обычно плотность ножек у мелкосхемы не позволяет

Если не позволяет, то нет вопросов. Но в том и дело, что часто можно видеть, как шунты переносят на другую сторону даже когда корпус вполне себе все позволяет.

Если уж придираться, то 2-выводные кондесаторы уже так себ решение - ток, как ни проводи, всё равно течёт "по касательной" по фильтрующим обкладкам, даже если дорожку провести сквозь КП его (высота КП самого кондея не равна нулю, да и обкладки имеют параметры RC цепи а зависимости от длины отдаления от входной КП), а что говорить про ыводные элементы...

Поэтому выводные компоненты в цифре никто давно не применяет, да и в аналоге это уже почти экзотика.

при таком подходе, как у вас - разрешено применять только проходные конденсаторы - там току никуда не деться - кроме как пройти через фильтрующие обкладки.

Еще можно обойтись бусинами. А иногда достаточно и индуктивности дороги питания.

У ОУ питание тройкой - все 3, получается, надо везти вместе, и не где-то там по сторона мОУ, а по центру, отводя + и - в паре с общим.

Общий здесь лишний. Для ОУ главное обеспечить низкий импеданс между шинами питания, т.к. на этих шинах сидят емкости коррекции. А пульсации питания относительно земли будут ослабляться через CMRR ОУ. И вести надо в первую очередь так чтобы подальше от входов.
И это же еще зависит от наличия режима отсечки в ВК ОУ.
Если ОУ не выходит из класса "А", то достаточно обеспечить близкое расположение локальных шунтов, а с шинами питания можно не заморачиваться, и выводить как угодно (так сделано в моей плате с АЦП).
Если же ВК ОУ переходит в "АБ", то возникает проблема наводок с цепей питания на вход. Для такого случая рецепт известен - сближение шин питания друг с другом и добавление дополнительной шунтирующей емкости между шинами (т.е. с плюса сразу на минус питания).

---------- Сообщение добавлено 00:09 ---------- Предыдущее сообщение было 00:06 ----------

Ну там все-же 2.4ГГц было (не блютус и вайфа, но диапазон тот-же).

А возьми, например, цифровые изоляторы. Там на несущей тот же гигагерц, или около того. Или PLL какую в проце или плисине. Не вайфай конечно, но тоже неслабо.

[shkal]

https://www.google.com/url?sa=t&sour...fO-H9XSwtzpnC3

[Dieselboy]

Это у достаточно новых, а у старых стандарнтных серимй - по диагонали.

У цифровой логики (базовые ЛЭ) свежих серий они по середине расположены - по разные стороны - шило на мыло.

[Сухоруков Сергей]

Нет смысла. При правильной трассировке сигнальной земли силовые токи в полигоне ни на что не влияют. Т.е. питания по большому счету можно включать на общий полигон как угодно.

Т.е. сигнальную землю и силовую землю можно не различать? Сомнительно. Или я что-то неправильно понял?

[dortonyan]

Что-то неправильно поняли.
Если соединения сигнальной земли с общим полигоном выполнить как здесь, то сигнальных токов в общем полигоне не будет (условно). Потому что помехи по земле будут являться синфазными и вычитаться в сумматоре. В данном случае сумматором служит ФНЧ, но может быть например и деглитчер, не важно, лишь бы он был вообще.
Проникновение всех токов из полигона в сигнальную часть будет ослаблено на величину разброса плеч диф. сумматора. На НЧ подавление будет определяться разбросом резисторов, на ВЧ - емкостей.
При разбросе в 1% помехи по земле ослабляются минимум в 100 раз. Это значит, что виртуально расстояние между земляными мекками сокращается в 100 раз. И если на плате это расстояние скажем 10см, то виртуально получается 1мм, т.е. все три мекки получаются как бы в одной точке.
Использование сумматоров (не только в ЦАПах, но и в УНЧ и любой другой аналоговой усилительной схеме) сильно упрощает жизнь: не надо учитывать силовые токи в полигоне, не надо заморачиваться с земляными петлями, фазировкой трансформаторов питания и т.п.
Не берусь утверждать, но подозреваю, что наличие сумматоров в ДС ЦАП-ах (там он обязателен из-за диф. выходов) - не последняя из причин их преимущества перед параллельниками.

shkal, выше выложил хорошую ссылку по теме.

[Эзотехник]

подозреваю, что наличие сумматоров в ДС ЦАП-ах (там он обязателен из-за диф. выходов) - не последняя из причин их преимущества перед параллельниками.

У вас же есть свои ЦАПы и АЦП. Покажите, что входные биты попадают в выходные через аналог с ENOB>16.
Как там 20-битные АЦП и R2R ЦАП имели 80 дБ верности, а на форуме Амира этот метод (с конференции AES №118) обалдуи заклеймили и не хотят разные каналы Audio Precision по нему проверить.

А какой подарок был бы для студий - прозрачный тракт ЦАП-АЦП означает и высокое качество из АЦП в ЦАП.
Т.е. куски схемы AP можно было бы растиражировать как идеальный оцифровщик и AWG.

---------- Сообщение добавлено 18:40 ---------- Предыдущее сообщение было 18:35 ----------

на рекламные цифры не влияет, и обнаруживается только всякими извращенными тестами.

- значит "нехайфайны" дельтасигмы с высокими SINAD, но суть и свои результаты этих тестов гуру раскрывать не хочет.

[tomtit]

И даже в таком случае выгоднее соединение без переходов: когда полигон, соединяющий землю шунта и ИМС проходит в том же слое (под пузом у микрухи). Опять же - если позволяет корпуспечатного.

Всё не так просто, инженеры упорно не хотят учить физику и пересказывают друг другу разные страшилки и шаманские рецепты. Современные корпуса не позволяют разместить конденсаторы близко от выводов питания. В моей последней разработке размер нескольких резисторов обвязки 0402 заняли места уже намного больше чем сама FPGA. Как же всё это отлично работает? Да очень просто, два залитых слоя питания и земли образуют линию передачи с очень низким волновым сопротивлением. И расположение конденсаторов развязки становится не критичным. Их можно просто разбросать равномерно-случайным образом. Хотите-верьте, хотите-проверьте. И не надо вешать гирлянды конденсаторов разного номинала и типа диэлектрика.
В основном ставлю только традиционные X7R 0.1u 0402 и 0201.

[Сухоруков Сергей]

shkal, выше выложил хорошую ссылку по теме.

Посмотрел. Какая-то разнузданно-популярная (до вульгарности) статья. Как-то не очень веришь таким авторам.

[dortonyan]

Сухоруков Сергей, не важно кто автор, главное понять принцип, это же не вопрос веры.
Вся суть в том, что часто усилитель рассматривается как 3-х полюсник: вход, выход и общий (земля). Так вот такой подход неправильный, усилитель это всегда 4-х полюсник, у которого на входе сигнал со своей землей и на выходе сигнал со своей землей.
А дальше нужно только разобраться что это за земли и как их соединять. Вот в этой публикации все и изложено, "на пальцах" с картинкам.

[Эзотехник]

Какая-то разнузданно-популярная (до вульгарности) статья.

Тогда засовывайте свои платы в радиочастотные системы разработки и там гоняйте до полного улучшения.


https://awrcorp.com/download/faq/eng...t_editing.html
Потом ещё градиенты температур выровнять, чтобы из ситалла плату не делать, а дыхание на микросхемы не приводило к уплыванию их смещения с гистерезисом, как там в "чёрном ящике", замаскированном под развлекательный АЦП:
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2690242

[Сухоруков Сергей]

не важно кто автор, главное понять принцип, это же не вопрос веры.

Согласен, но при такой манере изложения закрадывается сомнение: правильно ли автор понимает то, про что пишет.

[dortonyan]

Ну раз shkal и я рекомендую статью к прочтению, значит таких (вместе с автором) как минимум трое.
На мой взгляд фамильярность при изложении научной и технической литературы как раз способствует усвоению, меньше шансов уснуть на первой странице.

Offтопик:
Академическая литература пишется занудным я зыком тогда, когда не стоит задача чему-то обучить читателя. Это либо литература "для своих", т.е. для людей которые уже глубоко в теме, либо для естественного отбора обучающихся (типа у кого мозг пашет - разберется, а на остальных - пофиг).

[maxssau]

из темы про ослов

Offтопик:
Во, у меня такой же шум на полках, на шлейфе I2S.
Как то можно его побороть?

нашел проблему, пролезает:

-мастерклок
-внутренняя частота PLL от ADAU1701

Всё синхронно с фронтами сигналов. Лечится шлейфами, разводкой и фильтрацией питания транспорта/ДСП