"Простейший" ЦАП на PCM58P

[dee-jan]

Всем привет.
(Да простит меня Serg138 за шутку в названии темы )
Поехали...
В первую очередь хотел передать огромную благодарность Алексею dortonyan ! за бесценные советы по УВХ, ПЛИС, за дефицитные детальки. Без него этот ЦАП бы не состоялся.
Проект в целом долго строился по причине некоторого дефицита деталек в магазах и свободного времени.
Что хотелось в целом попробовать: в первую очередь деглитчер, далее ЦФ с толковым подавлением на Найквисте (спасибо Алексею за проект ЦФ!), дифференциальную землю с УВХ в выхлопе. В роли транспорта - мини болгарин на XMOS.
Из интересного - добавлен узел на 595, который калибрует еще дополнительно 5-8биты.
ЦФ поддерживает 32х, но PCM58 увы такое не тянет. Поэтому все измерения даны в 16х режиме.
В роли ИУ - LM6171, УВХ - OPA828, ФНЧ - OPA1611.
Схема выхлопа и спектры основные ниже - соотвественно с деглитчером и без.
В архиве расширенные измерения. В роли АЦП - АК5388.

[EDDiE]

В целом хочу сказать можно существенно снизить уровень помех простым подбором правильного номинала и нужного типа конденсатора в питании, да и не только в питании. Жаль только времени на это уходит очень много. А так эффект от бутерброда конечно есть

Т.е, LYNX был прав, ставя бутерброды из керамики в блокировку питания цифровых микросхем 1000пф+0,1мкф?

[dortonyan]

Т.е, LYNX был прав, ставя бутерброды из керамики в блокировку питания цифровых микросхем 1000пф+0,1мкф?

Смотря куда.
Это Сергей так интригу создал ссылкой на симулятор кемета. На самом деле там 0,1 + 10мк, ничего хитрого.
Ну и плюс танталы с обратной стороны для демпфирования керамики и фильтрации НЧ пульсаций.

[Furious_Dima]

замеры более чем
полагаю что без деглитча вч посветлее и поострее.

[pyos]

Offтопик:

Т.е, LYNX был прав, ставя бутерброды из керамики в блокировку питания цифровых микросхем 1000пф+0,1мкф?

Нет. Если увеличить номинал на пару порядков - то, может, и имеет смысл, а пикушки NP0 едва ли помогают больше, чем вредят.

[Furious_Dima]

Еще теоретически дегличтер должен уменьшить разницу в звучании ОУ в I/U

---------- Сообщение добавлено 22:03 ---------- Предыдущее сообщение было 22:01 ----------

Еще интересно посмотреть на замеры на 16бит, 18бит и выше.

---------- Сообщение добавлено 22:05 ---------- Предыдущее сообщение было 22:03 ----------

узел на 595, который калибрует еще дополнительно 5-8биты.

полагаю на музыкальной фонограмме разницы нет?

[dortonyan]

полагаю что без деглитча вч посветлее и поострее.

Как ни странно, но не смотря на драматическую разницу спектров, субъективно разница невелика. Сергей уже написал, что у него она едва различима.
У меня такие же наблюдения в моих ЦАПах на сборках. Там разница еще больше чем с PCM58, но ее можно сказать не слышно. Ну или нужен высококлассный последующий тракт (я слушаю на недорогих наушниках).

Еще теоретически дегличтер должен уменьшить разницу в звучании ОУ в I/U

Естественно. В схеме с деглитчером можно считать, что выход ЦАПа - это выход УВХ, т.к. динамические нелинейности и джиттер будет определять именно оно.

[EDDiE]

Смотря куда.

Lynx d35 https://lynxaudio.jimdo.com/app/down...f?t=1449089387

[dortonyan]

В питание генератора - нормально решение, там резонанс 1нан как раз попадет куда-то на гармоники осциллятора.

[pyos]

Offтопик:

Lynx d35

Именно его и имею. Там есть целый ряд, хм, странных решений, включая эти пикушки в питании цифры.

---------- Сообщение добавлено 23:16 ---------- Предыдущее сообщение было 23:16 ----------

В питание генератора - нормально решение, там резонанс 1нан как раз попадет куда-то на гармоники осциллятора.

Там эти бутерброды везде на питании регистра пересинхронизации. Плюс у NP0 добротность резонанса высокая, надо попадать не "куда-то", а точно, и тут вопрос, что лучше - попадать сильно, но мимо (малая ёмкость и малый ESR) и или попадать слабее, но по площади (большая ёмкость и несколько больший ESR при таком же или меньшем ESL). На мой слух, лучше оказалось второе.

[Analog]

Offтопик:
dortonyan, а разве резонанс емкости не должен попасть на нулевую гармонику осциллятора?

[dortonyan]

Offтопик:

dortonyan, а разве резонанс емкости не должен попасть на нулевую гармонику осциллятора?

Ну смотря что нужно фильтровать, я же не знаю, какие у Дмитрия были задумки.
Если на выходе генератора синус, то конечно фильтровать гармоники смысла нету. А так как для фильтрации основного тона там уже есть емкость 0,1. Соот-но логично предположить, что 1нан нужен для фильтрации гармоник (фронтов) осциллятора.

Там эти бутерброды везде на питании регистра пересинхронизации. Плюс у NP0 добротность резонанса высокая, надо попадать не "куда-то", а точно, и тут вопрос, что лучше - попадать сильно, но мимо (малая ёмкость и малый ESR) и или попадать слабее, но по площади (большая ёмкость и несколько больший ESR при таком же или меньшем ESL). На мой слух, лучше оказалось второе.

Вообще резонансы плохо, когда они фильтруют сигнало-коррелированные помехи. Тогда конечно желательно чем-то демпфировать (танталом или резисторами). Но в случае стационарных клоков и при чистом питании, я так думаю, что не страшно.

[pyos]

Offтопик:

Но в случае стационарных клоков и при чистом питании, я так думаю, что не страшно.

Не страшно, но и толку нет. Просто увеличить ёмкость оказывается более эффективно. В итоге 10+0,1, как у вас, оказывается лучше и дешевле, чем 1+0,001МП0, как у АДВ. Возможно, лучше всего вообще окажется 10+10мкФ X7R.

---------- Сообщение добавлено 23:34 ---------- Предыдущее сообщение было 23:33 ----------

я же не знаю, какие у Дмитрия были задумки.

Никто, кроме него, не знает, но, кажется, - продать. Целый ряд его решений, включая некий "софт-деглитчер" на ПЛИС (насколько я вообще понял задумку плисины там), как минимум - спорные, как максимум - нерабочие или вредящие, но вот тумана навести вокруг конструкции и красиво о ней рассказать они в своё время позволили.
Надо понимать - это 2008 или 2009 год, с тех пор деревья выросли, а головы поседели

---------- Сообщение добавлено 23:36 ---------- Предыдущее сообщение было 23:34 ----------

Соот-но логично предположить, что 1нан нужен для фильтрации гармоник (фронтов) осциллятора.

Вопрос, насколько оно лучше 1000 нан X7 в этой роли. Несколько (в абсолютных величинах) больший ESR X7R, как мне видится, играет только в плюс.

[Analog]

Offтопик:
Это ещё одна сторона, вторая это резонанс LC контура, образованного бусиной и набором емкостей (или длинные дороги между емкостями), вот там антирезонанс реален, и вариант с демпфером в виде тантала кажется разумным.

[pyos]

Offтопик:

вторая это резонанс LC контура, образованного бусиной и набором емкостей (или длинные дороги между емкостями), вот там антирезонанс реален, и вариант с демпфером в виде тантала кажется разумным.

Там и набор конденсаторов, и длинные дороги вообще, плата-аэродром а-ля Линкс мне кажется созданной более для любования детальками, чем для использования, здесь, конечно, ТС очень-очень сильно ушёл вперёд, по крайней мере, на мой скромный необразованный взгляд
Говоря о последнем, дилетантский вопрос - какие демпфирующие свойства имеют танталовые конденсаторы, и почему их стоит применить в этих цепях?
Ещё момент - бусины, по крайней мере - некоторые из них, вносят активные потери за счёт материала сердечника, т.е. это больше частотозависимое сопротивление, чем индуктивность, в отличие от тех же SMD-дросселей на гантелеобразных сердечниках, поэтому обусловленные ими резонансы значительно менее выражены - почему их и любят.

dortonyan, dee-jan, очень прошу прощения, если разговор ушёл в нежелаемом направлении.

[dee-jan]

полагаю что без деглитча вч посветлее и поострее.

Здесь еще момент, что я слабо слышу скорее всего изза завала АЧХ по ВЧ у наушников ( у меня Audio technica TAD500). Соберу ЦАП в корпус, дам местным слухачам послушать на АС своих. Думаю может быть более слышно разницу.

полагаю на музыкальной фонограмме разницы нет?

Думаю да. Но это надо смотреть погрешности конкретных чипов. В целом мои безгрейдовые 58 оказались неплохими. Я проверял биты, погрешности до +1DNL. Причем всегда в плюс, ни одного бита в минус. То ли у меня такие попались, толи так BB калибровали матрицы на заводе.

---------- Сообщение добавлено 22:55 ---------- Предыдущее сообщение было 22:54 ----------

надеюсь не против, если я скопирую схему аналоговой части под 1862, теперь у меня есть всё для реализации своего варианта параллельного дака

Без проблем.

---------- Сообщение добавлено 23:09 ---------- Предыдущее сообщение было 22:55 ----------

Еще интересно посмотреть на замеры на 16бит, 18бит и выше.

Не совсем понял про выше. ЦФ готовит ровно 18бит для 58. То есть все измерения проведены в режиме 18бит слова.

[Analog]

Offтопик:
pyos, танталовые имеют высокое ESR, поэтому работают как снаббер. А бусина так или иначе это индуктивность(см. кривую Х в ДШ), просто доля активного сопротивления в полном импедансе Z больше.
Все имхо

[Furious_Dima]

То есть все измерения проведены в режиме 18бит слова.

а если на 16бит измерить? возможно спектр будет еще чище на ВЧ.

[maxssau]

Offтопик:

вставлю своё ИМХО и не буду больше оффтопить, т.к. эта тема обширна и многогранна и если есть интерес стоит выделить её в отдельную ветку.

первым делом желательно понять что вообще нужно давить в питании и какой от этого будет эффект, для этого как раз спектроанализатор и нужен, ослик тоже вполне справляется с этой задачей. Сочетание керамики 10мкф+100нф не всегда будет работать, т.к. не все стабилизаторы переваривают керамику относительно большой ёмкости на выходе, поэтому тут стоило бы наверное отдавать предпочтение танталовым конденсатором зашунтированным парочкой керамических конденсаторов. Т.к. делается в первую очередь для себя, то никто не мешает добавить на ПП парочку лишних посадочных мест, а в последствии просто не распаивать, оставив место для экспериментов. Кто то скажет зачем это нужно? У меня была плата, где были проблемы с работой PLL на адау1701 и очень грязным питанием STM32, что впрочем не особо мешает ему работать. Вопрос считаю актуальным, польза от бутербродов несомненно есть, но с достаточной проработкой.

[Alex]

польза от бутербродов несомненно есть

Польза от бутербродов может быть, но если бутер сделан из керамики одинакового типоразмера и разных емкости/диэлекрика, то эта польза стремиться к нулю.

Смысл может быть ставить (тантал/электролит+керамика) или (керамика 1206/0805 + керамика 0402/0603).

P.S. По теме -

[dee-jan]

Добавил фото нижней части платы в первом сообщении.