ЦАП на FPGA

[K_R_L]

Привет всем

Модно нынче стало делать цапы на FPGA. Linn сделал и берёт за него невменяемые деньги, Teac сделал - тоже денег хочет, тока поменьше. Может ещё кто то... В общем образуется тренд похоже... а может он уже давно идет и я его проспал.
Позиционируются они как вершина Айсберга.
По сути это софт, программа, где FPGA инструмент.

В компах на реалтеках и Ко тоже программа, там тоже всё реализуется софтовым методом уж лет 25 как с лишним.

Однако из компов звук никакой. Что ему, производителю реалтека или производителям материнских плат стоит вывести аналоговый выхлоп наружу, подальше от помех и сделать его нормально ? А самому реалтеку соблюдать кратность передескридитации.
Однако этого не происходит. Вместо этого мы видим отдельные аудиофильские звуковые платы на стоковых чипах. В тоже время производители Хай-Фай и Хай-Энд наконец то Освоили Линукс сначала (2010...2015 года), научились программировать 2015... настоящее время и переходят на частично программное Ц/А преобразование.

Или я чего то не догоняю ? Там всё сложнее ?
Почитать бы об этом, может кто информацией поделится непредвзятой.

[alex3]

Реалтек это для встроенного звука в материнка. Чтобы был хотя бы какой-то звук бесплатно из коробки. Аудиофилия там и не планируется.

[Alex]

Модно нынче стало делать цапы на FPGA.

Именно что "модно".
Как и ставить по несколоку ЦАПов в параллель, при том что большинству это как мертвому припарки.

По сути это софт, программа, где FPGA инструмент.

Нет, это железо, конфигурируемое программой. Чего нет в:

В компах на реалтеках и Ко

В тоже время производители Хай-Фай и Хай-Энд наконец то Освоили Линукс сначала (2010...2015 года), научились программировать 2015... настоящее время и переходят на частично программное Ц/А преобразование.

"Программного Ц/А преобразования" - быть не может, все равно где-то в конце должны присутствовать аналоговые элементы самого преобразователя, и АНАЛОГОВЫЙ восстанавливюащий фильтр.

Причем тут вообще Пынгвынукс - я нифига не понял.

[K_R_L]

Именно что "модно".
Как и ставить по несколоку ЦАПов в параллель, при том что большинству это как мертвому припарки.





Нет, это железо, конфигурируемое программой. Чего нет в:






"Программного Ц/А преобразования" - быть не может, все равно где-то в конце должны присутствовать аналоговые элементы самого преобразователя, и АНАЛОГОВЫЙ восстанавливюащий фильтр.

По этому и написал, частичного Ц/А преобразования
что же они там делают то, коль называют его дискретным и обходятся без железного Ц/А

---------- Сообщение добавлено 15:18 ---------- Предыдущее сообщение было 15:16 ----------

Реалтек это для встроенного звука в материнка. Чтобы был хотя бы какой-то звук бесплатно из коробки. Аудиофилия там и не планируется.

Планируется/не планируется, вопрос в реализации.
смысл тот же, плис = чип реалтека (гипотетически)
потом выход.
Выход можно и отдельно вывести.

---------- Сообщение добавлено 15:21 ---------- Предыдущее сообщение было 15:18 ----------

Причем тут вообще Пынгвынукс - я нифига не понял.

готовая ось под программную реализацию и управление

[Alex]

что же они там делают то, коль называют его дискретным и обходятся без железного Ц/А

Как "что"? Делают тот-же "железный Ц/А" не в виде чипа а на отдельных радиодеталях.
Это могут быть просто буфера с набором резистором (типа как у Сокриса), или регистры с резисторными матрицами (как AFIR в DSC), да вариантов куча.
Большинство правда мгновенно сливает нормальным решениям на ES9038, AK4493/97/99, BD34301/352, etc...

готовая ось под программную реализацию и управление

И причем тут оно к ЦАПам?
Пингвынукс напрямую преобразованием не занимается.
Ну разве что может оверсемплинг сделать, вместо "железного ЦФ" в ЦАПе, или преобразование PCM<>DSD, так это что Винда или МакОсь делают ничуть не хуже, или даже Андроид. Но главное то, что это не имеет никакого отношения непосредственно к самому Ц/А преобразованию, а там где и делают кое-что прогрраммно, в 99% случаев никаких пынгвынов и вообще осей и близко нет, там plain code.

[K_R_L]

Как "что"? Делают тот-же "железный Ц/А" не в виде чипа а на отдельных радиодеталях.
Это могут быть просто буфера с набором резистором (типа как у Сокриса), или регистры с резисторными матрицами (как AFIR в DSC), да вариантов куча.
Большинство правда мгновенно сливает нормальным решениям на ES9038, AK4493/97/99, BD34301/352, etc...

Непонятен тогда смысл.
Многие шли к нему долго, программному конфигурированию, тот же Linn или Teac. У них эти штуки в верхних линейках продуктов

И причем тут оно к ЦАПам?
Пингвынукс напрямую преобразованием не занимается.
Ну разве что может оверсемплинг сделать, вместо "железного ЦФ" в ЦАПе, или преобразование PCM<>DSD, так это что Винда или МакОсь делают ничуть не хуже, или даже Андроид. Но главное то, что это не имеет никакого отношения непосредственно к самому Ц/А преобразованию, а там где и делают кое-что программно, в 99% случаев никаких пынгвынов и вообще осей и близко нет, там plain code.

В источниках типа стримеров со встроенными Ц/А пингвины
Да, наверное сразу надо было написать... Стримеры с Ц/А

[Alex]

Непонятен тогда смысл.

Бывает конечно, когда это оправданно (например Мола-Мола), но в большинстве случаев - просто повыпендриваться и "денех очень хочется".

Многие шли к нему долго, программному конфигурированию,

Тут на форме тоже есть пректы с FPGA, как со своей реализацйией ЦФ, так и с заменой элементов ЦАПа (модуляторы, конвееры, шейперы, преобразователи форматов и пр.).

со встроенными Ц/А пингвины

К Ц/А сам пингвин отношения не имеет, его задача - снабжать ЦАП данными.

Стримеры с Ц/А

На Ц/А там как правило, стоит отдельный чип (чаще всего какая-нибудь фигня типа РСМ5102), или он вообще встроен в чип проца (еще бОльшая фигня, но от этого он не становится программным).

[K_R_L]

Бывает конечно, когда это оправданно (например Мола-Мола), но в большинстве случаев - просто повыпендриваться и "денех очень хочется".

денех всем хочется (ну или почти всем)
Но всё таки интересно было бы узнать, что это дает. Ибо выпендреж больших денег стоит - разработчику дай, программеру дай, маркетологу дай, прошивки выпускай новые для поддержки новых фич и фикса старых.

На Ц/А там как правило, стоит отдельный чип (чаще всего какая-нибудь фигня типа РСМ5102), или он вообще встроен в чип проца (еще бОльшая фигня, но от этого он не становится программным).

Ну это смотря где...
в Тиках 505 AK4497, 505-x - ES9038 Q2M
в первых линах - wolfson (не помню какой)

в целом там всё не плохо, в среднем и верхнем ценовом сегменте

К Ц/А сам пингвин отношения не имеет, его задача - снабжать ЦАП данными.

Алекс, я тоже очень рад тебя слышать, после 10 лет моего отсутствия.
Как ты там выше заметил - оверсемплинг делать, а так же громкость регулировать, DSP эффекты делать (коррекцию комнаты например).

[Alex]

Ну это смотря где...

Ну я-ж не сказал "во всех", в более дорогих может и что-то хорошее стоять.

Как ты там выше заметил - оверсемплинг делать,

Его и ЦФ внутри цапа или отдельный хорошо делает.

а так же громкость регулировать,

Во 1-х, это почти все чипы ЦАПов делают, по крайней мере в РСМ (в DSD - не все).
Во 2-х - регулировка громкости в цифре, это фигня (разве что "чуть-чуть"), по хорошему - ее надо регулировать в аналоге на входе усилителя.

DSP эффекты делать (коррекцию комнаты например).

Это делают плагины в большинстве плееров, но к самому Ц/А преобразованию это не относится.

[K_R_L]

Его и ЦФ внутри цапа или отдельный хорошо делает.

Это делают плагины в большинстве плееров, но к самому Ц/А преобразованию это не относится.

Сетевики тут немного обделённые.
там не плееры, а сервера. Поддержка коррекции комнаты только в roon видел.... ну и в Linn своя собственная.

Во 2-х - регулировка громкости в цифре, это фигня (разве что "чуть-чуть"), по хорошему - ее надо регулировать в аналоге на входе усилителя.

Я читал тут, на веге, ветку про цифровое регулирование. Там мнения явно разделились. Скажем если 16бит -> 64битFloat -> регулировка -> 24 бита (32 бита если Ц/А подерживает) в той ветке вполне одобрили.
Алекс, если честно, я вот никак не пойму суть проблемы.
Если допустить, что Ц/А 24 бита вовсе не 24 бита, а в реале 20 бит (за счет чего, гармоник/уровня шума ?) остается 20 бит - 120 дб динамического диапазона. Теперь берем пред. Там динамический диапазон в большинстве случаев -100дб. Если -120 - то это круто..

Получается, что 20 битный цап с Цифровой регулировкой вполне проходит.

На веге так же есть тема с клипированием сигнала при Ц/А преобразовании, если сигнал записан на пике. Получается, что принудительное цифровое понижение уровня громкости, хотя бы до уровня рекомендации SMPTE или ITU (ну, что бы к чему то привязаться) - это хорошо.

[Alex]

Сетевики тут немного обделённые.

Их проблемы

там не плееры, а сервера.

Ну, "сетевой плеер" понятие растяжимое, по мне так это это комп (хоть "большой" десктоп, хоть "средний", типа ноута или NUC-а, хоть "маленький", типа RPi, Odroid, BBB, Neo, etc.) с установленным на него плеером и лежэащими на NAS-е файлами.
А проблемы кобузников/тидальщиков меня мало интересуют.

Там мнения явно разделились.

Смотря что считать "разделились," против физике не попроёшь, но еще есть вариант "достаточности". Кому и тда1543 выше крыши...

Скажем если 16бит -> 64битFloat -> регулировка -> 24 бита (32 бита если Ц/А подерживает) в той ветке вполне одобрили.

Какая разница в чем там считать, да хоть в 256-ти битах, потом что с этим делать? В аналог-же надо преобразовывать, а 256-битных Ц/А еще не придумали
Да, я в курсе что такое дизеринг и т.п

Если допустить, что Ц/А 24 бита вовсе не 24 бита, а в реале 20 бит (за счет чего, гармоник/уровня шума ?)

Да, за счет гармоник и шума. И если 20 - это еще хорошо.

Теперь берем пред. Там динамический диапазон в большинстве случаев -100дб.

Почему именно 100? А если те-же 120 или 130? Но если это чисто аналоговый пред, то у нем при регулировке громкости не растут искажения.

Получается, что 20 битный цап с Цифровой регулировкой вполне проходит.

Если у него на входе 16-битный сигнал, то да, у него есть еще 4 бита для регулировки без искажений, т.е.теоретически от 0 до -24дБ.
А если надо глубже? А если на входе 24-х битный сигнал (сразу спрашивается - нафейхоа тогда его использовать?).

---------- Сообщение добавлено 19:08 ---------- Предыдущее сообщение было 19:03 ----------

На веге так же есть тема с клипированием сигнала при Ц/А преобразовании, если сигнал записан на пике.

Это про межсимвольный клиппинг?
Там дело не только в уровне, с каким сигнал записал, а еще и в форме сигнала.

[tomtit]

ПМСМ, ЦАП на ФПГА - это отличный полигон для изучения ДСП алгоритмов. Даже недорогие ПЛИС позволяют сделать весь цифровой тракт бескомпромиссно, с параметрами на порядок превосходящими самые фантастические мечты человечества. Затык в аналоговом выходе, который не представляет большой проблемы для индустрии ИС, но его разработка принесет им только убытки.
Цифровой регулятор громкости неслышен, если нет проблем в наводках на межблочные соединения и нет большого недофильтрованного шума на выходе ЦАП.

[Alex]

Цифровой регулятор громкости неслышен,

При небольшой глубине регулировки.

А кого-то и Ковокс устроит.

[tomtit]

Ты прав, меня сейчас вполне устраивает даже ШИМ выход с ПЛИС прямо на телефоны и даже с цифровой регулировкой громкости .

[K_R_L]

Почему именно 100? А если те-же 120 или 130? Но если это чисто аналоговый пред, то у нем при регулировке громкости не растут искажения.

можно и -160дб
вопрос цены
Линовцы книжку выложили, с измерениями, цифра vs аналога в регулировании громкости.
https://small.linncdn.com/white-pape...he-pre-amp.pdf

Я понимаю конечно, что всяк кулик своё болото хвалит, но всё же... они после этой книжки целый пред из ассортимента ввели, с продаж которого имели неплохие деньги

Если у него на входе 16-битный сигнал, то да, у него есть еще 4 бита для регулировки без искажений, т.е.теоретически от 0 до -24дБ.
А если надо глубже? А если на входе 24-х битный сигнал (сразу спрашивается - нафейхоа тогда его использовать?).

Если я правильно понял ответ
на выходе при цифровой регулировке всегда должно быть максимум того, что поддерживает ц/а.
24 бита... уши в трубочку сложаться, если их на полную шкалу вывести.
Как пишут в документациях - 24 бита для более гладкой формы волны. На полную весь этот диапазон в домашних системах избыточен. т.е. за форму - спасибо, а вот громкость избыточна получается.

---------- Сообщение добавлено 20:11 ---------- Предыдущее сообщение было 19:58 ----------

При небольшой глубине регулировки.

комфортный уровень звучания - 50дб... -60дб где то получается.
Вы хотите сказать, что в паузах Вы услышите шшшшш ? нет, не будет этого. Может на шлаке каком нибудь будет, но его в расчет брать не будем наверное.

[Alex]

устраивает даже ШИМ выход с ПЛИС

С тактовой 2.7 ГГц?

можно и -160дб

Таких не видел. Чем меряли?

на выходе при цифровой регулировке всегда должно быть максимум того, что поддерживает ц/а.

Нет.
При цифровой регулировке, для условия отсутствия искажений, разрядность ЦАПа должна быть выше разрядности исходных данных, а величина регулировки - их разность.

комфортный уровень звучания - 50дб... -60дб где то получается.
Вы хотите сказать, что в паузах Вы услышите шшшшш ?

-54дб - это 9 бит. Если реальная разрядность ЦАПа 20 бит, то от сигнала отстается неискаженных 11 бит, ну а кто чего услышит при 11-битном преобразовании - дело субъективное, ведь слушают-же ту-же 1543, у нее как раз реальных 11.

P.S. Правда, я мало себе представляю, что можно слушать в домашке на уровнях -50-60дБ, это-ж киловатный усилитель иметь надо.

[K_R_L]

При цифровой регулировке, для условия отсутствия искажений, разрядность ЦАПа должна быть выше разрядности исходных данных, а величина регулировки - их разность.

Это обеспечивает программное увеличение разрядности перед регулировкой.
Или последующее округление с подмешиванием шума для Вас является искажением ?
Я думаю, что на уровнях ниже -100дб...120дб это не принципиально, тем более, что у аналоговых предах на тех же уровнях будет ещё хуже.
см книжку от Линн, как пример. Там правда уровни пониже.

-54дб - это 9 бит. Если реальная разрядность ЦАПа 20 бит, то от сигнала отстается неискаженных 11 бит, ну а кто чего услышит при 11-битном преобразовании - дело субъективное, ведь слушают-же ту-же 1543, у нее как раз реальных 11.

я думаю, что при - 54дб на 1543 будет шшшшш, в отличии от других, которые умеют глубже не шуметь.
что касается остального, то что Вы слышите, равносильно тому, что услышите в аналоговом преде.
те же уровни.
В противном случае у Вас в аналоге компрессия.

P.S. Правда, я мало себе представляю, что можно слушать в домашке на уровнях -50-60дБ, это-ж киловатный усилитель иметь надо.

Мне почему то всегда казалось, когда читал т.х. по усилителям, что коэффициент усиления там одинаковый практически у всех +-3....5дб
Выверните ручку громкости на процентов 30...40 - узнаете.

---------- Сообщение добавлено 23:04 ---------- Предыдущее сообщение было 23:02 ----------

Таких не видел. Чем меряли?

К шотландцам вопрос. ссылку на pdf я дал.

[Alex]

я думаю, что при - 54дб на 1543 будет шшшшш

Вы не поняли о чем я говорил.
1543 при 0дБ имеет разрядность оклоло 11 бит, это примерно то-же, что АК4497 или ES9038 при -54дБ.

Или последующее округление с подмешиванием шума для Вас является искажением ?

Неохота по пятому разу писать одно и тоже.

Мне почему то всегда казалось, когда читал т.х. по усилителям, что коэффициент усиления там одинаковый практически у всех +-3....5дб

Вы в самом деле считаете, что у усилителей на 10, на 100 и на 1000 ватт, одинаковый коэффициент усиления?

[K_R_L]

Вы не поняли о чем я говорил.
1543 при 0дБ имеет разрядность оклоло 11 бит, это примерно то-же, что АК4497 или ES9038 при -54дБ.

Описание сигнала всё равно идет на 24 бита.
В противном случае, у Вас получается, что слабые звуки в пиках на -54дб (начало, конец трека, тихие места композиции), в т.ч. вся классика начиная от Морис Равеля c его Болеро - тоже косячные или квадратные (уж не в курсе, чем они Вам не нравятся)

Вы в самом деле считаете, что у усилителяейна 10, на 100 и на 1000 ватт, одинаковый коэффициент усиления?

при таком разбросе, как Вы написали - разница будет выше, чем 3...5 дб
У меня есть проспект технических характеристик на Burmester. Могу предоставить.
Да и сами наверное посмотреть можете, они не прячутся.

[Alex]

Описание сигнала всё равно идет на 24 бита.

Я не знаю что такое "описание сигнала".

В противном случае, у Вас получается, что слабые звуки в пиках на -54дб (

Картинка знакомая?