ЦАП на PCM63 от SergioT

[Lynx]

Возможна, но не всегда реализована.

Так речь и идет о потенциальной возможности. На двухслойке этого не сделать в принципе. А на многослойке - уже всего лишь вопрос принятия решения.

При наличии цельного полигона будь он внутри или снаружи, какая разница.

Разница в том, что если полигон земли снаружи, его не сделать экраном между линиями в разных слоях. Это свойство многослойек очень широко используется в конструктиве широкополосных АЦП с большим ДД, других конструктивных способов реализации полного ДД нет.

вклад этого всего в итоговый результат будет мизерным .

Не такой он и мизерный

при существенном увеличении стоимости как платы.

Есть такой момент, хотя при серийном изготовлении стоимости в принципе, сопоставимы.

так и трудозатрат при ее разработке.
.

Имхо, многослойку проектировать проще и приятнее

[SergioT]

Этот источник помех крайне незначителен, если выполнены некоторые простые условия. По крайней мере, для CPLD приборов при соответствующих уствновках компиляции проекта, спектральная плотность мощности помех в пространсве, как минимум на 20...30дБ ниже таковой от генератора и линий передачи тактовых сигналов, и примерно одного порядка таковй цифрового фильтра SM5813, или на 10дБ ниже, чем от PMD100. Обычно о чрезмерных помехах от CPLD говорят люди, не имеющие опыта работы с данными приборами.

Речь не идет о чрезмерных помехах, даже с учетом настроек быстродействия CPLD помехи все же есть, и можно просто от них избавится, и они как ни крути все же превосходят помехи от одного тригера ABT74 (в последних версиях именно АВТ), а от ЦФ никуда не денешся.

[Lynx]

Но на "верхней" стороне стоят выводные конденсаторы, электролиты - детали которые лучше "ловят" помехи нежели смд с "нижней" стороны платы. Кроме того, под платой корпус из метала который на "земле"

Поскольку реальные помехи грамотно применяемых CPLD совсем невелики и одного порядка с таковыми от быстрой дискретной логики и ЦФ, то перенос только ПЛИС на обратную сторону платы практически не изменяет общий электромагнитный фон. Гораздо более существенны помехи от линий передачи тактового сигнала и сигнала битклока ЦАП.
А корпус далеко не всегда находится ПОД платой

Добавлено через 3 минуты

Речь не идет о чрезмерных помехах, даже с учетом настроек быстродействия CPLD помехи все же есть...

Исследуя данный вопрос, я пришел к выводу, что влияние помех ПЛИС, ЦФ и т.п. явно не является доминирующим. Они как минимум в десятки раз ниже таковых от тактового сигнала. А если учесть, что подобные сигналы складываются геометрически, то, даже полностью устранив источники меньших величин, мы практически не изменим суммарный уровень мешающих сигналов.

[SergioT]

Разница в том, что если полигон земли снаружи, его не сделать экраном между линиями в разных слоях. Это свойство многослойек очень широко используется в конструктиве широкополосных АЦП с большим ДД, других конструктивных способов реализации полного ДД нет.

Конечно, но опять же при практических реализациях в т.ч. в тех линксах что я видел в живую, практически не используются, разве что в аналоговой части, а так и 2-х и двухслойки достаточно. А при DIYерских тиражах разница в цене существенная.

Имхо, многослойку проектировать проще и приятнее

Это бесспорно.

Не такой он и мизерный

При габаритах полигона аналоговой земли как у "среднестатистического" ЦАПа, токах текущих по этому полигону, продуманном размещении компонентов + пару разрезов и одного слоя для земли достаточно.

И опять же выводы должны делать уши вместе с их обладателем.

Добавлено через 35 минут

Исследуя данный вопрос, я пришел к выводу, что влияние помех ПЛИС, ЦФ и т.п. явно не является доминирующим. Они как минимум в десятки раз ниже таковых от тактового сигнала. А если учесть, что подобные сигналы складываются геометрически, то, даже полностью устранив источники меньших величин, мы практически не изменим суммарный уровень мешающих сигналов.

Года два назад один из экземпляор ДАК4 с ПЛИС на борту исследовался человеком его собравшим и имеющим доступ к весьма солидному оборудованию (в т.ч. FSP40). Так вот по его выводам действительно основной вклад в спектре помех принадлежит основному такту, оно и понтятно, длинна проводников с ним наибольшая, но на уровень и спектр помех ощутимо влияло количество задействованных ресурсов ПЛИС. Потом ради эксперимента в ПЛИС был отключен такт на ЦФ (DF1700P), уровень помех снизился, но не кардинально! Его вывод собсно на тот момент был такой что ПЛИС серет примерно на том же уровне что и ЦФ 1700 и при этом делает спектр помех более "насыщенным".

[Lynx]

Конечно, но опять же при практических реализациях в т.ч. в тех линксах что я видел в живую, практически не используются, разве что в аналоговой части

В L28, L7V3, L-D35, L50 всё вышесказанное мноюиспользуется и в аналоговой и в цифровой части и позволило снизить уровень помех на гармониках такта в десятки раз.

При габаритах полигона аналоговой земли как у "среднестатистического" ЦАПа, токах текущих по этому полигону, продуманном размещении компонентов + пару разрезов и одного слоя для земли достаточно.

А больше и не нужно. Более важный момент - где он размещен.

Года два назад один из экземпляор ДАК4 с ПЛИС на борту исследовался человеком его собравшим и имеющим доступ к весьма солидному оборудованию (в т.ч. FSP40). Так вот по его выводам действительно основной вклад в спектре помех принадлежит основному такту,.

Это уже ошибка. Как раз основная тактовая частота наводится существенно меньше, чем её гармоники. Особенно неприятны 3, 5 и 7-я гармоники, их амплитуда в спектре весьма велика, а эффективность эквивалентных антенн в виде проводников пп - тоже.

но на уровень и спектр помех ощутимо влияло количество задействованных в ресурсов ПЛИС

Это очень сильно зависит от проекта и реализуемых свойств. Один и тот же проект в CPLD Altera можно выполнить так, что уровень внешних помех будет отличаться на 30...40дБ. Правда для этого нужно ОЧЕНЬ хорошо знать возможности того же Quartus. Для ПЛИС Xilinx разница меньше, но всё-равно, 10...15дБ добиться можно.

Потом ради эксперимента в ПЛИС был отключен такт на ЦФ (DF1700P), уровень помех снизился, но не кардинально! Его вывод собсно на тот момент был такой что ПЛИС серет примерно на том же уровне что и ЦФ 1700 и при этом делает спектр помех более "насыщенным".

При использовании дефолтовых настроек того же Максплюса - так оно и есть. Но это как раз говорит о том, проект не был оптимизирован и ряд функций были асинхронными. Реально получение средней спектральной плотности помех в диапазоне 5ГГц ниже, чем у SM5842 на 6...12дБ. Такие измерения я проводил сам и очень хорошо видно, как при изменении опций фиттера проекта снижается уровень помех. Насыщенность спектра обычно связана с тем, что либо сам компилятор, либо юзер своими установками реализует асинхронные процессы, которых быть не должно. Найти их бывает весьма непросто даже в кратких проектах, но реально это существенный резерв. Мне пришлось исследовать этот вопрос при разработке широкополосных АЦП.

[SergioT]

Это уже ошибка. Как раз основная тактовая частота наводится существенно меньше, чем её гармоники. Особенно неприятны 3, 5 и 7-я гармоники, их амплитуда в спектре весьма велика, а эффективность эквивалентных антенн в виде проводников пп - тоже.

Не ошибка, я имел ввиду вклад в спектр помех составляющих основного такта, может неясно выразился

При использовании дефолтовых настроек того же Максплюса - так оно и есть. Но это как раз говорит о том, проект не был оптимизирован и ряд функций были асинхронными. Реально получение средней спектральной плотности помех в диапазоне 5ГГц ниже, чем у SM5842 на 6...12дБ.

В первоначальной версии прошивки были не дефолтные настройки однако доработки все же были. Тестировавшуюся версию прошивки человек делал под свои нужды, поэтому могу только предположить что там было. 1700 как по уровню излучаемых помех против 5842?
Но все же спектр помех не может быть одинаковым с ПЛИС и без ПЛИС, даже если сама ПЛИС меньший истоник помех нежели фильтр. Кстати, а какая ПЛИС была в Вашем случае?

[Lynx]

Не ошибка, я имел ввиду вклад в спектр помех составляющих основного такта, может неясно выразился

Тогда всё корректно.

1700 как по уровню излучаемых помех против 5842?

1700 непосредственно с 5842 не сравнивал, а вот очень похожая 5813 имеет примерно тот же уровень. У 5813 немного быстрее спадает огибающая спектра выше 300МГц. Из приличных ЦФ средний уровень помех несколько меньше у 5843, а наибольший, причем с существенным отрывом от SM - у PMD100 (косвенные признаки этого отмечены и в даташите)

Но все же спектр помех не может быть одинаковым с ПЛИС и без ПЛИС, даже если сама ПЛИС меньший истоник помех нежели фильтр.

Естественно, не может. Просто общеэнергетический вклад в суммарные помехи от ПЛИС может быть совсем невелик, а те преимущества, что дает программируемая логика в том числе и в части возможного управления уровнем помех преобразования, значительно выше.

Кстати, а какая ПЛИС была в Вашем случае?

Разные. Но с точки зрения минимума помех из Алтеры лучше всего себя зарекомендовали серии 7000S и Classic. Последняя - устаревшая и требует программирования во внешнем программаторе. Посему я наиболее часто использую семитысячные, если их объема и возможностей достаточно для проекта.

[SergioT]

Разные. Но с точки зрения минимума помех из Алтеры лучше всего себя зарекомендовали серии 7000S и Classic. Последняя - устаревшая и требует программирования во внешнем программаторе. Посему я наиболее часто использую семитысячные, если их объема и возможностей достаточно для проекта.

Интересует конкретный эксперимент, то есть в каком девайсе и какая ПЛИС сравнивалась с 5842 по уровню создаваемых помех. Немного не понимаю как вообще можно оценить уровень помех скажем ПЛИС по сравнению с ЦФ без отрыва от "производства" - работы в ЦАП, а именно это актуально. Так ли важен грейд быстродействия ПЛИС при "програмном" снижении скорости работы ЛЭ в ПЛИС. В моем ЦАПе исследовалась с 7064 с грейдом 10.

[Lynx]

В том то и дело, что разные. И в разных модификациях моделей-прототипов Lynx 7V3. В пяти версиях работали CPLD типов 7128, 7160, 3256, 3512. У 3000 серии быстродействие ЛЭ выше, спектр помех более жесткий и спад его от 300....400МГц медленнее, чем у 7000-й. У экспериментальных устройств на основе FPGA уровень внешних помех был существенно выше.
Реально наименее "шумными" оказались EPM7128 с самым медленным грейдом. разница в интегральной мощности помех для грейда 10 и 15 составляет 3...5дБ.
При снижении быстродействия ЛЭ средствами пакета, реальное быстродействие меняется только для буферных элементов. Поэтому существенное понижение уровня помех можно осуществить лишь достаточно глубоко залезая в установки и настройки фиттера, причем в Максплюсе ряд вещей сделать вообще нельзя.

[nazar]

Любые составляющие, присутствующие в выходном сигнале, которые отсутствуют во входном коде являются шумами/помехами/искажениями на выбор.

С бесконечной разрядностью. Согласен, что 16-разрядный ЦАП не является идеальным.

разрядность и искажения никак не связаны, еще раз не путайте теплое с мягким.

В общем же случае, если микросхема в поверхностном корпусе, то её лучше ставить на ту сторону, на которой подходит более половины сигнальных цепей, независимо, это сторона пайки или сторона компонентов. Обычно поверхностные микросхемы ставили на сторону пайки при 1 и двухслойных платах, именно с целью минимизации количества переходов со слоя на слой.

тут надо четко смотреть что является источником помех и что приемникоми и от этого уже плясать в размещении "источника" и "приемника"

[Lynx]

разрядность и искажения никак не связаны, еще раз не путайте теплое с мягким."

Шум квантования - всего лишь одна из форм искажений. Это аддитивный дискретный сигнал , учитывающий ошибки квантования. И только по той причине, что данный сигнал является случайной величиной при условии квантования случайного сигнала, его принято пределять, как шум.

тут надо четко смотреть что является источником помех и что приемникоми и от этого уже плясать в размещении "источника" и "приемника"

Совершенно справедливо. И, поскольку в большинстве случаев превалирующим источником помех является излучение проводников, а на более высоких частотах - их неоднородностей, то получается, что размещение SMD корпусов микросхем чаще всего более выгодно так, где есть максимальное число подводящих линий.

[nazar]

Шум квантования - всего лишь одна из форм искажений.

таким макаром и дедушка одна из форм бабушки с аддитивным х...

[Lynx]

Увы, не совсем

[Soundwise]

таким макаром и дедушка одна из форм бабушки с аддитивным х...

Любой шум это в принципе искажение,т.к он вносит себя как помеху к полезному сигналу.Если шум не искажение,то тогда что такое шум? .Помеха? Ок,можно так считать,однако помеха ведь искажает полезный сигнал

[Lynx]

Soundwise, просто коллега пока немного путается в понятиях...
искажения совсем не обязательно должны быть детерминированными, это лишь частный случай. Кроме того, само понятие шума квантования определяется при условии квантования случайного процесса, то есть для общего случая. При квантовании детерминированного процесса, ошибка квантования тоже будет детерминированной или, по крайней мере, с существенной детерминированной составляющей.

[nazar]

юбой шум это в принципе искажение,т.к он вносит себя как помеху к полезному сигналу.Если шум не искажение,то тогда что такое шум? .Помеха? Ок,можно так считать,однако помеха ведь искажает полезный сигнал

любое яблоко в принцыпе груша, если яблоко не груша,то тогда что такое яблоко?

искажения (гармонические, интерм.) появятся при DNL & INL отличных от нуля, но никак не зависимы от разрядности цапа от которой частично зависит только шум квантования.
искажения нам важны так как они коррелированы с сигналом, шум пофигу до определенного уровня (и так в реальных фонограмах он довольно высок+еще и 2ЛСБп-п дизер как минимум на разделе ЦФ-ЦАП)

[Soundwise]

шум пофигу до определенного уровня (и так в реальных фонограмах он довольно высок)

Не совсем так.Сжимаетса динамический диапазон снизу+шумовые составляющие при малом уровне сигнала могут серьезно искажать основной сигнал.Для сигнала с уровнем -20дб шумы на уровне -60дб не шибко важны,но для сигнала -40дб они уже существенны.Причем п.х какая природа шума.

[Lynx]

искажения (гармонические, интерм.) появятся при DNL & INL отличных от нуля, но никак не зависимы от разрядности цапа от которой частично зависит только шум квантования.

Только не нужно забывать, что для детерминированного сигнала шум квантования тоже становится детерминированным процессом и может быть представлен эквивалентным ему спектром гармонических составляющих, то есть искажениями в их примитивном понимании.
Кроме того, не следует мешать в кучу комбинационные составляющие и гармонические. Хотя природа их появления одна и та же - отклонения (причем ЛЮБЫЕ, в том числе кусочно-линейной аппроксимации, характерные для ХП ЦАП) от линейной функции передаточной характеристики устройства преобразования сигнала, возникают и измеряются они при разных условиях.

[nazar]

Только не нужно забывать, что для детерминированного сигнала шум квантования тоже становится детерминированным процессом

реальный муз. сигнал,шум самой фонограмы и дизеринг множат ценность этой фразы на ноль.

а вот гарм. искажения от неидеальности ступенек наш корреляционный приемник в голове отловит значительней ниже уровня шума

Добавлено через 4 минуты

Кроме того, не следует мешать в кучу комбинационные составляющие и гармонические.

это продукты одной и тойже нелинейности (не зависящей от разрядности ЦАПа )

[Lynx]

реальный муз. сигнал,шум самой фонограмы и дизеринг множат ценность этой фразы на ноль.

Непонимание физической сути процессов множит ценность всего на -1.
Реальный музыкальный сигнал несет в себе весьма существенную детерминированную составляющую, но дело даже не в этом. А в том, что при тех же измерениях уровня искажений, мы вроде как пока пользуемся синусоидальными моделями (если, конечно, ты, коллега, не научился мерить уровень гармоник на музыке , но тогда это переворот в звуковых измерениях/экспертизах и нужно подавать заявку в Нобелевский комитет) и измеряем именно детерминированную составляющую шума квантования, то есть гармонические составляющие, плюс, если уж измеряем энергетические характеристики всех мешающих сигналов комбинационные и зеркальные составляющие.
Дизеринг в данном случае вообще ни при чем, мы рассматриваем именно сам процесс квантования, как таковой, безотносительно дополнительной корреляционной обработки. Это лишь попытка уйти в сторону от вопроса.

а вот гарм. искажения от неидеальности ступенек наш корреляционный приемник в голове отловит значительней ниже уровня шума

Совершенно справедливо, но вот одна незадача. Продукты нелинейности от неидеальности ступенек, напр. в 2-разрядном ЦАП будут НЕСОИЗМЕРИМО ниже детерменированной составляющей шума квантования, то есть, по-другому, техже гармоник, только другого происхождения. И для 8, и для 10 и даже для 16 разрядных ЦАП это соотношение будет сохраняться, разве что "несоизмеримо" заменится на "соизмеримо"
А ведь это всего лишь частный случай, и никто принципиально не запрещает нам рассматривать ЦАП ЛЮБОЙ разрядности

это продукты одной и тойже нелинейности (не зависящей от разрядности ЦАПа

Крайне важное и своевременное замечание, только вот условия их возникновения различны И разрядность ЦАП здесь совершенно ни причём.