ЦАП своими руками (пятая ветка)

[Kompros]

Очередной виток в Спирали

Предистория:
Первая ветка и ее окончание
Вторая ветка и ее окончание
Третья ветка и ее окончание
Четвертая ветка и ее окончание

[s3tup]

А фих ее знает, если учесть, что на чипе уже есть емкость к подложке, и проводки весьма тоненькие что идут от кристальчика к ногам. Ноги длинные и индуктивные. Если в эту цепь добавить низкоимпедансного кондера на ногу - получим CLC с низкими потерями - можно и на резонанс нарваться, что отозвется выбросом на какой-нить пакостной частоте. Если попадет на что-то переодичное и мощное по уровню - будет печально сказываться на звуке...

[Lexus]

У той же 811-й микрокап показывает подвозбуд на инверсном входе, от которого по крайней мере в симуляторе не избавиться. На деле это может выливаться в звон хоть на гигагерцах, на слух это будет в том числе как раз то, о чем написал выше Alecs - "щеточки сливаются в шум, звук постепенно утомляет".

Ранее уже отмечал этот момент. Никогда и ни при каких условиях ОУ с полосой единичного усиления в 100 MHz не будет генерировать на гигагерцах. Дополнительно для ОУ с ТОС в каскаде I/V есть великолепный ограничитель быстродействия - номинал резистора R_F. Симулятор - это математическая модель, и учесть всех особенностей работы конкретного прибора он просто не в состоянии.

А может надо на нормальном аналоговом осциллографе с нормальной полосой (минимум 100МГц) посмотреть, а не приводить измерения всякими Риголами? Хотя некоторые же верят, смешно.

А может сначала сравнить результаты измерений Rigol с продукцией идолопоклонников? Я лично общался с работниками ЦСМ, когда сдавал осциллограф в поверку и после нее. У него две проблемы: периодический сбой синхронизации и посредственные пробники. С первым просто нужно уметь совладать, а второе "лечится" заменой. Уж поверьте, некоторые контрольные приборы в ЦСМ настолько "круты", что имеют цену больше квартиры. А то, что пишут "в интернетах", - по большей части заказная рекламная акция. Надо же как-то дилеру оправдать стоимость прибора, компания которого находится в США, и сотрудник которого получает приличную зарплату по сравнению с азиатскими работниками. Часть Тектрониксов собирается на тех же азиатских заводах, не витайте в облаках.

[steel_monkey]

А фих ее знает, если учесть, что на чипе уже есть емкость к подложке, и проводки весьма тоненькие что идут от кристальчика к ногам. Ноги длинные и индуктивные. Если в эту цепь добавить низкоимпедансного кондера на ногу - получим CLC с низкими потерями - можно и на резонанс нарваться, что отозвется выбросом на какой-нить пакостной частоте. Если попадет на что-то переодичное и мощное по уровню - будет печально сказываться на звуке...

Величины индуктивности ног достаточно большие даже для соика, измеряется единицами наногенри. Но, с другой стороны, это приводит к тому, что напряжение на кристалле и выводе могут отличаться - подскок земли, а внешняя шина питания будет достаточно стабильна.

Offтопик:

А может сначала сравнить результаты измерений Rigol с продукцией идолопоклонников?

Самое грубое ругательство на форуме - чтоб тебе всю жизнь Риголами мерить . С цифровыми осциллографами, на мой взгляд, работают лишь очень крепкие духом люди. Ведь есть же 24хх за относительно небольшие деньги

[Lexus]

Offтопик:
steel_monkey, я не понимаю нелюбви к цифровым осциллографам. Это прекрасный инструмент для контроля непериодических сигналов, что, заметьте, аналоговым приборам недоступно. Любой контрольный прибор лишь тогда обеспечивает достоверные результаты, когда оператор знает и понимает работу с ним. И на Тектрониксе можно наблюдать погоду на Луне. Кстати, от Rigol у меня есть еще прекрасный мультиметр DM3061. Не имел возможности сравнить с продукцией известных брэндов, но во многом лучше отечественной серии В7.

[viktor8m]

Часть Тектрониксов собирается на тех же азиатских заводах, не витайте в облаках.

Дело абсолютно не в месте производства, а в характеристиках. При той же объективности обнаружения малых погрешностей в реакции сигнала (небольшая генерация или выбросы) аналоговый осциллограф на голову выше над цифровым при одинаковой макс. частоте. Конечно, если сравнивать аналоговый на 100МГц и цифровой на 1ГГЦ, то возможно они будут одинаковыми по обнаружению, но разница в цене тогда будет раз в 100.

[Lexus]

Вам мало 500 MSPS при двух каналах и 1 GSPS при одном? Этого вполне достаточно, чтобы с приемлемой точностью определить форму сигнала. А что касается полосы пропускания осциллографа, так это как для цифрового, так и для аналогового одно - обратная величина скорости изменения фронта. И DS1102E, и аналоговый 100 MHz Тектроникс не покажут идеальный меандр 50 MHz. За 100 MHz 1102E успешно показывает сигналы, но их форма сильно искажена, а амплитуда имеет меньшую величину, как и положено. Просто сопутствующий вопрос: что Вы собрались обнаруживать за пределами возможностей прибора? Хотите наблюдать выше 100 MHz, так и берите осциллограф с полосой 500 MHz. Сами исходно нарушаете методику измерений и при этом что-то требуете от приборов. Не кажется это не логичным?
И второе. Что собрались искать с помощью осциллографа за пределами 100 MHz в аудио ЦАПах? Сущности? Для обнаружения следов цифровых сигналов на выходе нужен анализатор спектра, а не осциллограф. Опять же, у цифрового есть встроенный анализатор. Пусть простой, но с выборкой в 500 MSPS.

[viktor8m]

что Вы собрались обнаруживать за пределами возможностей прибора?

Как раз за пределами я ничего не предлагаю, но т.к. разговор был об возможной генерации AD811 или ухудшении её ПХ (непостоянная генерация), то и проверять надо соответствующим оборудованием (частота генерации может быть вплоть до 100МГц примерно), а доказательства отсутствии этих генераций, сделанные указанным Риголом не являются объективными (т.к. это действительно за пределами Ригола).

Ухудшение реакция шины питания - это что-то новенькое, все усилия направлены на то, чтобы всякую реакцию питания на работу микросхем исключить

У имеющегося у меня фильтра ELKE103FA указана частота среза 500кГц и внутри конденсатор 0.01мкФ, значит величина индуктивностей примерно 10мкГн, поэтому вопрос по другому, чревато ли чем-то включение в цифровое и аналоговое питание сигма-ЦАП индуктивностей по 20мкГн (с точки зрения звука).

[Djemshut]

viktor8m,

такой фильтр возможно ухудшает время реакции шины питания на столько-то и т.п.

время реакции шины вообще здесь не при делах. Это вопрос топологии устройства в целом.
Вообще то подобные фильтры ставятся именно для того , чтобы отвязать шину питания и питаемый узел, уменьшить их взаимовлияние. Для каждого узла задачи разные- что от кого и в какой степени отвязывать. Для чисто цифровых блоков- нужно защищать питающую шину от генерируемых первыми помех, дабы шина цифрового питания не гадила в эфир и на соседствующие с ней узлы устройства - аналоговую часть, например. В аналоговой части наоборот- фильтруем помехи с шины аналогового питания, которые эта шина могла наловить от цифровой части. Вот исходя из этого и нужно смотреть , какие и в каком месте ставить бусины- синфазники- и прочая...

[viktor8m]

Так ELKE103FA симметричен (фильтрует в обе стороны). Что касается цифрового питания, если там будет индуктивность в 20мкГн и электролит, то перепады переключения цифровых блоков придётся гасить электролиту, ведь импенданс индуктивности будет большой? Или проблемы нет с величиной в 20мкГн?

[Фэн-клуб "Звездочка"]

Так на самих выводах ЦАП будет ещё и электролит (а что, после бусины электролит не ставят?).

Ставят, но без керамики (или иногда пикушной плёнки) толку от него мало - достаточно посмотреть на импеданс литов в той частотной области, где находится максимум помех от работы ЦАП.

Это понятно, вопрос то был о возможном отрицательном влиянии с точки зрения сигма-ЦАП (скажем, такой фильтр возможно ухудшает время реакции шины питания на столько-то и т.п.).

Ухудшение реакция шины питания - это что-то новенькое, все усилия направлены на то, чтобы всякую реакцию питания на работу микросхем исключить

А фих ее знает, если учесть, что на чипе уже есть емкость к подложке, и проводки весьма тоненькие что идут от кристальчика к ногам. Ноги длинные и индуктивные. Если в эту цепь добавить низкоимпедансного кондера на ногу - получим CLC с низкими потерями - можно и на резонанс нарваться, что отозвется выбросом на какой-нить пакостной частоте. Если попадет на что-то переодичное и мощное по уровню - будет печально сказываться на звуке...

Тогда любая реактивность на выводах питания может ситуацию ухудшить, надо банально измерять для конкретного чипа - вредна ли ему та или иная емкость или индуктивность на выводе питания, или нет. Если вредна - то придётся или подбирать номинал ёмкости (в том, что одна лишь индуктивность будет во вред, я почти уверен), или ставить какое-нибудь активное сопротивление в разрыв.

Так ELKE103FA симметричен (фильтрует в обе стороны).

Обычная бусина тоже работает в обе стороны, как и CLC-фильтра на паре конденсаторов и бусине.

Что касается цифрового питания, если там будет индуктивность в 20мкГн и электролит, то перепады переключения цифровых блоков придётся гасить электролиту, ведь импенданс индуктивности будет большой? Или проблемы нет с величиной в 20мкГн?

На частоте мастерклока импеданс этой индуктивности - несколько сот ом, на частотах его гармоник (это же не синус) - соответственно, ещё больше, вряд ли схема будет нормально работать, если для ВЧ-помех в питании нет низкоомного пути на землю. Лит вряд ли поможет, его импеданс на таких частотах не сильно меньше, к тому же, за счёт своих размеров он может стать антенной для помех переключения элементов ЦАП. Так что, на мой взгляд, керамический конденсатор в непосредственной близости от выводов микросхемы до каких бы то ни было бусин или тому подобных элементов - необходим, даже несмотря на собственную индуктивность выводов ИМС (для SOIC-16 она АФАИК будет находиться в пределах 2-6нГн) и возможный резонанс на этих реактивностях.

СМД керамика возле каждой ноги питания

Да, разумеется, выводы трухольного конденсатора сами будут работать и как антенны, и как индуктивности.

Я уже не первый раз читаю сообщения, где люди предполагают генерацию чуть ли не на гигагерцах для ОУ с частотой единичного усиления в десятки раз меньше. Может Вы мне это объясните?

Мне кажется, что люди сами выдумывают себе проблемы и сами их боятся потом. За примером далеко ходить не надо:

Про суслика напомнить или сами догадаетесь?

[Lexus]

т.к. разговор был об возможной генерации AD811 или ухудшении её ПХ (непостоянная генерация), то и проверять надо соответствующим оборудованием (частота генерации может быть вплоть до 100МГц примерно)

Да, AD811 может уйти в генерацию на 100 MHz, но не в каскаде I/V с R_F=3k. У нее частота единичного усиления при этом около 40 MHz. Как могут возникнуть условия для самовозбуждения на частоте под сотню мегагерц? Я уже не первый раз читаю сообщения, где люди предполагают генерацию чуть ли не на гигагерцах для ОУ с частотой единичного усиления в десятки раз меньше. Может Вы мне это объясните?

а доказательства отсутствии этих генераций, сделанные указанным Риголом не являются объективными (т.к. это действительно за пределами Ригола)

Вопрос: почему?

[Djemshut]

перепады переключения цифровых блоков придётся гасить электролиту,

импеданс на таких частотах не сильно меньше, к тому же, за счёт своих размеров он может стать антенной

Вот это один из моментов , о которых идет речь. Электролит должен работать на относительно низких частотах, вч помехи к нему желательно не пускать. Поэтому в цифре вижу организацию так: СМД керамика возле каждой ноги питания - фильтр - электролит. В аналоге фильтры, если ставить- то на вводе питания, и на более низкую частоту.

[viktor8m]

Да, AD811 может уйти в генерацию на 100 MHz, но не в каскаде I/V с R_F=3k. У нее частота единичного усиления при этом около 40 MHz.

Вообще-то я не рассматривал конкретную величину резистора ООС (лично я туда больше 1к не ставил бы из-за возможного шума), поэтому и предполагал большую частоту.

Как могут возникнуть условия для самовозбуждения на частоте под сотню мегагерц?

У меня один УМ генерировал на частоте почти 100МГц, но генерация была слабая, обнаружил только с помощью ВЧ спектроанализатора на работе.

Я уже не первый раз читаю сообщения, где люди предполагают генерацию чуть ли не на гигагерцах для ОУ с частотой единичного усиления в десятки раз меньше. Может Вы мне это объясните?

Это не ко мне вопрос, я оперирую реальными цифрами.

Вот это один из моментов , о которых идет речь. Электролит должен работать на относительно низких частотах, вч помехи к нему желательно не пускать. Поэтому в цифре вижу организацию так: СМД керамика возле каждой ноги питания - фильтр - электролит.

Я и не собирался ставить электролит без керамики, но не всё понял. Во-первых, почему у каждой ноги, конкретно у pcm1794 есть только один вывод для цифрового питания, а во-вторых, что-значит выражение "фильтр - электролит", он что как-то отделён от керамики (может бусинкой?)? Или они оба подключены к выводу питания? И какой номинал лучше у керамики в случае применения электролита с низким ESR (планируется Panasonic FR 820мкФ\6.3В), 0.1мкФ или надо в несколько мкФ?

В аналоге фильтры, если ставить- то на вводе питания, и на более низкую частоту.

Просьба пояснить как это физически? Перед стабилизатором что-ли?

[Alex]

Offтопик:

Поэтому в цифре вижу организацию так: СМД керамика возле каждой ноги питания - фильтр - электролит.

А электролит зачем? Я давно по питанию цифры ставлю большую керамику (4.7-10.0), максимум - тантальчик 10-20мкф. С появлением такой большой керамики (не Y/Z а Х) у меня уже несколько серийных устройств или вообще не содержат элеткролитов (те что от батарейки работают), или электролит один - после выпрямителя.

---------- Добавлено в 20:56 ---------- Предыдущее сообщение в 20:54 ----------

Offтопик:

Я уже не первый раз читаю сообщения, где люди предполагают генерацию чуть ли не на гигагерцах для ОУ с частотой единичного усиления в десятки раз меньше. Может Вы мне это объясните?

Яуже когда-то рассказывал как у меня 142ЕН5А генерила на нескольких мегагерцах

[Djemshut]

Во-первых, почему у каждой ноги, конкретно у pcm1794

ну, если конкретно...

что-значит выражение "фильтр - электролит"

фильтр- это фильтр , а электролит- это электролит.

И какой номинал лучше у керамики в случае применения электролита с низким ESR (планируется Panasonic FR 820мкФ\6.3В), 0.1мкФ или надо в несколько мкФ?

Все зависит от топологии ПП. В общем случае, чисто эмпирически стараюсь ставить 0805 10n возле самой ноги, чуть поодаль, на "последнем повороте" дорожки можно 0.1 NP0 1206. Никакие микофарады не нужны.

Просьба пояснить как это физически? Перед стабилизатором что-ли?

В общем случае(большинстве) -да.

---------- Добавлено в 23:09 ---------- Предыдущее сообщение в 23:07 ----------

А электролит зачем?

в общем то и незачем. Но вопрос был про электролит...

[viktor8m]

фильтр- это фильтр , а электролит- это электролит.

Но фильтр это схема, может быть Вы имели ввиду готовый фильтр наподобие ELKE103FA?

А электролит зачем? Я давно по питанию цифры ставлю большую керамику (4.7-10.0)

в общем то и незачем.

Стабилизатором для цифрового питания планируется (просто на работе есть) TC1262-3.3 ( http://ww1.microchip.com/downloads/e...doc/21373b.pdf ), такой может работать в цифре без электролита?

[Djemshut]

viktor8m, так в даташите все как бы написано... раздел 3.1

A 1µF (min) capacitor from VOUT
to ground is required.
The output capacitor should have an effective series
resistance greater than 0.1Ω and less than 5Ω, and a
resonant frequency above 1MHz.

[viktor8m]

viktor8m, так в даташите все как бы написано... раздел 3.1

Так это с точки зрения стабильности, а я спрашиваю с точки зрения звука (т.е. не ухудшится ли звук ЦАП, если после такого стабилизатора не ставить электролит, а поставить рядом со стабилизатором скажем 10мкФ X7R, а около ЦАП, т.е. на ножке питания цифры, 10-33нФ NPO)?

[viktor8m]

Ещё вопрос, а будет ли лучше такой вариант (опять же с точки зрения звука) питания цифровой части сигмаЦАП - после стабилизатора дроссель (сопротивлением DC не менее 0.1 Ом для его стабильности), а далее электролит с малым ESR (скажем 820мкФ) и керамика 10-33нФ NPO непосредственно на ножке питания цифры, или и в этом случае вместо электролита лучше поставить керамику 10мкФ X7R (не знаю хватит ли её, чтобы сгладить пульсации от сопротивления DC дросселя)?

[viktor8m]

Что значат фразы "пульсации от сопротивления DC дросселя", "стабильность дросселя", и как на последнюю влияет активное сопротивление дросселя?

Цифровое питание (особенно CMOS) это очень пульсирующий (сложной формы с частотами переключения ячеек схемы, а это от кГц-ов и до десятков МГц) ток потребления, значит если на шине питания есть импенданс, то и напряжение станет пульсирующим. На кГц-ах индуктивное сопротивление дросселей ещё маленькое, поэтому импенданс шины питания определяет выходное сопротивление стабилизатора и активное (DC) сопротивление дросселя (при этом последнее меньше 0.1 Ом я выбрать не могу из-за требований к устойчивости TC1262-3.3). Средний ток потребления цифровой шины в моём случае 45 мА при сигнале BPZ и 192кГц, а вот пики не известны (но мой опыт с цифровыми микросхемами говорит, что они значительно превышают средний ток, поэтому я ставлю стабилизатор TC1262-3.3 с макс. током 500мА) и чтобы сгладить возможные пульсации и нужен конденсатор с довольно большой ёмкостью, поэтому и странно не использовать электролит (на шине питания, т.е. после дросселя).