Генератор синуса с гармониками

[E.Sokol]

Существует концепция измерения, при которой к синусу подмешиваются его гармоники с небольшой амплитудой в противофазе. Такую задачу и решает эта программа. Помимо гармоник (которые можно выборочно отключать) есть ещё три дополнительные частоты для вспомогательных задач. Также можно округлять частоту синусоиды к значению, нацело укладывающуюся в стандартные размеры FFT (2048/4096/etc), чтобы избежать влияния оконных функций.

Все значения громкости относительно Master`а, режим auto дополнительно подгоняет уровень сигнала под 0 дБ, ориентируясь на измерения пиковых значений при воспроизведении.

Драйвер вывода звука пока только WASAPI, shared/exclusive режимы и выбор частоты дискретизации присутствуют. В режиме shared может происходить неявная передискретизация, если частота дискретизации не поддерживается устройством. В режиме exclusive поддерживаются только частоты от драйвера, в остальных случаях появится сообщение об ошибке.

Значения в полях ввода также можно менять мышкой с нажатой левой кнопкой и Ctrl или Shift на клавиатуре, по аналогии с элементами управления ползунок или полосой прокрутки. Ctrl - для быстрого изменения значений, Shift - для медленного, Ctrl+Shift - особо медленного с дополнительным разрядом.

Сама программа: HarmonicSineGeneratorPro.v.2.1.zip, для работы может потребоваться установка .NET Framework 4.

[IVX]

а причём вроде фаза-то, если LUT это отрисовка нелинейности цапа, приложенная зеркально? Нарисуете выгнуто/вогнуто параболу, скомпенсируете 2ю гармонику 0/180гр. Кстати, ESS это называет средством для компенсации внешних искажений, а не цапа.

[ViktKors]

а причём вроде фаза-то, если LUT это отрисовка нелинейности цапа, приложенная зеркально? Нарисуете выгнуто/вогнуто параболу, скомпенсируете 2ю гармонику 0/180гр.

Ну да. А если вторая гармоника под 45 градусов?
Тогда получается две "параболы" - по пути "туда" и по пути обратно".
Т.е. нужна уже не одна LUT, а две, плюс простейшее правило, когда какую применять.

А для третьей и более высоких гармоник это все еще сложнее.

Кстати, ESS это называет средством для компенсации внешних искажений, а не цапа.

Я бы тоже так назвал
Тем более по нынешним временам при известных условиях с фазой в звуковом диапазоне все более-менее. На 1 кГц - так вообще отлично.
Т.е. название вполне оправдано.

[IVX]

1кгц этим LUT правится отлично, 10кгц тоже ок, хотя оптимальные значения уже не те. Выходит 0/180гр фазы вполне достаточно.

[ViktKors]

1кгц этим LUT правится отлично, 10кгц тоже ок, хотя оптимальные значения уже не те. Выходит 0/180гр фазы вполне достаточно.

Смотря для чего. Чтоб ЦАП подчистить - да.

Чтоб из посредственного (в типовом случае) ЦАП сделать образцовый генератор - едва-ли.
Вот я набрал фазы реального примера компенсации гармоник, тут хорошо видно насколько фаза укладывается в "0/180 градусов":

Черное - основной тон, цветные - гармоники.
Ну то есть явно видно, что фаза гармоник тяготеет к "удобным" величинам. Т.е. LUT вполне имеет право на жизнь.
Но видно и то, что отличия от "0/180" градусов заметны, да и стоит принимать во внимание, что выхлоп не полный шлак.

Вот номер гармоники .. значение фазы .. отклонение фазы от 0/180 градусов (от 90 градусов для четных):
2 .. -105° .. 15°
3 .. -170° .. 10°
4 .. -101° .. 11°
5 .. -177° .. 3°
7 .. -172° .. 8°

Погрешность фазы элементарно пересчитывается в степень подавления гармоники (фактически это значение в радианах). Т.е. если перевести в децибеллы, максимальные значения подавления гармоник LUT-овским методом в этом конкретно ЦАП будут:
2 .. 11.7 dB
3 .. 15.2 dB
4 .. 14.4 dB
5 .. 25.6 dB
7 .. 17.1 dB

Т.е. 12-15 дБ, как для ЦАП - так отлично (ЦАП THD в -140 дБ это круто).
А для превращения ЦАП в замену генератора - ни в какие ворота, на фоне таких палок искажения усилителя едва-ли получится разглядеть
ИМХО, конечно

[E.Sokol]

Обновил программу, вроде все пожелания учёл.

---------- Сообщение добавлено 16:17 ---------- Предыдущее сообщение было 16:00 ----------

Offтопик:

Да, кстати, а почему эта тема в разделе "Акустика"?

Уже нет, Слон перенёс.

[IVX]

Чтоб из посредственного (в типовом случае) ЦАП сделать образцовый генератор - едва-ли.

ну видимо так и есть, хорошему цапу стать ещё лучше, причём дб на 6-8, LUT самое то, но в -150дб там конечно не выдавить, видимо фазовая ошибка и является ограничением в таком случае.

[E.Sokol]

Поспешил выложить новую версию, баг пробрался. Возможно, даже не последний. Хорошо, что никто не заметил)

[maxssau]

Offтопик:

Хорошо, что никто не заметил)

а ты думаешь много народу этим пользуется?

[E.Sokol]

Offтопик:

а ты думаешь много народу этим пользуется?

Статистика скачиваний за 1 день показала что 8. По мне так дохрена.

[IVX]

ого, а я хотел было попробовать на днях с двойным 9038Q2M.

[Alex]

Статистика скачиваний за 1 день показала что 8. По мне так дохрена.

Ну я вторую версию скачал, причем два раза (с ноута и с дестопа) но запускал только интерфейс посмотреть, на реальный сигнал не включал (не с чем и некогда было).
А тут оказывется - ее и не надо было включать, уже есть 2.1

(Hint: когда аттачишь файл к сообщению, для не картинок лучше не ставить галочку "вставить в текст", тогда файл идет в конце сообщения именно как аттач, а рядом с ним - счетчик скачиваний )

[minimalman]

может дело в том, что исходные искажения там довольно велики

По идее, чем больше искажения, тем проще их задавить компенсацией, не?

---------- Сообщение добавлено 03:37 ---------- Предыдущее сообщение было 03:34 ----------

А если вторая гармоника под 45 градусов?

Гармоники - это проявления нелинейности ЦАПа при синусоидальном воздействии, так что фаза тоже определяется кривизной АХ (в 1м приближении по крайней мере).

[IVX]

в 9038 так же компенсация начинает терять эффективность, если гармоники ниже -135-140дб, будто коэффициенты LUT дрейфуют, вернее гармоники шевелятся. Вот только ты вывел -140-150дб, и на глазах она сама собой ушла к -135дб. С ADAU1700 было так же, только уровень гармоник дб на 20-30 выше. Другими словами, ощущение такое, как если бы ADAU1700 уже компенсирован.
Гармоники не только нелинейность цапа, а все нелинейности вместе, включая сам аналайзер. У меня был интересный случай полной не выводимости 2й гармоники в ацп, оказалось, это было влияние риппла шины питания оу, которое использовалось для переключения мосфетов аттенюатора. На шине >3000мкф вместе с током потребления, делали сдвиг фазы 2й гармоники и модулировали гейты мосфетов. LUT ацп против этого был совершенно бессилен.

[maxssau]

IVX, а для ЕСС какой наименьший thd удалось сделать?

Для 5381 у меня ниже 0.00002% не удалось сделать. Гармошки ведут себя как коромысло, что то удаётся положить под полку, но другие начинают вылезать или начинают колебаться. Как вариант в программе сделать ещё точнее подбор амплитуды и фазы, но первоначальная калибровка тогда может затянуться на неопределенное время.

Вполне возможно что это лимит ЦАП АК4493.

ViktKors, интересно было бы увидеть результаты Вашего setup

[IVX]

я не пробовал обсуждаемый апп, поскольку там обнаружился баг. Я сюда поглядываю, как автор допилит, попробую. А вообще, я хочу добавить отключаемый 1/10кГц LPF к Cosmos DAC, который собираюсь выпустить в линейке Cosmos, где уже Cosmos ADC(тот самый на 9822) и Cosmos APU(SSM2019 преамп + нотч). Прото с таким LPF показывает -125дб THD+N, что недосягаемо для APx555b например, гармоники можно исследовать -140дб и ниже, супер костэффективное и стабильное решение. Хотя, можно дать и наборный синус для компенсации, всё равно мы пишем ффт софт для Cosmos, почему бы не добавить столь простую штуку, если выяснится, что так скомпенсированный 9038 даст результат чище, чем его LUT. Тогда можно было бы выкинуть LPF из цапа, но что-то мне сомнительно, понимаете, LPF очень стабилен и гарантированно снижает не только гармоники, но и шум, который совсем неалё даже у АР. Кстати, не держал в руках самодельных аналоговых генераторов, популярных в DIY, но судя по их схемам, шум там тоже прилично высокий и THD+N там совсем не впечатляющий(просто импеданс частотозадающих RC высоковат, что конечно хорошо для низких гармоник, но не для шума).

[E.Sokol]

я не пробовал обсуждаемый апп, поскольку там обнаружился баг.

Так а что за баг-то? И как вы его обнаружили, если не пробовали обсуждаемый апп?

[IVX]

Поспешил выложить новую версию, баг пробрался. Возможно, даже не последний. Хорошо, что никто не заметил)

так вот же, ваш пост.

[E.Sokol]

так вот же, ваш пост.

Так я конечно же его исправил и прогу перезалил, прежде чем написать об этом. А "никто не заметил" - потому что он не критичный и касался округления на граничной к нулю частоте, и стрелками частота не менялась при выключенном округлении.

[maxssau]

Offтопик:

А в чем магия 170х? В цене? Я когда делал макет с FIFO как раз для отладки использовал адау1701, честно говоря не увидел ничего особенного ни в звуке ни на замерах и сейчас вижу только одно достоинство - цена.

[IVX]

Так я конечно же его исправил и прогу перезалил, прежде чем написать об этом. А "никто не заметил" - потому что он не критичный и касался округления на граничной к нулю частоте, и стрелками частота не менялась при выключенном округлении.

ок, попробовал, было: 2я -143.2дб, 3я, 5я, 7я на -140дб, компенсировал месяцы назад средствами LUT 9038q2m(mono mode). Стало: 2я -151.6дб, 3я 150.5дб, 5я и далее почему-то сразу выросли, даже до того, как я добавил 2ю и 3ю для компенсации и я их не пытался компенсировать. 2я была добавлена тупо на -143дб и сразу получился почти минимум, добавил до -142дб поправку в итоге. 3я никак не давалась вообще, начал искать фазой и нашёл на 112гр в принципе те же -140дб, что и показывал цап. Таким образом, можно автоматизировать компенсацию, поскольку амплитуда гармоник известна, а фазу прогнать 0-180 минутное дело. 2/3я дышат, лучший случай за пару минут -154.2/-157дб, худший -147.8/-147дб. На счёт долговременной стабильности, хз.




---------- Сообщение добавлено 16:24 ---------- Предыдущее сообщение было 16:22 ----------

PS: THD+N чуток увеличился, с 0.000077% до 0.00008%, вероятно из-за подросших 5-9 гармоник.
Меньше -155дб я не уверен, что нотч верен, да и -160 уже нойз флур.