Шумы в ЦАПе на SM5813+TDA1541A

[Сухоруков Сергей]

Собрал макет внешнего ЦАПа на CS8412+SM5813+TDA1541A+AD823. Преобразователь I/U - как в даташите для 1541, только на AD823.
Нагрузка AD823 - через 300 Ом наушники Sennheiser 650, 300 Ом.
На малых уровнях сигнала (регулятор громкости проигрывателя почти в крайнее левое положение) прослушиваются шумы и искажения. В положении проигрывателя "Stop" и "Pausa" шумов нет.
На средних уровнях громкости и выше звук хороший.
Для питания "+5", "-5", "-15" и "+-12" отдельные стабилизированные источники.
Пробовал разные НЧ-фильтры, разные ОУ. Пробовал с шунтирующими конденсаторами DEM-ячеек и без них. Пробовал с конденсатором на выводах 16-17 и без него с внешним сигналом.
Радикального снижения шумов нет.
Кто-нибудь сталкивался с такой проблемой?

[RuDiger]

Действительно, как сказал Dortonyan, можно попробовать с 24 битным клоком. Но придется менять приемник, который сможет отдать 384*Fs мастер-клока при аппаратной конфигурации. DIR9001, например.

[Сухоруков Сергей]

Сергей, а в каком режиме у вас включен SM5813? (имею ввиду джамперы CKSL и CKDV)
Похоже, в приведенной вами схеме выбран режим 256Fs, а это вообще 32 клока на период.
Быть может есть возможность включить SM5813 в режим 192Fs или 384Fs? Тогда это уже будет 24 клока и может таки заработает нормально.

Режим 256Fs выбран, чтобы согласовать ЦФ с приёмником на CS8412.

---------- Добавлено в 12:33 ---------- Предыдущее сообщение в 12:29 ----------

Но придется менять приемник, который сможет отдать 384*Fs мастер-клока при аппаратной конфигурации.

Это точно.

---------- Добавлено в 12:35 ---------- Предыдущее сообщение в 12:33 ----------

Вечером, размышляя над советами коллег, пришёл к выводу: для растягивания 16 клоков на период L/R (он же LRCK, LE/WS,WCKO) не нужна ни ПЛИС, ни десяток корпусов логики. Достаточно двух корпусов: 4 вентиля И-НЕ и счетчик с коэффициентом пересчета 16.
Три вентиля используются для генерации импульсов бит-клоков частой около 6 МГц. Как я думаю, эта частота может составлять от 5,8 МГц (чтобы уложилось 16 клоков на период L/R) до 10 МГц (11,28 МГц слегка многовато – младшие биты не проходят; уменьшить процентов на 10-15, и всё будет в порядке). Четвёртый вентиль – схема совпадений, вырезающая 16 бит-клоков из последовательности импульсов частотой 6 МГц. Счётчик вырабатывает сигнал для схемы совпадений, запрещающий прохождение импульсов через 16 бит-клоков. По отрицательному фронту сигнала WCKO от ЦФ счетчик будет сбрасываться, и бит-клоки снова пойдут через схему совпадений, работа схемы будет повторяться. Сигнал с выхода схемы совпадений подается на вход BCK м/с 1541, заменяя сигнал BCKO от ЦФ 5813.
В качестве вентилей можно использовать 555ЛА3, в качестве счетчика 555ИЕ8, если достаточно асинхронного режима работы счётчика, или 555ИЕ18,если потребовать синхронность.
Для затравки можно попробовать один корпус 555ЛА3 (люблю элегантные решения), без счётчика, а на второй вход схемы совпадений подать сигнал не от счётчика, а WCKO от ЦФ. Конечно, при этом нельзя гарантировать, что бит-клоков будет ровно 16, но это, может быть, и не страшно.

[Lexus]

Сергей, обратите внимание на изображение в сообщении №86. Тактов BCLK на выходе SM5813 и так 16. Здесь дело не в количестве тактов, но в длительности импульса. Его нужно именно растянуть.

[Сухоруков Сергей]

Сергей, обратите внимание на изображение в сообщении №86. Тактов BCLK на выходе SM5813 и так 16. Здесь дело не в количестве тактов, но в длительности импульса. Его нужно именно растянуть.

Верно, но там мгновенная частота этих 16 битклоков 11,28 МГц. Я же предлагаю заменить этот радиоимпульс на другой, у которого частота наполняющих импульсов около 6 МГц. Их сгенерирует вспомогательный генератор. В простейшем случае - мультивибратор на двух вентилях И-НЕ.

[yan]

предлагаю заменить этот радиоимпульс на другой, у которого частота наполняющих импульсов около 6 МГц.

Что-то не сходится.
Цифровой фильтр выдаёт данные по своему клоку. Отдавать данные по внешнему клоку фильтр не будет.

Для снижения мгновенной скорости канала ЦФ-ЦАП потребуется буферная память в каком-либо виде.
Например можно данные канала задвигать в пару 74hc595 (или 74hc164) по быстрому клоку,
перещелкивать по фронту вордклока в пару hc165
и из них выдавать на ЦАП по медленному клоку.

[Сухоруков Сергей]

Что-то не сходится.
Цифровой фильтр выдаёт данные по своему клоку. Отдавать данные по внешнему клоку фильтр не будет.

Никто и не требует от ЦФ этого. Он работает, как работал. Просто мы не используем сигнал ВСКО от ЦФ, а вместо него подаем на вход ВСК 1541 другую пачку импульсов с частотой заполнения 6 МГц, и начало этой пачки синхронизировано с отрицательным фронтом сигнала WCKO, вырабатываемого ЦФ.

[Serge_L]

У Вас каждый импульс битклока должен загружать битик с линии Дата. Данные на линии Дата будут выставлены в ритме ЦФ. Если Вы начнете просто менять частоту битклока - синхронизма не станет.
Ян все верно написал про реализацию. У Вас просто пропадет пауза до слова другого канала.

[Сухоруков Сергей]

Да, коллега, Вы правы насчёт синхронизма. Надо ещё подумать.

[dortonyan]

Для реализации самого простого, что тут можно придумать потребуется плисина на 64 ячейки минимум...
Те, кто оставил здесь комментарии, итак в свое передумали все что только можно.
Поэтому, для тренировки мозгов, можете поизобретать (это несомненно полезное занятие), но вконце все равно прийдете, либо к CPLD либо к куче корпусов лоогики, либо к другому ЦФ, либо ....
В общем к тому что тут уже предлагали.
Со своей стороны могу лишь порекомендовать, как оптимальный вариант, использовать SM5803 (раз он у вас имеется), или все таки применить SPDIF рессивер с поддержкой 192 или 384Fs, но вариан с заменой рессивера конечно не 100-процентный (все равно превышение частоты битклока).

[RuDiger]

Навскидку, получается 4 корпуса логики на канал + 1 D-триггер... При весьма ракообразной разводке печати (Ну, или проводочками )

[dortonyan]

Навскидку, получается 4 корпуса логики на канал

Можно и по два: 673 (674) регистра с доп. обвесом логикой, но все равно, без плисины, как ни крути - ракообразно.

[Serge_L]

Навскидку, получается 4 корпуса логики на канал + 1 D-триггер... При весьма ракообразной разводке печати (Ну, или проводочками )

А как Вы собираетесь промежуточные данные сохранять без регистров?

[Сухоруков Сергей]

Коллега Yan был прав: нужен 16-разрядный буфер. Даже два, по одному на каждый канал.
А если вдуматься, то – четыре буфера, по два на канал. Один буфер заполняется данными по тактовому сигналу ЦФ, а другой в это время выгружается в 1541 с тактовой частотой 6 МГц. Затем буферы меняются ролями и т.д. Если использовать 8-разрядные регистры, понадобится 8 корпусов. Общее количество корпусов дополнительных м/с для реализации «растягивания» 16 битклоков составит 11-12. Довольно громоздко. Правда, если найти 16-разрядные регистры (может быть, такие есть), количество корпусов сократится на 4, до 7-8.

[RuDiger]

Serge_L, я под "логикой" и подразумевал регистры.

dortonyan, а я и не слышал про 16-битные сдвигалки - спасибо, будем иметь ввиду! Тогда ещё проще (правда, вопрос доставаемости таких регистров)... Для бит-клока просто делим входную тактовую частоту ЦФ пополам D-триггером. Выход (прямой или инверсный) триггера выбираем тот, что ближе окажется к середине бита данных. Но здесь всё зависит от экземпляра ЦФ : судя по ДШ, разброс довольно большой и можем вообще не попасть.
Итого, в идеале, 5 корпусов.

[dortonyan]

У техаса есть и 64-битные и более, но стоимость их в несколько раз выше CPLD такого же объема. 24-х разрядный, помоему есть даже в советском справочнике Шило.
Т.е. я полагаю, что это спецприборы для военки или еще куда, где по каким-то причинам (возможно и бюрократическим) нельзя применять современые (и более дешевые) ИМС.
Кроче: для данной цели применять стандартную логику гораздо геморойнее (и наверное дороже), чем научиться (если никогда раньше не делал) и сделать проект для CPLD.
Для этой цели (замена нескольких корпусов одним) и выпускаются дешевые CPLD типа MAX3000 или MAX II. При этом не требуя от разработчика новых навыков - не знаешь VHDL - рисуй в графике.

[Сухоруков Сергей]

Попробовал поварьировать напряжения источников питания: "+5" и "-5" до 6,5В; "-15" от -9 до -17В. Звук, конечно, меняется, но шумы на малых уровнях остаются, хотя вроде бы становятся менее заметными при повышенном напряжении питания. При понижении напряжения звук заметно деградирует.

[s3tup]

Тдашка не греетцо? При разгоне - помимо поднятия питания, еще и охлаждать нужно, притом сильно.

Только так сразу жидким азотом - не стоит.

[Сухоруков Сергей]

Тдашка не греетцо? При разгоне - помимо поднятия питания, еще и охлаждать нужно, притом сильно.

Нагрев есть, но не очень сильный - рука терпит. К тому же я старался долго не гонять на повышенных напряжениях.

[Сухоруков Сергей]

На той неделе должны подойти DIR9001. Попробуем вместо 8412.

[Сухоруков Сергей]

Поступают вопросы по применённым микросхемам, в частности, по ЦФ. Для интересующихся выкладываю фотографию опробованных в проекте SM5813APT.