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).

[Audiomaniac]

Получается, что это лучший из 2-х самых худших, второму подстройка не помогла совсем.

ага, т.е. это спектр уже после подкрутки на -90?

[Serg138]

ага, т.е. это спектр уже после подкрутки на -90?

Да.

[dortonyan]

второму подстройка не помогла совсем

А как подстраивали, т.е. какие для этого использовали сигналы?

[Serg138]

А как подстраивали, т.е. какие для этого использовали сигналы?

Подстраивал на сигнале -60дБ.

[Wired]

лучше наверное подать сигнал уровнем в 2-3 разряда, и ровнять ступеньки по осциллографу.

[Максим]

Подстраивал на сигнале -60дБ.

лучше наверное подать сигнал уровнем в 2-3 разряда, и ровнять ступеньки по осциллографу.

Вы ваще о чём? Какие -60 дБ? Какие ступеньки на трех разрядах, если подстраиваются 4 старших бита? Это же не 1856/60/61/62, где младший бит подстраивается.

[Serg138]

Максим, да все так, но вот прочитал это https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post1255680
Выходит ошибся Дмитрий по-твоему?

[dortonyan]

Подстраивал на сигнале -60дБ.

В таком случае вы настроили только старший разряд.
Правильно делать так: Генерите синусы 24 бита уровнем -70..-80дБ, частотой 300..500Гц. Далее, формируете из сгенеренного сигнала 4 копии (или 2, по кол-ву подстроек ЦАПа). Получается для каждого разряда свой калибровочный сигнал.
Далее для этих сигналов нужно добавлять постоянное смещение (я это делаю в саунфорже - DC offset). Для 18 разряда (старшего) смещение нуль, т.е. сигнала готов. Для 17 разряда смещение 1/4 шкалы, для 16 - 1/8, для 15 - 1/16.
Калибровка производится от младшего разряда к старшему. Т.е. сначала подаете сигнал для 15 разряда со смещением 1/16, и выкручиваете на минимум гармошек в спектре. Затем для 16 со смещением 1/8 и т.д. Ну а в конце уже калибруется и старший разряд.
Если подстраиваете только 2 старших бита, то соот-но сначала калибруется 17 бит со смещением 1/4, а затем старший без смещения.

Выходит ошибся Дмитрий по-твоему?

Как описывает Дмитрий делать не надо, замучаетесь калибровать. Это фактически на ощупь.
А нормальная итерационная калибровка - см. выше. Нужно только сгенерить калибровочные сигналы.

[Максим]

Выходит ошибся Дмитрий по-твоему?

Я такого не говорил.
Внимательно читаем, что писал АДВ по ссылке

при наличии анализатора спектра можно настраивать линейность по критериям минимума интегрального уровня искажений полной шкалы и одновременно пропорционального изменения искажений с уменьшением уровня сигнала.

Поэтому начинать с уровня -60 дБ бессмысленно, кмк. Стоило бы сверху вниз идти.

---------- Сообщение добавлено 13:25 ---------- Предыдущее сообщение было 13:21 ----------

Правильно делать так...

Всё логично, но зачем 24 бита синус для 18 битного девайса?

[dortonyan]

Внимательно читаем, что писал АДВ по ссылке ...

Повторяю еще раз - так делать неправильно. И на больших уровнях вы ничего не накалибруете, т.к. на сигналах большого уровня диф. нелинейности имеют свойство усредняться. И усредняются они в самых разных вариациях.
На 0дБ все будет крута, а понизите до -10 и все станет плохо, просто потому что поменялось распределение глитча и диф. нелинейностей.

Всё логично, но зачем 24 бита синус для 18 битного девайса?

Чтобы шум преобразования был пониже.
Не, если сгенерите 18 бит сигнал, то нет проблем. Просто обычно аудиоредакторы генерят либо 16, либо 24.

[mr-marlen]

Правильно делать так: Генерите синусы 24 бита уровнем -70..-80дБ, частотой 300..500Гц. Далее, формируете из сгенеренного сигнала 4 копии (или 2, по кол-ву подстроек ЦАПа). Получается для каждого разряда свой калибровочный сигнал.
Далее для этих сигналов нужно добавлять постоянное смещение (я это делаю в саунфорже - DC offset). Для 18 разряда (старшего) смещение нуль, т.е. сигнала готов. Для 17 разряда смещение 1/4 шкалы, для 16 - 1/8, для 15 - 1/16.
Калибровка производится от младшего разряда к старшему. Т.е. сначала подаете сигнал для 15 разряда со смещением 1/16, и выкручиваете на минимум гармошек в спектре. Затем для 16 со смещением 1/8 и т.д. Ну а в конце уже калибруется и старший разряд.
Если подстраиваете только 2 старших бита, то соот-но сначала калибруется 17 бит со смещением 1/4, а затем старший без смещения.

Положил нужные сигналы из SF.

[Serg138]

Положил нужные сигналы из SF.

Спасибо, будем пробовать.

[Максим]

На 0дБ все будет крута, а понизите до -10 и все станет плохо, просто потому что поменялось распределение глитча и диф. нелинейностей.

Ну так и написано - смотрим полную шкалу, понижаем уровень - опять смотрим и т. д. Согласен, что геморр это ещё тот

Не, если сгенерите 18 бит сигнал, то нет проблем. Просто обычно аудиоредакторы генерят либо 16, либо 24.

Я предпочту 16 разрядов, это хоть на болванку можно записать. Поскольку логично настраивать 58-й в девайсе, где он и используется, а для меня это главным образом CD проигрыватели.

---------- Сообщение добавлено 14:30 ---------- Предыдущее сообщение было 14:27 ----------

Положил нужные сигналы из SF.

Если не затруднит, то выложи ещё и в 16 битах.

[mr-marlen]

Если не затруднит, то выложи ещё и в 16 битах.

Вот тут сложнее. Какие настройки применять для Dither и Noise Shaping?
Исследовать с каким вариантом спектры 16 бит будут чище - займет много времени.

[Максим]

Offтопик:

Какие настройки применять для Dither и Noise Shaping?

Чорт, я даже не знал, что в SF есть такие настройки.

[Serg138]

Offтопик:

Чорт, я даже не знал, что в SF есть такие настройки.

Offтопик:
А ты думал чего я прошу такие сигналы. Это тебе не ручку на генераторе крутить.

[mr-marlen]

Чорт, я даже не знал, что в SF есть такие настройки.

Я могу тупо преобразовать в 16 бит, но в этом случае желательно уточнить у тех кто уже настраивал, хватит запаса в 21 дБ относительно основного тона "-75 дБ" для подстройки?

[Serg138]

mr-marlen, должно хватить.

[mr-marlen]

mr-marlen, должно хватить.

Попробовал сделать для оценки различий.

И до кучи вторая картинка отличия преобразования 24>16 в сравнении с сигналом, изначально сгенерированным для 16 бит.

[dortonyan]

Я могу тупо преобразовать в 16 бит, но в этом случае желательно уточнить у тех кто уже настраивал, хватит запаса в 21 дБ относительно основного тона "-75 дБ" для подстройки?

Мало. Если делать 16 бит, то обязательно с дизером.
Точнее дело не в том какой запас, а в том что шум квантования сигнала должен быть ниже диф. нелинейностей ЦАПа. Для 16 бит сигнала шум квантования -96дБ, а диф. нелинейности PCM58 достигают величин -110дБ и ниже.

---------- Сообщение добавлено 15:22 ---------- Предыдущее сообщение было 15:21 ----------

Ну так и написано - смотрим полную шкалу, понижаем уровень - опять смотрим и т. д. Согласен, что геморр это ещё тот

А после возвращаемся опять на полный уровень и смотрим что опять надо подстраивать. Оно мало того что геморно, так еще и не гарантирует результата. Т.е. это так грубо на глазок.