Ultra low distortion (<0.00003%) 1kHz (&10kHz) sine generator

[Vovk]

На ebay продавалось пара генераторов, на фиксированные 1 кГц и 10 кГц.
Прикупил, плохим кабелем подключил на скорую руку к лабораторному стабилизированному БП (на LM317/337) и Asus Xonar Essence STX, и вот первые (очень обнадеживающие) результаты.

1 кГц, 2 Вольта:


1 кГц, 1 Вольт:


1 кГц, 0,5 Вольта:

Как видно, характеристики похожи на паспортные (на сколько позволяет понять мой АЦП).
Если это дело собрать в экранированном корпусе с хорошим БП, и, возможно поискать более приличный соединительный кабель, то будет вообще идеально.
Интересно, что при амплитудах сигнала больше 1 В, сильно растут искажения. Пока нету времени выяснить, это растут искажения в АЦП или на выходе генератора (прицепить делитель). Но, собственно, мне уровни сигналов до 1 В, пока, подходят.

[IVX]

я и остальные выше, говорили про фильтр после цапа, т.е. после готового устройства, о дополнительном внешнем LPF для среза всего, что выше 1к. Речь не шла про восстанавливающий фильтр.

[tomtit]

Offтопик:
Sorry, я подумал, что речь идет о универсальном генераторе на весь звуковой диапазон,
тогда бы не было разницы.

[IVX]

на ASR обсуждают довольно нелепую, на мой взгляд, конструкцию, похоже, что на двух АК4490(просто с 42дб разницей в усилении, идея практически та же, что с сиррусами CS43131/43198) и предсказывают ей успех в виде генератора синуса для измерений. Заявляется чуть-ли не 160дб ДД, шум 40нв, 11 вольт выход, но на вкус калькулятора, ничего это меж собой не бьётся абсолютно. Искажения по идее будут ужасными тоже. Думаю, пиз..ж и скам.
https://www.audiosciencereview.com/f...ing-out.57887/

[tomtit]

Для студийного музыкального ДАК, это ещё имело бы смысл, там весь диапазон одновременно не нужен, но для генератора - вряд ли прокатит. А так, отчего же не сделать, студийные АЦП же существуют с диапазоном >140дБ на таком же принципе.
На стыке двух передаточных х-к будет генерироваться трава из гармоник. И гемор с калибровками и термокомпенсацией, как в R2R.
Для генератора лучше сделать высоковольтный однобитник и вылизывать до одури I/V и восстанавливающий фильтр.

[IVX]

там главная тупость, это обрезание громкого цапа до 7 бит, при синусе - 35дб его придётся мьютить 4 раза за период, а такая коммуникация без глитча не бывает, именно это ограничивало параметры R2R цапов, не избежит данной учести и эта поделка. Cirrus и ESS(не все, только дешевые портабл) цапы делают не так, цап там один, но переключается усиление после него, причём не часто, а с психоакустическими тайм-константами включение 10-50мс, выключение 100-300мс, как у компрессора из продакшн студии. Это делает сработку практически незаметной, но артефакты всё равно отловить замерами легко, кроме того, они не идут на такие огромные скачки гейна, как 42дб, а всего лишь 6-10дб, в пользу меньшей заметности. ИМХО, чудак выдающий себя за дизайнера этого цапа, сильно неаккуратно врёт про шум, про дд и прочее. Например, он утверждает, что его результирующий шум 40нврмс и "броадбэнд", что вообще полный нонсенс, непонятно что это может означать для аудио, видимо нечто многократно превышающее 20кгц. Только один резистор для 40нв при комнатной Т 27С, должен быть 4.8ом, а тут балансный выход, так что ещё ниже. В то же время, чудак назвал выходной импеданс цапа 1.8ом, пардон, но это дало бы 30% вклада в 40нв шум! Да и откуда 40нв взяться, если с 4490 2uV A-weighted шума, ну ок, поделит он делителем на 25, получится 70нв+, но не 40 же. Дальше, он заявил выходное напряжение 11в, а не 2в, то есть эти 70нв с предельно низкоомного делителя, теперь умножаем на 5.5, чтоб прийти к 11в выхода от 2в. 660нВ притом не броадбэнд, а 20-20кГц получается т.е. в 16.5 раз хуже )) Поэтому моё имхо такое: фуфло!

[tomtit]

Offтопик:
КТ315/361 очень хорошо себя показали в жидком азоте.
Шумели мало и, главное, что корпуса не трескались.
Наверное мужик выведал как-то секретную Советскую технологию.

[IVX]

ещё один удивил вчера в дискорде, он замерил 1к осц Виктора, правда всего 5 гармоник, но THD -163дб(-156дб для Н2..Н19) в любом случае топ.

[Meta|_]

Offтопик:
"-200дБ" скоро перестанет быть шуткой

[IVX]

-150дб вполне достаточно, тогда на 10к можно ожидать -130дб, всё что ниже - "спорт высоких достижений".
К слову, подход DAC+LPF даёт с самыми дешевыми цапами(Meizu HiFi DAC я видел за $13), без каких либо подстроек все гармоники около -150дб и меньше. При этом и THD+N вполне на спортивном уровне, что практически невозможно с аналоговым осциллятором.

[ByOl]

DAC+LPF даёт с самыми дешевыми цапами(Meizu HiFi DAC я видел за $13), без каких либо подстроек все гармоники около -150дб и меньше. При этом и THD+N вполне на спортивном уровне, что практически невозможно с аналоговым осциллятором.

Только форма юбки говорит о том, что осциллятор аналоговый

[Alex]

Только форма юбки говорит о том, что осциллятор аналоговый

?????

DAC+LPF

[tomtit]

Сделал лабораторную работу. На cвоём FIR-ДАКе запрограммировал обычный DSD256 выход c RZ.
На 1кГц синусе получил все гармоники ниже -146дБс. Причем первые 5 ниже -156дБ.
THD(H2..H19) получился 0.0000132%. Тут уж неизвестно чьи гармоники смотришь, то ли ЦАП то ли АЦП с АПУ.

Одна беда SNR всего -110дБА при 18.0 битах ENOB(по показаниям REW).
50% сигнала уходит на получение RZ и ещё 50% из того что осталось на ограниченный коэффициент модуляции.
Но модуляцию можно поднять до 75% без проблем.
В общем теория, что все проблемы - в восстанавливающем фильтре, подтвердилась.
Любой хорошо сгенерированный DSD с RZ решает проблему гармоник.
С ШИМ модуляцией гармоники получаются немного выше -140dB, но зато SNR > 119dB и 19.5bit ENOB.
Всякие супертехнологии только добавляют SNR и ничего кроме этого.

P.S. Сказанное выше немного устарело. Исправил ошибку, поднял индекс модуляции,
получилось те же SNR=119дВА, ЕNOB=19.5 и THD=-140дБ суммарный для Н2..Н19.
То есть THD=0.00001%!
Лабораторная закончена. Если интересно, могу показать спектр выхода с АПУ и без него.

[IVX]

Сделал лабораторную работу. На cвоём FIR-ДАКе запрограммировал обычный DSD256 выход c RZ.
На 1кГц синусе получил все гармоники ниже -146дБс. Причем первые 5 ниже -156дБ.
THD(H2..H19) получился 0.0000132%. Тут уж неизвестно чьи гармоники смотришь, то ли ЦАП то ли АЦП с АПУ.

Одна беда SNR всего -110дБА при 18.0 битах ENOB(по показаниям REW).
50% сигнала уходит на получение RZ и ещё 50% из того что осталось на ограниченный коэффициент модуляции.
Но модуляцию можно поднять до 75% без проблем.
В общем теория, что все проблемы - в восстанавливающем фильтре, подтвердилась.
Любой хорошо сгенерированный DSD с RZ решает проблему гармоник.
С ШИМ модуляцией гармоники получаются немного выше -140dB, но зато SNR > 119dB и 19.5bit ENOB.
Всякие супертехнологии только добавляют SNR и ничего кроме этого.

P.S. Сказанное выше немного устарело. Исправил ошибку, поднял индекс модуляции,
получилось те же SNR=119дВА, ЕNOB=19.5 и THD=-140дБ суммарный для Н2..Н19.
То есть THD=0.00001%!
Лабораторная закончена. Если интересно, могу показать спектр выхода с АПУ и без него.

если в пределах 5врмс, то APU все гармоники меньше -150дб, почти 100% гарантия, можете проверить их R/R/R делителем(500ом резисторы 3шт покрупнее!), т.е. раза в 3 меньшим напряжением, расклад гармоник н изменится. FFT конечно покажите, если модер и удалит, мы-то всё равно увидеть успеем ;)

[tomtit]

Offтопик:
Что меня сильно огорчило в этой истории - это то, что теперь каждый дурак может вывести с Аманерки DSD на сдвиговый регистр с учетверённым мастерклоком, и с помощью схемки на 3х OPA1656 и маленькой кучки резисторов и конденсаторов, получить прекрасный DAK с искажениями -140дБ и динамическим диапазоном 120дВА.
Обидно времени потраченного на ФПГА и модуляторы.

[Meta|_]

Offтопик:

теперь каждый дурак может вывести с Аманерки DSD на сдвиговый регистр

Концепция известна чуть ли не с появления DSD, и многие в эту сторону ходили. Специально не искал, но мне не попадались ЦАПы, сделанные по этому принципу с -140дБ THD и 120дБ ДД. Выходит, всё-таки не каждый дурак

[Alex]

Концепция известна чуть ли не с появления DSD, и многие в эту сторону ходили.

"С появления DSD" многие думали что достаточно будет вообще простой RC-цепочки.
И многие "в эту сторону ходили"...

---------- Сообщение добавлено 20:35 ---------- Предыдущее сообщение было 20:31 ----------

каждый дурак может вывести с Аманерки DSD на сдвиговый регистр с учетверённым мастерклоком, и с помощью схемки на 3х OPA1656 и маленькой кучки резисторов и конденсаторов,

Это про DSC, или как там его, где AFIR на сдвиговом регистре и резисторах?

[tomtit]

"С появления DSD" многие думали что достаточно будет вообще простой RC-цепочки.
И многие "в эту сторону ходили"...

---------- Сообщение добавлено 20:35 ---------- Предыдущее сообщение было 20:31 ----------



Это про DSC, или как там его, где AFIR на сдвиговом регистре и резисторах?

Технология супер простая:
На каждый бит ДСД надо выплюнуть последовательность из 4х битов.
То есть для ДСД256 клок нужен 1024х.
Бит№1 =1
Бит№2 = дсд
Бит№3 = дсд
Бит№4 = 0
Потом это проходит через дифференциальный AFIR длиной 16 с одинаковыми резисторами по 10к.
Ну а потом, конечно, восстанавливающий дифференциальный ФНЧ.
И всё!
Пики на 3.5кГц и 18кГц - (-140дБс) подмешаны для контроля измерений.
Графики идут парами: через АПУ и напрямую.

[dortonyan]

Что меня сильно огорчило в этой истории - это то, что теперь каждый дурак может вывести с Аманерки DSD на сдвиговый регистр с учетверённым мастерклоком, и с помощью схемки на 3х OPA1656 и маленькой кучки резисторов и конденсаторов, получить прекрасный DAK с искажениями -140дБ и динамическим диапазоном 120дВА.
Обидно времени потраченного на ФПГА и модуляторы.

1. FPGA все равно удобнее, т.к. музыка далеко не всегда выводится через плеер с плагином конверсии звука в DSD поток.
2. -140дБ "каждый дурак" не получит, т.к. для этого нужно еще правильно сделать плату.
3. -140дБ - для аудио в любом случае оверкилл. "Обижаться" можно было уже на значении -110...-120дБ. Все что больше - спорт высоких достижений и метрология, не имеющие отношения к звуку.
4. Описанное решение хоть выглядит просто по принципу, но довольно громоздко схемотехнически, что для аудио применений не есть хорошо. Т.е. все равно есть куда стремиться: упрощать AFIR и восстанавливающий ФНЧ.

Концепция известна чуть ли не с появления DSD, и многие в эту сторону ходили. Специально не искал, но мне не попадались ЦАПы, сделанные по этому принципу с -140дБ THD и 120дБ ДД.

Кстати да. У меня даже на 1792, не смотря на интегральное исполнение, линейность получилась далеко не рекордная (правда я не пробовал подавать на нее поток в RZ формате).

Это про DSC, или как там его, где AFIR на сдвиговом регистре и резисторах?

Соб-но все уже обсуждалось, только без RZ (который в прочем тоже обсуждался, но до реализации видимо никто не дошел).

Бит№1 =1
Бит№2 = дсд
Бит№3 = дсд
Бит№4 = 0

Может лучше так?
Бит№1 = дсд
Бит№2 = 1
Бит№3 = дсд
Бит№4 = 0
Или для дифференциального AFIR без разницы?

[Meta|_]

"Обижаться" можно было уже на значении -110...-120дБ. Все что больше - спорт высоких достижений и метрология, не имеющие отношения к звуку.

Вот-вот, а это получить ещё проще - взять подходящую микросхемку и аккуратно собрать по даташиту И мест, где потенциально можно налажать будет меньше чем с DSD/RZ-AFIR, то есть тезис "любой дурак..." оказывается правдоподобнее.

[IVX]

будь это коммерческий проект, ДД 119дб(А) легко можно "улучшить" до -130-140дб(А), трюком на который пошёл сиррус с его 43131/43198. Похоже, что они взяли свой старый 2000г 4398 с ДД 120дб(А) и прикрутили модуляцию финального аналогового гейна, просто 2 положения 0дб и -20дб. В итоге, AES 17 DR тест требующий воспроизведения -60дбфс 1кгц, воспроизводится как -40дбфс с аналоговым гейном -20дб.