Простой ЦАП на PCM63(PCM58) для I2SoverUSB

[Serg138]

Задумал построить цап с софтверным апсемплингом для болгарского USB-транспорта на хмос. Благо этот транспорт может "рулить" напрямую старыми мультибитами. Целью ставилось выяснить насколько хуже (и хуже ли вообще) работа софтового ресемплера по сравнению с "железным" ЦФ. Решил не изобретать велосипед, поэтому за основу была взята хорошо известная и проверенная временем конструкция от Сергиот. В первую очередь это было сделано для совместимости со стандартными выхлопами для DAC6. Была удалена вся цифровая часть, остался "огрызок" с PCM63 и питанием к ним. И вот что из этого вышло.

Плата транспорта вставляется непосредственно в плату цапа. Для чего 6 штырьков разъема транспорта были перепаяны на нижнюю сторону платы. Единственное, что с самого начала не продумал, это не совместил крепежные отверстия обеих плат, выровнял только проекции края плат. Посчитал что плата транспорта будет крепиться своими стойками к корпусу. Возможно в следующей версии плат переделаю, если такая необходимость возникнет.

---------- Сообщение добавлено 09:29 ---------- Предыдущее сообщение было 09:20 ----------

Была проведена небольшая лабораторная работа по исследованию работы апсемплера. В названиях файлов указана частота дискретизации. Осц цеплялся на выход выхлопа. На экране часть увеличенной синусоиды, масштаб на всех трех фото одинаков. Как видно, уже при 4-х кратной передискретизации вид синусоиды становится более-менее приемлимым.

Сделана плата и под PCM58.
Схема цапа на AD1862 https://drive.google.com/open?id=1a9...bDcOGFfmpUVQcj




Схема полной версии цапа (с ЦФ).

[Sanny]

lionel, вырывание слов из контекста лекции - это, конечно, такой же хороший метод получить качественный звук, как полная безграмотность в вопросах ЦОС и аналоговой схемотехники

Ну, как бы механизм слух не объяснён (например, механизм верхней слышимой частоты по чистому тону) и поэтому вопрос достаточности, наверное, стоит оставить открытым..

[pyos]

Sanny, ещё в 30-ых годах Вевер и Брей объясняли этот механизм, поэтому лучше всё-таки не заниматься спекуляциями на пустом месте.

[lionel]

А откуда этой сумме взяться, если мы не пишем летучих мышей?
Обертона не дотягивают выше 20кГц.

Вы и вправду считаете что раз мы не слышим выше 20 кГц то и у музыкальных инструментов спектр также обрывается на 20 кГц? Клавесин? Орган с его микстурами 1*?

[lionel]

Тыц:

http://www.cco.caltech.edu/~boyk/spectra/spectra.htm



Добавлю цитату оттуда, которая кое о чем говорит:

X. Significance of the results
Given the existence of musical-instrument energy above 20 kilohertz, it is natural to ask whether the energy matters to human perception or music recording. The common view is that energy above 20 kHz does not matter, but AES preprint 3207 by Oohashi et al. claims that reproduced sound above 26 kHz "induces activation of alpha-EEG (electroencephalogram) rhythms that persist in the absence of high frequency stimulation, and can affect perception of sound quality." [4]
Oohashi and his colleagues recorded gamelan to a bandwidth of 60 kHz, and played back the recording to listeners through a speaker system with an extra tweeter for the range above 26 kHz. This tweeter was driven by its own amplifier, and the 26 kHz electronic crossover before the amplifier used steep filters. The experimenters found that the listeners* EEGs and their subjective ratings of the sound quality were affected by whether this "ultra-tweeter" was on or off, even though the listeners explicitly denied that the reproduced sound was affected by the ultra-tweeter, and also denied, when presented with the ultrasonics alone, that any sound at all was being played.

То есть, вроде как выше 20к никому не слышно, но на ЭЭГ видно. Если так, то из этого некоторые выводы следуют.


Вот ещё: https://old.computerra.ru/terralab/multimedia/217171/

[lionel]

Кто-то про вокал говорил, типа нафига козе баян, а вот что в статье: "Даже речь и та на свистящих-шипящих звуках распространяется до 40 кГц."

The proportion of energy above 20 kilohertz is low for most instruments; but for one trumpet sample it is 2%; for another, 0.5%; for claves, 3.8%; for a speech sibilant, 1.7%; and for the cymbal crash, 40%.

Про тарелки особенно интересно.

[Alex]

если записывать какой-то муз-инструмет с ненулевым спектром до 10кГц, то при движении этого инструмента или приёмника в пространстве (например, пеленг слушателем) спектр у входа в слуховой канал превысит "официальную полосу" звука.

Это-ж с какой скоростью он должен перемещаться в пространстве?

Вы и вправду считаете что раз мы не слышим выше 20 кГц то и у музыкальных инструментов спектр также обрывается на 20 кГц? Клавесин?

Спектр может быть и 100кгц, но что от этого толку, если мы и 20 не слышим, а многие и 15.

И как же ты выберешь частоту Fs для записи ещё неизвестного спектра (http://www.cco.caltech.edu/~boyk/spectra/spectra.htm - пример подхода к техоснащению и спектры обычных !!! музинструментов, которые как раз заметно "перетягиваю" выше 20кГц, уж котельников точно должен быть не доволен 40кГц-ами)?

А что, антиалиасные фильтры уже отменили?

---------- Сообщение добавлено 19:05 ---------- Предыдущее сообщение было 19:03 ----------

То есть, вроде как выше 20к никому не слышно, но на ЭЭГ видно.

Я когда ЭЭГ вплотную занимался, чего мы там только не видели!

[lionel]

Я когда ЭЭГ вплотную занимался, чего мы там только не видели!

Ну, если в этом ключе беседовать, то рано или поздно можно будет сказать: "Этого не может быть просто потому что этого не может быть, нас в школе учили что 20кГц и точка"

[Yurgen]

Т.е. юрген решил, что для всех людей на Земле есть польза, а что есть вред. На каком научном фактебазируется это утверждение про "не несут полезной информации", юрген? На том, что "человек - не летучья мышь"? где тут про пользу/вред акустических спектров в воздухе как переносчиков этой самой полезной-вредной инфы? Если ты скажешь - так мышь слышит выше 20-ти, а человек не слышит, то я тебя спрошу: а не КРГ ли лежат в основе этого твоего контраргумента ?

Проверяется очень просто, находим запись в которой есть ультразвук, обрезаем цифровым фильтром все что ниже 20кГц в ноль. Слушаем результат.

[lionel]

Offтопик:
(я ещё проще предложил пиосику - послушать сумму 30кГц+33кГц от двух колонок и двух генераторов, вероятность услышать разность в 3кГц, которой нет в воздухе, приближается к единице , но причина ощущения человеком этой разности - ультразвуковая объективно и вполне себе из жизни людей, а не летучих мышей) И что в изменениях слушаем? Тембра, пространство, движение? В том то и дело, что пока нет альтернативы прямому инвазивному методу определения частотной границы слухового сенсора. Пока частотная граница не определена ( этого в физиологии слуха не сделано до конца даже инвазивно, хоть кошек погибло много, а последние инвазивные опыты связаны, кстати о птичках и военных преступлениях, с деятельностью Бекеши в конце тридцатых начале сороковых в третьем рейхе), надо исходить из того, что спектральная граница любых акустических стимулов, приводящих к появлению ощущений, просто напросто неизвестна, а не высокая/маленькая.

Полностью согласен. У меня давно были мысли что частота среза в 70-100кГц это слишком мало. Но сейчас, слушая референсные DSD записи, понимаю что слышно разницу и между частотами среза 200кГц и 500. Это выглядит невероятно, но ее блин каким-то образом слышно. С другой стороны, Котельников... В чем реально дело мне до конца неясно. Ок, пусть бы у меня "кривая" 4я версия... Но в 7й на 1792 те же дела. Ну да, это бред конечно, но с тем что слышно не поспоришь...

Хотя бы потому бред что с этими наушниками при их 5Гц-50кГц полосе слышно этого быть уже не должно...

Процитирую Turbo_man, если я правильно понял то речь о том как звучит при отсутствии LPF:

Интересно это в первую очередь тем пользователям, которые таким образом хотят снизить требования или практически исключить восстанавливающий ФНЧ после ИУ преобразователя.

Что ОЧЕНЬ позитивно сказывается на пространственных характеристиках получающегося "саунд-стейджа" фонограммы. Локализация мнимых источников звука (КИЗов) получается просто ошеломляющей. Такого не удавалось получить ни от одного другого ЦАП-а.

[pyos]

Проверяется очень просто, находим запись в которой есть ультразвук, обрезаем цифровым фильтром все что ниже 20кГц в ноль. Слушаем результат.

Можно ещё проще - самому взять хайрез-запись и подмешать туда ВЧ-тон.

Правда, тут возможны ситуации, когда этот тон будет плодить интермоды или на сумматоре/ФНЧ, или (если послецаповые цепи достаточно линейны и частота среза выше частоты этого тона) на усилителе мощности, а они уже вполне могут быть слышны.

---------- Сообщение добавлено 09:25 ---------- Предыдущее сообщение было 09:10 ----------

Это-ж с какой скоростью он должен перемещаться в пространстве?

Заметь, кстати, на этот вопрос он ответа так и не дал

[Alex]

Заметь, кстати, на этот вопрос он ответа так и не дал

Ну дык, ему уже за 60, школу давно закончил, кто-ж упомнит что формулу допплера учили на физике.

Пусть лучше про нелинейные эффекты в воздухе еще порассуждает - прикольно.

[pyos]

Offтопик:

нелинейные эффекты в воздухе

Не, они как бы есть, но заметны становятся тогда, когда слушателей уже всмятку раздавило волной

ему уже за 60, школу давно закончил, кто-ж упомнит

Мне не сильно меньше, и я её тоже сразу не вспомню, но есть же гугл.

[EDDiE]

Блин, как страшно жыть ! (С) Р. Литвинова

[Alex]

теперь сравни тенденцию в аудио и видео - несмотря на то, что в начале ХХ века определена "критическая частота мелькания" в 12-16Гц нынешняя частота кадров в 160Гц никого не удивляет и все ясно чувствуют преимущество повышения на собственных глазах,

Ну это связано далеко не столько с частотой мелькания.
Кстати, тут ЭЭГ уже уплминали, так вот "критическая частота мелькания" конкретного индивидуума - это в сущности мода ЭЭГ альфа-бенде в затылочных отведениях

[vic57]

Offтопик:
Хотя бы кто-нибудь написал "куды крестьянину податься-то..?" а то- все о своем да о своем...

[pyos]

С пиосиком ясно - проверять "30+33" (*) не будет

А ведь я проверял. Не эти частоты (более высокие), и задолго до того, как ты начала балаболить на форумчиках. И результат описал выше - не слышно.
А вот кто не проверял - так это форумная балаболка гапошонка

Но тебе же ясно написали (это пиосик читать чужие сообщения не умеет) - спектр ЧМ/ФМ сигнала, к которому приводит движение источника/приёмника с ограниченной скоростью, в общем случае неограничен.

Гапошонка, ответь уж на вопросик про эффект Доплера. Или в случае равномерно прямолинейно движущегося источника у тебя тоже возникает неограниченный спектр?
А если даже принять случай возвратно-поступательного движения идающего звук тела по отношению к микрофону и рассмотреть спектр результирующего сигнала - ответь ещё на два вопроса:
1. С какой частотой и скоростью должно двигаться это тело, чтобы на частотах выше 20кГц возникли сколь-нибудь заметные составляющие в спектре?
2. Насколько велико затухание ультразвука в воздухе? Ты в своих балабольках почему-то рассматриваешь пределы линейности воздуха, как среды распространения волн, откуда и берутся смешные (и не имеющие отношения к реальности) числа вроде мегагерцовых частот дискретизации и 32-битных потребных глубин квантования (которые, кстати, едва ли можно будет достичь чисто физически в обозримом будущем, если говорить о сколь-нибудь высоких частотах), но предпочитаешь "забыть" о потерях в реальной среде (включая слуховой тракт).

[Оллема]

При повышении уровня гармоник до определённого уровня начинает казаться что стало лучше слышно тихие звуки, локализация улучшилась и т.п.

Вот этот миф, кочующий везде и всюду, не имеет ничего общего с действительностью. Сколько можно его мусолить уже?!
Искажения - они и есть искажения, только ухудшающие звук, но никак его не улучшающие. Да, на хреновой аппаратуре или на глухих записях возможно создание некоего "улучшения" звука, но с натуральностью это не имеет ничего общего.

Вот сейчас гоняю свой ЦАП на 63-их без передискретизации - иногда нравятся некие гармоники, возникающие при этом в тракте. Но, при длительном прослушивании понимаю, что это фальш и постоянно такое слушать невозможно, так, под настроение

Правильно выше говорили, что для NOS необходим сверхлинейный тракт. Решил сделать себе возможность коммутации - с ЦФ и без. Люблю свободу выбора

[pyos]

Offтопик:

Вот этот миф, кочующий везде и всюду, не имеет ничего общего с действительностью. Сколько можно его мусолить уже?!

Это не миф, кроме того, он дальше сам и написал именно то, что написал ты

иногда нравятся некие гармоники, возникающие при этом в тракте. Но, при длительном прослушивании понимаю, что это фальш и постоянно такое слушать невозможно, так, под настроение

Типичное первое впечатление от "гармонизирующего" тракта - звучит громче (при тех же измеряемых уровнях SPL) и мелкие звучки выпячиваются, некоторым это по-первой нравится.
Типичное первое впечатление от линейного тракта - сухо, скучно, неинтересно (зато потом втягиваешься), звук субъективно гораздо тише и хочется сделать погромче. При этом тихие звуки не выпячиваются и не кажутся более громкими, но отлично слышны на фоне громких.
У меня как раз "под настроение" есть пара ламповых усилителей и даже акустика на ШП-динамиках, но слушаю их нечасто и только под определённую музыку.

[Семенович Игорь]

В данном контексте безоосники и лампадники нужны для того, чтобы уверенно гнать через них остатки недофильтрованного сигнала с выхода ЦАП. Только и всего.

[Семенович Игорь]

И дифирамбы для НОСа появились при конкретном(лобовом) сравнении аналогового источника с данным цифровым.

Мы все знаем ЮМ-а. Он признанный эксперт в аудио. Я помню его слова конкретно про винил. Он сказал:" винил обладает несравненно бОльшей динамикой по сравнению с СД". Может это не дословно. А ведь у него есть Марк Левинзон.