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

[EDDiE]

Вот если вы скажите как,

C внутренней ЗК - никак, с внешней по USB, там можно.

[momitko]

Итак, господа. Вчера я сделал открытие, которое перевернуло всю мою жизнь к лучшему.
Я уже ранее говорил о том, что конструкция данного конвертера от KNLL имеет один существенный недостаток, который заключается в том, что провод питания конвертера пропущен внутри гнезда, куда крепится i2s шлейф.
Оказалось, что звук моего ЦАПа портил не только этот ляп, но и еще один момент, до которого я дошел только вчера.
В виду того, что со шлейфом в формате TTL звук хуже, чем в формате RS-485, я использовал шлейф в основном только в формате RS-485, но в связи с тем, что гнездо, куда крепится I2S шлейф, находится не с левой стороны ллаты ЦАП, то при соединении с конвертером шлейф проходит над платой ЦАП и т.к. действует закон всемирного тяготения, то шлейф конечно же ложится на плату ЦАП , а также на микросхему ЦФ SM5842.
Так вот, оказалось, что при таком близком положении шлейфа и платы ЦАП, на шлейф воздействуют ЭМИ наводки с платы ЦАП. Достаточно только мне было подложить под шлейф поролоновую прокладку и таким образом приподнять его над платой, как включив ЦАП, я услышал, что звук ЦАПа изменился кардинально. Из его звука пропала какая то херня, которая постоянн сверлила мои мозги во время прослушивания музыки.
Почему еще лет 10 тому назад, когда я начал эту эпопею. никто мне тут не сказал следующее?
Слушай, чувак, во первых, вытащи из шлейфа провод питания конвертера, а во вторых, не клади шлеййф прямо на плату ЦАП, а немного приподними его хотя бы на 5 см и тогда ты не узнаешь звук своего ЦАПа.
Вместо этого же появился Аудиоманьяк, который порекомендовал мне поставить синфазные дроссели в цифровое и аналоговое питание ЦАПа, после чего я якобы не узнаю звук своего ЦАПа, естетвенно в лучшую сторону.
На деле оказалось, что и клипсы и синфазные дроссели несут смесрть звук и все, что мне надо было сделать, это сделать эти две вещи и больше ничего вообще не надо было делать.

[Alex]

О боже, давно небыло...

[EDDiE]

Так вот, оказалось, что при таком близком положении шлейфа и платы ЦАП, на шлейф воздействуют ЭМИ наводки с платы ЦАП. Достаточно только мне было подложить под шлейф поролоновую прокладку и таким образом приподнять его над платой, как включив ЦАП, я услышал, что звук ЦАПа изменился кардинально. Из его звука пропала какая то херня, которая постоянн сверлила мои мозги во время прослушивания музыки.

А если положить 2 прокладки, и не только поролоновую, а ещё и прокладки always?

[momitko]

А если положить 2 прокладки, и не только поролоновую, а ещё и прокладки always?

Не знаю. Сами поэкспериментируйте и нам доложите.

---------- Сообщение добавлено 26.01.2026 в 00:07 ---------- Предыдущее сообщение было 25.01.2026 в 21:07 ----------

О боже, давно небыло...

А ничего бы вообще не было бы, не было бы моих длительных выступлений в ветке про ЦАП на PCM-63, если бы ты мне еще тогда лет 10 тому назад сказал бы следующее:
Слушай, чувак, во первых, вытащи из шлейфа провод питания конвертера, а во вторых, не клади шлеййф прямо на плату ЦАП, а немного приподними его хотя бы на 5 см и тогда ты не узнаешь звук своего ЦАПа.
Видишь, как все просто?

[anatol0]

Offтопик:
Ну если в ход пошёл жирный шрифт - ещё одна ветка в отстойник...

[Alex]

А поржать?

[momitko]

Ну если в ход пошёл жирный шрифт - ещё одна ветка в отстойник...

ага. правда глаза колет.