Вопросы по проектированию ЦАП на ES9038PRO

[Дмитрий Косачев]

Потихоньку для себя проектирую ЦАП на ES9038PRO и возникающие вопросы буду задавать в этом посте.

Т.к. программирование USB-транспорта несколько выше моей квалификации, то буду использовать уже готовый - XingCore U30 с переделками.

И первый вопрос, который у меня возник - в каком режиме использовать ES9038PRO?

1. Асинхронный Slave, с тактированием ES9038PRO от внешнего генератора на 100 МГц и без использования MCLK от XingCore U30, без реклока после гальваноразвязки.
2. Синхронный Master, с тактированием ES9038PRO от внешних переключаемых генераторов на 49.152 МГц и 45.1584 МГц и выводом MCLK через GPIO на ПЛИС XingCore U30, с реклоком после гальваноразвязки.

Насколько первый вариант будет хуже второго? Что лучше выбрать?

[Alex]

что всё-таки нужно мониторить все 4 линии, а не только разницу между двумя.
Т.к. горячий конец может пробить на плюс, а холодный - на минус, при этом наушник жив (с большой долей вероятности), но информации о выходе усилителя из строя нет.

Не понял, если один пробьет на + а другой на -, то разница будет максимальна! И наушникам это может не понравится.
Не будет если оба плеча пробьются одинаково - оба в + или оба в -. Тогда защита по разнице не сработает, но и наушникам пофиг, на них ноль.

---------- Сообщение добавлено 12:52 ---------- Предыдущее сообщение было 12:51 ----------

Один знакомый разработчик пояснил (если верно его понял и помню), что в этом чипе неотключаемый внутренний DC-DC, в результате отказался от идеи использовать его.

Какой еще "DC-DC" в 9038?!

[Adson]

Offтопик:
Alex, а недавно Вы упоминали опять то, что передавали I2S на расстояние в несколько метров (казалось, что в этой ветке, но похоже, что нет, и не могу найти). Так и не намекнёте как это можно качественно сделать? А то уж который год мучает этот вопрос.

---------- Сообщение добавлено 12:55 ---------- Предыдущее сообщение было 12:54 ----------

Какой еще "DC-DC" в 9038?!

Возможно, неверно понял, сорри. Но как я понял, есть некий неотключаемый регулятор, который по качеству не удовлетворил. Могу ошибаться - в этом случае всё готов дезавуировать.

[Alex]

Offтопик:

, что передавали I2S на расстояние в несколько метров

Проверял на 20м, более длинного САТ6 кабеля уменя не нашлось.

Так и не намекнёте как это можно качественно сделать?

Я делал при помощи DS90UA101+DS90UA102.

[Дмитрий Косачев]

Если это важно, то из Китая через посредника прекрасно покупаются за разумные деньги. У меня уж больше года три пары прямо в Москве лежат.

Надо подумать в этом направлении, посмотреть еще раз даташиты на них, и поискать, есть ли в сети хоть какие-нибудь примеры по их программированию... Возможно действительно есть смысл сделать ЦАП на базе AKM.

Один знакомый разработчик пояснил (если верно его понял и помню), что в этом чипе неотключаемый внутренний DC-DC

К сожалению, больше чем даташитом на ES9038PRO я не располагаю, но, вроде бы, всё питание полностью внешнее и внутренний генератор можно так же отключить, перейдя полностью на внешнее тактирование...

Не понял, если один пробьет на + а другой на -, то разница будет максимальна! И наушникам это может не понравится.

Да, вы правы, ошибся со знаками. Но суть вы уловили правильно, когда на наушниках ноль и плечи пробиты, то мы не получаем от защиты информации о выходе усилителя из строя - мне это не нравится.

[Alex]

мне это не нравится.

Мне тоже
Хотя, главная задача (спасти нагрузку) будет выполнена. Я бы делал 4 канала защиты - два разностных, и два абсолютных, с (+) выходов каналов, или 4 абсолютных.

Offтопик:
P.S. Мне вообще не нравится идея балансного усилителя для наушников, не в портативе. Именно самого усилителя, а не балансного подключения самих наушиков (точнее 4-х проводное подключение, а не 3-х).
Но это уже не для темы о ЦАПах.

[Дмитрий Косачев]

Я бы делал 4 канала защиты - два разностных, и два абсолютных, с (+) выходов каналов, или 4 абсолютных.

Остановлюсь на банальных 4-х абсолютных (на двух счетверённых компараторах).
Будут выдавать 0/1 о состоянии на управляющий МК, а он уже по необходимости отключит выходные реле и сформирует задержку при включении (от щелчков).

Offтопик:

Мне вообще не нравится идея балансного усилителя для наушников, не в портативе.

Я вижу некоторые преимущества при суммировании на нагрузке, поэтому хочу опробовать в железе.
В целом, результат, наверняка, будет не сильно лучше, чем при использовании небалансного усилителя, но желание попробовать превозмогает.

[Alex]

В целом, результат, наверняка, будет не сильно лучше, чем при использовании небалансного усилителя, но желание попробовать превозмогает.

Если есть желание - надо пробовать

P.S. А с чего оно должно быть"лучше"? В портативе (и то не любом) оно понятно - от 3.7в батарейки без мостового усилителя сильно не раскачаешь, просто напряжения на выходе усилителя мало. Ну а не в портативе что ограничивает?

---------- Сообщение добавлено 14:20 ---------- Предыдущее сообщение было 14:19 ----------

(на двух счетверённых компараторах).
Будут выдавать 0/1 о состоянии на управляющий МК,

А 4-х каналов АЦП в МК нет? Можно было бы и без компараторов обойтись...

[Дмитрий Косачев]

А с чего оно должно быть"лучше"?

Я моделировал на стационарном сигнале - симметрия полуволн получается идеальная.
А на небалансном усилителе одна всегда хуже другой (в плане групповой задержки от частоты). Не то чтобы критично, но всё же.

А 4-х каналов АЦП в МК нет? Можно было бы и без компараторов обойтись...

Есть, но надо уровень сдвигать вверх (т.к. постоянка может быть как положительной, так и отрицательной, а ADC может только от 0 до VCC), а это еще буфер наворачивать с цепями смещения...
Короче говоря, с компараторами мне кажется проще. И не надо тянуть аналоговые линии до МК.

[Delta213]

то мы не получаем от защиты информации о выходе усилителя из строя - мне это не нравится.

Еще одна оптопара с выхода и на землю, у них открытый коллектор, можно параллелить.

[vadim1977]

Возможно, неверно понял, сорри. Но как я понял, есть некий неотключаемый регулятор, который по качеству не удовлетворил. Могу ошибаться - в этом случае всё готов дезавуировать.

то у 9038q2m встроенный dc/dc для получения 1,2 В (DVDD)

[Delta213]

Я делал при помощи DS90UA101+DS90UA102.

А я на n65lvds9637 n65lvds9638 15м исправно работало.

[EDDiE]

Offтопик:

Но как я понял, есть некий неотключаемый регулятор

чардж памп что-ли?

[Delta213]

Мне вообще не нравится идея балансного усилителя для наушников, не в портативе.

Почему? Я делал на тхс6012 и тхс4131, как раз удобно на них. У меня в одних наушниках производитель два кабеля положил, балансный и простой, пришлось делать.

[Дмитрий Косачев]

С защитой вопрос решен следующим образом:

На этом черновик ЦАПа завершен, буду потихоньку дополнять библиотеку и переносить всё в Altium (как закончу, то покажу полную схему).
Ещё параллельно подумаю насчет AK4191EQ + AK4499EXEQ, может под них переделаю...

P.S.: Посмотрел мельком даташиты на AKM (гораздо приятнее оформлены, чем у ESS) - тактирование от половины нужной для XingCore U30 частоты. Поэтому реализация ЦАП будет всё-таки на ES9038PRO.

[Alex]

Я моделировал на стационарном сигнале - симметрия полуволн получается идеальная.
А на небалансном усилителе одна всегда хуже другой (в плане групповой задержки от частоты).

С чего вдруг?!
И поэтому 99.9% усилителей делают небеласнные? Как наушникоых, так и колоночных.

Есть, но надо уровень сдвигать вверх (т.к. постоянка может быть как положительной, так и отрицательной, а ADC может только от 0 до VCC), а это еще буфер наворачивать с цепями смещения...

А сделать землей МК минус питания не?

Да и вообще - если усилитель балансный, на кой ляд ему двуполярное питание?!

то у 9038q2m встроенный dc/dc для получения 1,2 В (DVDD)

Нет там никаких "DC-DC", там обычный линейный регулятор из 3.3 в1.2в
Упоминающийс в даташите чардж-памр - это не то, и его там тоже нет. Там есть только синхронизация внешнего, если он используется где-то.

А я на n65lvds9637 n65lvds9638 15м исправно работало.

Так это-ж просто драйвер а не сериализатор. Я-же не параллельно тянул (с этим есть вероятность сбоя синхронизации), у меня всё - WCLK, BCLK, несколько линий данных для многоканала, плюс I2C управления - все по одной витой паре передавалось в CML на бешенной частоте. Я только мастерклок их не использовал, он у меня по отдельной паре шел с меньшим чем у них джиттером.

Почему?

А зачем?

У меня в одних наушниках производитель два кабеля положил, балансный и простой, пришлось делать.

Я выше писал - балансные (т.е. 4-х проводные) кабель и разъемы наушников - это хорошо и правильно, но усилитель и при этом вовсе не обязан быть балансным. Это очередная удифилитическая блажь.

[Дмитрий Косачев]

С чего вдруг?!
И поэтому 99.9% усилителей делают небеласнные? Как наушникоых, так и колоночных.

Причин я особо не искал, потому что на них повилять я не могу (в разрезе операционных усилителей), но дело, скорее всего, в том, что верхнее и нижнее плечо не симметричны.
Ну, как p-n-p и n-p-n транзисторы, например - сделать на них симметричную схему, а по факту то не тут то было.

Небалансных больше, потому что это просто дешевле и тех, кто слышит разницу процентов 5, не больше. А у тех кто слышит, акустика есть (на которой можно это различить) у, дай бог, половины.

А сделать землей МК минус питания не?

Не, во-первых шума накачивать в минус мне совсем не хочется, и ему же еще управлять ЦАПом и прочим. - Заморочки с этим того не стоят.

Да и вообще - если усилитель балансный, на кой ляд ему двуполярное питание?!

С однополярным все эти модные аудио-операционники работают хуже. Нельзя их смещать.

[Alex]

Небалансных больше, потому что это просто дешевле

Нет, потому что мостовые не всегда и не везде нужны.
И их не "больше" а практически все.

скорее всего, в том, что верхнее и нижнее плечо не симметричны.

Полно абсолютно симметричных схем.
Помню еще в школе собирали (а это конец 70-х) схему Tiger-001 (или 002, не помню) - 100вт полной симметрии, от входных дифкакадов до выходного.
Только это не панацея.

Не, во-первых шума накачивать в минус мне совсем не хочется,

Какого "шума"? Где он в данном случае?
Даже если и вообразить что он есть, от соединения с минусом питания ничего не изменится.

и ему же еще управлять ЦАПом и прочим. - Заморочки с этим того не стоят.

Тогда да, согласен.

С однополярным все эти модные аудио-операционники работают хуже. Нельзя их смещать.

С чего это вдруг?! Операционник и понятия не имеет с каким питанием он работает - у него нет земляного вывода. Он видит только плюс и минус. Входы обычно на пол питания. С точки зрения самогооперационника, это абсолютно ничем не отличается от двуполярного питания. Хоть аудио, хоть не аудио, хоть новые, хоть 70-х годов.
Да, там есть нюансы, но они совсем не в питании.

[Дмитрий Косачев]

Полно абсолютно симметричных схем.

Это они на схеме "абсолютно" симметричные, а на деле даже комплиментарные пары не будут одинаковыми.
Как минимум, будут разные входные/проходные ёмкости, а это уже даст разную групповую задержку в плечах.

Это не большая проблема и значительного выигрыша в звуке, в балансном исполнении не даст.
Вау эффекта не будет, но почему бы не попробовать выиграть хоть эти крохи.
Тем более сейчас звук вышел на такой уровень, что гонятся уже совсем за мелочами.

Какого "шума"? Где он в данном случае?

Даже от банального поднятия линии со слоя питания добавляется шум.
У меня всё будет питаться от импульсных преобразователей, которые наводок генерят до одури, но это мои заморочки, не люблю я старые-добрые 50 Гц.

С чего это вдруг?! Операционник и понятия не имеет с каким питанием он работает - у него нет земляного вывода.

Да, казалось бы так. Но, если взять и попробовать получить от OPA1612, например, даташитные искажения в однополярном питании, то ничего из этого не выйдет. Будут выше.


Получить и распределить это отрицательное напряжение питания тоже не такая большая проблема, чтобы от него решительно отказываться.

[Alex]

Как минимум, будут разные входные/проходные ёмкости, а это уже даст разную групповую задержку в плечах.

И на что это влияет?

Это не большая проблема и значительного выигрыша в звуке, в балансном исполнении не даст.

Вообще не дает.
В отличие от замены 3-х проводного кабеля на 4-х проводной.

Даже от банального поднятия линии со слоя питания добавляется шум.

Шум чего?

У меня всё будет питаться от импульсных преобразователей,

И при этом бояться каких-то мифических шумов от МК, если его земля сидит в минусе питания усилителя?
А куда исчезают эти шумы, если она в земле усилителя?

Да, казалось бы так.

Да не казалось, а так и есть.

Но, если взять и попробовать получить от OPA1612, например, даташитные искажения в однополярном питании, то ничего из этого не выйдет. Будут выше.

Не будут. А если даже где-то в какой-то схеме и будут - то причина не в ОУ.

[Дмитрий Косачев]

И на что это влияет?

Наш слуховой аппарат (ухо-мозг) очень чутко реагирует на фазу и когда мы слышим её искажения, то это ломает модель восприятия и звук становится как бы замыленным, размазанным. Детали уже слышны хуже.
Но это тема для отдельного холивара и многие со мной не согласятся.

Вообще не дает.

У вас же всё со слухом должно быть в порядке, проведите эксперимент: возьмите OPA1688, у неё максимально подходящая для этого топология. Такая, что даже клип получается несимметричным.
Сделайте два усилителя - один балансный, другой - "обычный". Разница должна чувствоваться.

Шум чего?

Наводок преобразователя питания, шум от генератора самого МК, ну это всё же банально. До топологии и её влияния мы еще дойдём по ходу пьесы, пока рано.