+- Hi-Fi Forum (https://hi-fi-forum.net/forum)
+-- Форум: Звук (/forum-3.html)
+--- Форум: Hi-Fi Аудио (/forum-8.html)
+---- Форум: Авторские работы (/forum-10.html)
+---- Тема: Neutrino USB DAC на платформе XMOS 384K/32bit PCM5102 (/thread-140903.html)
Neutrino USB DAC на платформе XMOS 384K/32bit PCM5102 - oleg2566 - 15-04-2015 21:38
Доброго времени суток форуму
Изделие немного "нашумело", ну бывает, платформа довольно новая, не изведанная, примите мои извинения
Так, что бы не "шуметь" - просто, авторская ветка
Проект не коммерческий, просто хотел создать ЦАПу себе и своим друзьям Вадимычу и bobrw, в сущности он таким и остался.
То есть, я готов помочь в определенной степени владельцам этого "китайского чуда", хотя... в основе лежат разработки всеми уважаемого Texas Instruments и молодой но перспективной XMOS.
Суть выбора состояла в...
- полноценном дельта-сигма преобразователе D\A , потому как давно являюсь сторонником такого рода усилителей, ну и все что с этим связанно.
- в чипе D\A преобразователя, уже имеется специализированный преобразователь I\U.
- в чипе D\A преобразователя, уже имеется специализированный преобразователь дифференциального сигнала в RCA линию.
Плюс... XMOS, со всеми прелестями хай-резов.
Конечно, я не думал, что все будет просто, но какой то предварительный план был.
Это вылилось в создание БП с отдельным питанием цифровой и аналоговой части, создании принципиально нового фильтра и выходного буфера, замены многих емкостей на стоковой плате, оптимальный подбор проводников, и в окончание, вывода переключения типа цифрового фильтра, для оптимальной работы РСМ5102 на разных частотах дискретизации.
На нынешний момент существует два девайса, №1 и №2.
№1 уже в доводке в седьмую версию, №2, шестой
В продолжении темы, попытаюсь ответить на интересующие вопросы, выложить некоторые схемы.
С уважением
RE: Neutrino USB DAC на платформе XMOS 384K/32bit PCM5102 - bobrw - 15-04-2015 22:06
Надо добавить,что цап постоянно усовершенствуется и я уже запутался где № 1 ,а где № 2.
Единственное ,что можно сказать то что цап который тестировал Артур сильно хуже цапа который остался в Киеве -это слышно с первых звуков.Олег постоянно модифицирует цап и было бы интересно,чтобы к Артуру попала окончательная версия
RE: Neutrino USB DAC на платформе XMOS 384K/32bit PCM5102 - oleg2566 - 15-04-2015 22:52
Вова,
а где тот окончательный вариант
RE: Neutrino USB DAC на платформе XMOS 384K/32bit PCM5102 - oleg2566 - 16-04-2015 20:48
Часть вторая. Фильтр и буфер
Один из основных моментов модернизации стоковой платы, создание фильтра и выходного буферного каскада.
Зачем и почему?
Скажем так, что бы очистить выходной сигнал РСМ5102, от широчайшего спектра гармонических составляющих, обусловленных наличием прямоугольных импульсов в выходном сигнале с которыми "родной" фильтр из даташита, не справляется вооще
Не та частота среза, не тот порядок, со всеми вытекающими последствиями.
Музыку в этом потоке можно только узнать, но не слушать с удовольствием.
С помощью нового фильтра удалось подавить несущую 384 кГц на 38 дБ в отличии от родного 9 дБ, то есть разница в 29 дБ, а разница в подавлении фронтов импульсного сигнала намного больше, 121 дБ против 51 дБ, то есть 70 дБ
Это без учета встроенных цифровых фильтров.
Теперь, что касается выходного буфера.
Он строился уже с учетом характеристик фильтра и имеет соответствующие настройки.
Зачем он нужен?
Для развязки фильтра и нагрузки, в виде межблочного кабеля и входных цепей УМ.
Все узлы модернизации ЦАПы, смоделированы с помощью схемного симулятора Tina-TI, от почитаемых "Техаских инструментов", результаты моделирования которого, всегда занижены в отличии от готового макета.
Где то так
Пару приложений, для визуализации вышесказанного.
Извините за "заумность" изложения.
RE: Neutrino USB DAC на платформе XMOS 384K/32bit PCM5102 - oldfield - 16-04-2015 21:09
Скажите, а будет полная схема ЦАПа?
RE: Neutrino USB DAC на платформе XMOS 384K/32bit PCM5102 - oleg2566 - 16-04-2015 21:19
(16-04-2015 21:09)oldfield писал(а): Скажите, а будет полная схема ЦАПа?Извините, что значит "полная" ?
Я не собираюсь срисовывать сие стоковое "китайское чудо", хотя и мог бы
Просто обрисовываю этапы превращение его в Neutrino USB DAC.
Еще впереди БП, переключатель ЦФ и модернизация базовой платы.
За один вечер, это не возможно, только по узлам
RE: Neutrino USB DAC на платформе XMOS 384K/32bit PCM5102 - oldfield - 16-04-2015 21:36
Я Вас понял, уже нашел на ебэе такой ЦАП. Спасибо
RE: Neutrino USB DAC на платформе XMOS 384K/32bit PCM5102 - vd-two - 16-04-2015 21:52
Если уже есть буфер-повторитель, то фильтр можно сделать вторым-третьим порядком по топологии Саллена-Ки. Хорошо звучащее решение, плюс катушку можно упразднить.
RE: Neutrino USB DAC на платформе XMOS 384K/32bit PCM5102 - oleg2566 - 16-04-2015 21:59
(16-04-2015 21:52)vd-two писал(а): Если уже есть буфер-повторитель, то фильтр можно сделать вторым-третьим порядком по топологии Саллена-Ки. Хорошо звучащее решение, плюс катушку можно упразднить.Да, топология Саллен-Ки стоит у меня в активных фильтрах, но здесь при чем, другие, высокие частоты. Шумы и ДД совсем другие.
RE: Neutrino USB DAC на платформе XMOS 384K/32bit PCM5102 - vd-two - 16-04-2015 22:57
Та не, я ж просто так, ляпнул
Если серьезно, то вы сейчас должны уточнить, какой вид аппроксимации Саллена-Ки лучше и прочие важные вещи. Про шумы, ДД, частоты и прочее неинтересно. А вот то, в каких аппратах так сделано - очень даже. Список приводить не буду, поверьте на слово, аппараты очень хорошие. Их разработчики оказывается ничего не знали про шумы и прочее... наверно
У меня нет камней за пазухой. Просто предложил вам вариант, провереннный на практике уважаемыми конструкторами и лично. Доказывать ничего не собираюсь. Мотаем катухи!
RE: Neutrino USB DAC на платформе XMOS 384K/32bit PCM5102 - oleg2566 - 17-04-2015 20:58
(16-04-2015 22:57)vd-two писал(а): Если серьезно, то вы сейчас должны уточнить, какой вид аппроксимации Саллена-Ки лучше и прочие важные вещи. Про шумы, ДД, частоты и прочее неинтересно. А вот то, в каких аппратах так сделано - очень даже. Список приводить не буду, поверьте на слово, аппараты очень хорошие. Их разработчики оказывается ничего не знали про шумы и прочее... наверноРеализацию активных фильтров с аппроксимацией довольно распространенной, освещал в своих ветках по "ШестиДусю" неоднократно (приведу в приложении)
Главное достоинство реализации, устойчивость, одинаковые номиналы частотозадающей цепи, отдельное звено формирования добротности
, но типовой шум такого рода фильтра составляет не менее 20 нВ, это при единицах килоОм номиналов резисторов, даже не учитывая шумов ОУ."Средний квадрат напряжения этого шума зависит только от активного сопротивления R и температуры T" - цитата.
Но то усилитель, а в ЦАПе, совсем другие приоритеты, это "источник".
Если внимательно изучить схему буфера и фильтра, станет понятно, что сопротивления там минимальны, от сотен мОм, до сотен Ом, что обуславливает, как минимум на порядок меньшие шумы
Теперь об использовании ОУ.
Самый лучший усилитель напряжения - лампа, и очень хорошо, что усиливать напряжение ЦАПе нет необходимости. Просто - развязать, и усилить ток.
Нет тех динамических и фазовых искажений, присущих ОУ, с коэффициентом усиления 90 -140 дБ, зачем нужен такой Ку устройству, которое, только повторяет напряжение
По поводу именитых изделий, это просто смешно
, я уже столкнулся с даташитом РСМ5102, разработчики "именитых" изделий, просто используют то, что в даташите написано, с использованием "красивых деталек", но есть и другая группа инженеров. которая перед тем, как что либо сделать, подбирает тот или иной девайс с мыслью своей реализации, а самые умныевоодушевившись своей идеей, вооще все разрабатывают сами, вплоть до чипов.В этом плане, мне очень импонирует PS Audio
RE: Neutrino USB DAC на платформе XMOS 384K/32bit PCM5102 - IliaL - 17-04-2015 23:43
Не пробовали изготавливать катушки L1, L2 без феррита?
RE: Neutrino USB DAC на платформе XMOS 384K/32bit PCM5102 - Black_Jack - 18-04-2015 00:07
(16-04-2015 21:59)oleg2566 писал(а): Да, топология Саллен-Ки стоит у меня в активных фильтрах, но здесь при чем, другие, высокие частоты. Шумы и ДД совсем другие.По поводу пост-фильтрации - могу посоветовать ради интереса посмотреть вот на это...
_http://www.amb.org/audio/alpha24/
AMB задумывал изначально а24 как фильтр для ЦАПА (y3)
RE: Neutrino USB DAC на платформе XMOS 384K/32bit PCM5102 - vd-two - 18-04-2015 09:30
oleg2566, я вам предложил идею. Можете на нее забить. Ваш текст комментировать не буду (за исключением абзаца про ОУ - ну при чем тут они, ума не приложу), попробуйте написать это на форумах, где есть специалисты, оцените реакцию... хотя лучше не надо
Тут покрутил в симуляторе ваш LC фильтр, его можно сделать намного лучше. Если уж вы его применяете - есть чем еще заниматься.
RE: Neutrino USB DAC на платформе XMOS 384K/32bit PCM5102 - oleg2566 - 18-04-2015 12:38
(17-04-2015 23:43)IliaL писал(а): Не пробовали изготавливать катушки L1, L2 без феррита?Без феррита, это много провода и так почти три метра, в размере это была бы катушка из АС, на НЧ динамик.
Наводки и все прочее. С моей точки зрения это оптимальный вариант.
(18-04-2015 09:30)vd-two писал(а): Тут покрутил в симуляторе ваш LC фильтр, его можно сделать намного лучше. Если уж вы его применяете - есть чем еще заниматься.Вот это уже дело
, я подозревал об этомВ чем состоит мысль?
RE: Neutrino USB DAC на платформе XMOS 384K/32bit PCM5102 - vd-two - 18-04-2015 13:11
1. Катушки визуально вряд ли правильные. Требования такие - броневой сердечник обязательно с зазором, минимальная собственная емкость (если собственный резонанс будет килогерц в 200, то что она отфильтрует на 400), феррит должен быть линейным (Epcos N48 или M33, если наш - М1500НМ3-33), экран из тонкой медной фольги. Никаких болтов внутри! Идеально иметь добротность на 20кГц около 70, активное сопротивление 10-20ом, емкость 4-5пФ (резонанс килогерц 600-700).
Требования не слишком простые, поэтому я бы сделал буфер-фильтр Саллен-Ки на повторителе. Тут это можно, вот в выхлопе Петя Рогов - нельзя, поэтому в слушаю я его с правильными катушками
2. Фильтр должен быть фазолинейным, с постоянным групповым временем задержки (производная ФЧХ по частоте) как минимум в звуковой полосе, лучше килогерц до ста, но это уже не всегда получается. У вас фаза нелинейно крутится значительно раньше и не монотонно.
RE: Neutrino USB DAC на платформе XMOS 384K/32bit PCM5102 - oleg2566 - 18-04-2015 14:48
(18-04-2015 13:11)vd-two писал(а): 1. Катушки визуально вряд ли правильные. Требования такие - броневой сердечник обязательно с зазором, минимальная собственная емкость (если собственный резонанс будет килогерц в 200, то что она отфильтрует на 400), феррит должен быть линейным (Epcos N48 или M33, если наш - М1500НМ3-33), экран из тонкой медной фольги. Никаких болтов внутри! Идеально иметь добротность на 20кГц около 70, активное сопротивление 10-20ом, емкость 4-5пФ (резонанс килогерц 600-700).Спасибо, честно
Требования не слишком простые, поэтому я бы сделал буфер-фильтр Саллен-Ки на повторителе. Тут это можно, вот в выхлопе Петя Рогов - нельзя, поэтому в слушаю я его с правильными катушками
2. Фильтр должен быть фазолинейным, с постоянным групповым временем задержки (производная ФЧХ по частоте) как минимум в звуковой полосе, лучше килогерц до ста, но это уже не всегда получается. У вас фаза нелинейно крутится значительно раньше и не монотонно.
Да, в действительности создать хорошую катушку, это как сделать хороший выходной трансформатор для лампы, только дешевле
Теперь по пунктам:
1. Сердечник, действительно с зазором из полиэтилентерефталата, он же служит для точной подгонки индуктивности. Материал сердечника Б-22 - 2000НМ.
Естественно, 1500-тый имеет втрое больший частотный диапазон но требуемое количество витков... это доп емкость и собственный резонанс.
Касаемо сопротивления... я пошел по несколько другому пути, т.е. уменьшив количество витков и увеличив диаметр обмоточного провода (0,47), в результате получилось около 55 витков и сопротивление 300 мОм.
Были попытки сделать индуктивность и на 1500 материале, но "разрешабельность" куда то исчезала
Главное же, конечный результат.
Понятно, в нашем нелегком деле выбрать тот компромисс, который наименее компромисен
По медному экрану, объясните, попробую.
Винт из магнитомягкого материала изолирован от сердечника и реально, не вносит свою лепту в индуктивность, а следовательно и в звук, ну просто я так думаю
2. Ну да, фазолинейность, согласен на все сто пудов.
Сделать это еще сложнее, чем образцовую катушку. Но это опять, набор компромиссов, хотя замечу, что максимальное отклонение фазы от нуля, на 20 кГц, составляет всего -40 градусов, а ГВЗ, в звуковом диапазоне составляет + 5,33 микросекунд и на 384 кГц всего + 174 наносекунды.
Спасибо еще раз, может еще чего то не учел, буду думать
RE: Neutrino USB DAC на платформе XMOS 384K/32bit PCM5102 - vd-two - 18-04-2015 14:59
Хорошая катушка - проблема. Любопаытно, сколько получились добротность и резонансная в таком варианте катушек?
Экран. Оборачиваем медной фольгой, пропаиваем шов. Соединяем экран с землей. Чтоб совсем хорошо, вывод наружного слоя катушки соединяем с точкой меньшего импеданса - тут с выходом ЦАПа.
С фазолинейным фильтром как раз все легко и просто - всего лишь посчитать. Ну, будет чуть другая индуктивность и другая величина конденсатора. Вот и все типа компромиссы
RE: Neutrino USB DAC на платформе XMOS 384K/32bit PCM5102 - oleg2566 - 18-04-2015 15:28
(18-04-2015 14:59)vd-two писал(а): Хорошая катушка - проблема. Любопаытно, сколько получились добротность и резонансная в таком варианте катушек?Я имел ввиду смысл экрана и в Вашем случае это короткозамнкнутый виток.
Экран. Оборачиваем медной фольгой, пропаиваем шов. Соединяем экран с землей. Чтоб совсем хорошо, вывод наружного слоя катушки соединяем с точкой меньшего импеданса - тут с выходом ЦАПа.
С фазолинейным фильтром как раз все легко и просто - всего лишь посчитать. Ну, будет чуть другая индуктивность и другая величина конденсатора. Вот и все типа компромиссы
По поводу фазолинейности, это всего лишь фильтр Бесселя.
RE: Neutrino USB DAC на платформе XMOS 384K/32bit PCM5102 - vd-two - 18-04-2015 15:55
(18-04-2015 15:28)oleg2566 писал(а): Я имел ввиду смысл экрана и в Вашем случае это короткозамнкнутый виток.Если это так, то сделайте короткозамкнутый виток на каркасе катушки, померяйте индуктивность. Потом экран как я описал, снова измерить индуктивность. Поосмеемся?
По поводу фазолинейности, это всего лишь фильтр Бесселя.
Не только именно Бесселя. Строгое соответствие виду аппроксиммации ничто, фазолинейность - все.