Экспериментальный EigenDAK

[tomtit]

В перерывах между работой и лыжероллерными тренировками, решил ещё раз вернуться к идее однобитного ДАК с самовозбуждением на частоте 1/16 от 24576кГц.
Проект назван ЭйгенДАК в честь известных самоосциллирующих усилителей.
Для реализации идеи была выбрана передаточная функция 9-го порядка, где модуль усиления равен 1, а фаза достигает -180гр на частоте близкой к 1/16 системного клока.
Дизеринг в таком модуляторе не требуется и даже вреден.
По-прежнему использую ПЛИС Спартан 6 ХС6SLX9, но всё работает и на китайской GW1N-LV9QN48. (испытано на демо-плате Tang-nano).

К счастью, нового железа не потребовалось, использовал слегка обновлённую версию своего дискретного КИХ-ДАК.

Измерения:
Небольшая кочка на шумовой полке вблизи основного тона - артефакт неполной компенсации АЧХ режектора, на самом деле её нет.
Правильность измерений амплитуд гармоник контролировалась путём подмешивания тона 3.5кГц -140дБс. Реально - все ещё даже лучше примерно на 1.5dB.
————————————————————-
1) GIF-Анимация - искажения в зависимости от уровня сигнала. Нормировка по несущей, поэтому шумовая полка поднимается с уменьшением сигнала от 0 до -100dBc:

---------------------------------------------
2) искажения и шум в широкой полосе 20-384к @ 0dBc:

---------------------------------------------
3) джиттер тест для TOSLINK интерфейса 12Кгц @ 0dBc:

---------------------------------------------
4) мультитон тест:

---------------------------------------------
5) ИМД на 19+20к, амплитуда сигнала максимально близка к клиппингу:

---------------------------------------------
6) Bode plot. Для удобства, фаза смещена на +180гр. вверх:

---------------------------------------------
По звучанию, я не могу отличить его от предыдущей версии дискретного ДАК,
но при длительном прослушивании ЭйгенДАК более предпочтителен, так как меньше утомляет, несмотря на в 10 раз больший ТНD. Похоже, что на слух всё, что ниже 1ррм уже не имеет значения.
---------------------------------------------

Дизайн вызывающе минималистичен ввиду полного отсутствия интереса к дальнейшему развитию проекта, пока всё устраивает.

Металлический корпус 160х160х55 от Хэммонд индастриз.

Длина оптического кабеля до компьютера - около 6м.
Полное отсутствие земляных петель позволяет использовать импульсный источник питания - USB PD зарядку с опцией 15В.

Сеть и её гармоники начисто отсутствуют на измерениях. Не видно и помех связанных с ИИП.

Вот ещё пара измерений без режектора основного тона 1кГц.
Почему-то REW стал писать ENOB лучше 19бит и SNR близко к 120дБ!
К чему бы это?
———————————————————-
ЕйгенДАК:

———————————————————-
и Сигма-Дельта на том же железе:


P.S. Был бы рад поправить заголовок темы, но не знаю как .

[stratov]

В перерывах между работой и лыжероллерными тренировками, решил ещё раз вернуться к идее однобитного ДАК с самовозбуждением на частоте 1/16 от 24576кГц.
Проект назван ЭйгенДАК в честь известных самоосциллирующих усилителей.
Для реализации идеи была выбрана передаточная функция 9-го порядка, где модуль усиления равен 1, а фаза достигает -180гр на частоте близкой к 1/16 системного клока.
Дизеринг в таком модуляторе совершенно не нужен, даже вреден. Пока используется по-прежнему ПЛИС Спартан 6 ХС6SLX9, но всё работает и на китайской GW1N-LV9QN48.
(испытано на демо-плате Tang-nano).

К счастью, нового железа не потребовалось, использовал слегка обновлённую версию своего дискретного КИХ-ДАК.

Измерения:
Небольшая кочка на шумовой полке вблизи основного тона - артефакт неполной компенсации АЧХ Нотча,
на самом деле её нет. Правильность измерений амплитуд гармоник контролировалась путём подмешивания тона 3.5кГц -140дБс. Реально - все ещё даже лучше примерно на 1.5dB.

1) Анимация - искажения в зависимости от уровня сигнала. Нормировка по несущей, поэтому шумовая полка поднимается с уменьшением сигнала от 0 до -100dBc:

---------------------------------------------
2) искажения и шум в широкой полосе 20-384к @ 0dBc:

---------------------------------------------
3) джиттер тест для СПДИФ интерфейса 12Кгц @ 0dBc:

---------------------------------------------
4) мультитон тест:

---------------------------------------------
5) ИМД на 19+20к, амплитуда сигнала максимально близка к клиппингу:

---------------------------------------------
6) Bode plot. Для удобства, фаза смещена на +180гр. вверх:

---------------------------------------------
По звучанию, я не могу отличить его от предыдущей версии дискретного ДАК,
но при длительном прослушивании ЭйгенДАК более предпочтителен, так как меньше утомляет, несмотря на в 10 раз больший ТНD. Похоже, что на слух всё, что ниже 1ррм уже не имеет значения.
---------------------------------------------


Дизайн вызывающе минималистичен ввиду полного отсутствия интереса к дальнейшему развитию проекта, пока всё устраивает.

Металлический корпус 160х160х55 от Хэммонд индастриз.

Длина оптического кабеля до компьютера - около 6м.
Полное отсутствие земляных петель позволяет использовать импульсный источник питания - USB PD зарядку с опцией 15В.

Сеть и её гармоники начисто отсутствуют на измерениях. Не видно и помех связанных с ИИП.

Вот ещё пара измерений без режектора основного тона 1кГц.
Почему-то REW стал писать ENOB лучше 19бит и SNR близко к 120дБ!
К чему бы это?
———————————————————-
ЕйгенДАК:

———————————————————-
и Сигма-Дельта на том же железе:


P.S. Был бы рад поправить заголовок темы, но не знаю как .

Ув Автор, да вы профи, мое почтение!!!!!

[Alex]

Offтопик:

P.S. Был бы рад поправить заголовок темы, но не знаю как

Заголовок темы можно редактировать при реактировании первого сообщения темы.
А вот что с кодировкой не знаю, у меня такого ниразу небыло.

[Serge_L]

Это происки Макоси)

[tomtit]

Offтопик:
Да, писал с айпада, русской клавы ещё не приобрел, новый компьютер.

Alex, Спасибо, в расширенном режиме можно править заголовки своих сообщений!

[Alex]

Offтопик:

русской клавы ещё не приобрел,

У меня руской клавы лет 15 как нет (хотя они и продаются везде, с ноутами сложнее, но и для них везде продаются наклейки), но я и так помню где какие буквы.

[Audiomaniac]

По измерениям все круто. А фото девайса внутри можно увидеть?

[Дмитрий Косачев]

USB PD зарядку с опцией 15В

Не боитесь, что кто-то другой (ну, мало ли) подключит DAC к обычному USB 2.0 порту и сожжет порт потребляемым током?
Или он у вас не стартует при напряжении питания 5В?

[tomtit]

По измерениям все круто. А фото девайса внутри можно увидеть?

Здесь уже было фото.
Сейчас только разводка без ошибок, а так та же самая плата.
Ну и резисторы АКИХ заменил на дешевые сборки по 4 резистора в 1206 корпусе.
Круто - это самый нижний спектр, с предыдущим модулятором, там гармоники -140дБ.

---------- Сообщение добавлено 16:22 ---------- Предыдущее сообщение было 16:19 ----------

Не боитесь, что кто-то другой (ну, мало ли) подключит DAC к обычному USB 2.0 порту и сожжет порт потребляемым током?
Или он у вас не стартует при напряжении питания 5В?

Там же PD чип, если меньше, то не включит. Да и ток потребления невелик.

[Audiomaniac]

Здесь уже было фото.

А если не секрет, вот эти кондеры что собой представляют, какого типа?

[tomtit]

А если не секрет, вот эти кондеры что собой представляют, какого типа?

Это плёнка 1мкф 16В в серво, убирают всё ниже 1Гц.
Сделано без ОС, вычитанием выхода дополнительного ФНЧ из сигнала.

[Audiomaniac]

Обычные танталовые по 100мкф 16В. На новой плате стоят алюминиевые гибридные, подешевле.
Ни на что их тип не влияет, ни на искажения, ни на звук.

не, я про те, которые стрелочками отмечены

[Дмитрий Косачев]

Там же PD чип, если меньше, то не включит.

Я с PD не работал просто, думал, что если источник не может отдать 15В, то он включается на меньшее.

А если не секрет, вот эти кондеры что собой представляют, какого типа?

Плёночные конденсаторы Panasonic для аудио приложений серии ECPU(A) из акрилового пластика.
И в них всё хорошо, кроме допуска в ±20% и низких рабочих напряжений.

[Alex]

подключит DAC к обычному USB 2.0 порту и сожжет порт потребляемым током?

Порты от этого обычно не сгорают, там всегда стоит или специальный чип, или хотя бы РТС.

[Serge_L]

На юсб везде стоят мутаторы по питанию, они отключат порт при перегрузке и формируют в хаб сигнал OverCurrenr. Правда, большинство дешмана не обрабатывает этот сигнал.
В зарядках - там другое, но тоже пофиг на перегрузку.
С PD там все весьма непросто, но тут это просто нет смысла обсуждать.

[Alex]

Плёночные конденсаторы Panasonic для аудио приложений серии ECPU(A) из акрилового пластика.
И в них всё хорошо, кроме допуска в ±20% и низких рабочих напряжений.

У них далеко не все "хорошо".
Чуть ли не единственное их (именно Панасоников и Корнеллов) достоинство - это низкая цена, по сравнению с тем-же акрилом, но от Рубикона.
Напряжения да,низкие, но это я бы не сказал что плохо - если нужно высокие, то можно брать "обычные" трухольные пленочники, которые идут на сотни а то и тысячи вольт.

Тут же вся прелесть как раз в том что эти малогабаритные и SMD, как раз для полупроводниковой техники, где в основном не нужны высокие напряжения.

ECPU(A) до 15в, если мне памят не изменяет, но есть ECPU(B), которые до 25в. А этого для полупроводниковой малосигналки более чем достаточно.

Другой недостаток - их небольшая емкость, до 1мкф. Но уже вполне доступна по нормальным ценам NPO керамика до 0.47мкФ (в принципе она и до 1мкФ доступна, но сильно дороже).

Примерно такие-же номиналы емкостии и напряжения и у Корнелловского акрила, а вот Рубиконовский тут выигрывает, т.к. в диапазоне от 1 мкФ до 22мкФ есть даже до 250в (1.0х250, 4.7мкФ*50в), но цены повыше.

И еще, у Panasonic ECPU(A) и ECPU(B) есть еще один немаловажный недостаток - они уже не выпускаются.

[Audiomaniac]

Это плёнка 1мкф 16В в серво, убирают всё ниже 1Гц.
Сделано без ОС, вычитанием выхода дополнительного ФНЧ из сигнала.

А емкости в ФНЧ - керамика NPO? 0603? Какой максимальный номинал используется?

[tomtit]

Все ёмкости в звуковых цепях фнЧ - NPO 0603, максимальная величина 10нФ 2%, остальные 1%.
Резисторы 0805, в основном Susumu и TE, thin film. Сборки в AFIR - 4х10к 1206 - Vishay/Bourns.

[tomtit]

Недавно обнаружил экспериментально любопытный факт. Все мои ШИМ модуляторы не нуждаются в оверсемплинге до частоты работы модулятора, то есть до 1024х. Вполне достаточно до 32х, то есть до частоты ШИМ.
При этом в спектрах и на слух ничего не изменяется. Видимо, сам модулятор работает, как ФНЧ, и прекрасно выполняет роль интерполятора до своей тактовой частоты.
Этот факт сильно упрощает проект.