ЦАП Soekris R2R 1021/1121 — DIY


(Марат) #61

У меня то же мнение, которое пока строго обосновать я не могу.


(Александр) #62

Нет, конечно. Любые изыскания имеют смысл. А вообщето человеческое ухо очень чувствительно к фаза звука,что вырабатывалось многими тысячелетиями. То есть, при достаточно малом расстоянии между ушами нужно было определять где добыча, а где угроза. Математики могут посчитать разницу фаз между ушами, чтобы точно определить местоположение источника звука.


(Vitaly Bargatin) #63

Согласен. абсолютно.

К разности фаз как источнику информации по расстоянию до объекта.
Локализация в пространстве - по первому пришедшему импульсу.
Определение что это за объект - по спектру сигнала.

Только основной источник именно фазовых искажений - АС + комната для прослушивания. Вот там действительно ужас (с точки зрения математики). Причем абсолютно не линейный.

Не усилитель, не ЦАП, со всеми его фильтрами, которые мы так увлеченно обсуждаем.

Хотя при желании в ЦАП, конечно, можно цифровой обработкой еще то навертеть.
АС покажутся семечками.:grinning:

Я сделаю в Матлаб, то что описал. Самому интересно стало.


(Vitaly Bargatin) #64

Вот что получилось в Matlab.

Изначальный сигнал - две синусоиды 1 и 18 кГц с нулевой фазой и равной амплитудой
Дискретизируем его с частотой 44,1 кГц. Спектр


Не обращаем внимание на утолщения внизу пиков и немного разную высоту. Я упростил себе задачу и использовал быстрое преобразование Фурье, у которого есть такой побочный эффект - утечка спектра (энергия синусоиды визуально размывается на соседние частоты).

Сделаем его апсемплинг в 2 раза (до 88,2 кГц), заполнив недостающие отсчеты нулями.
Спектр


Появились отражения спектра. Это из за заполнения нулями дополнительных отсчетов.

Сделаем за 3 минуты в Матлаб простейший линейно-фазовый интерполирующий FIR фильтр (он не испортит фазовую характеристику).
Его АЧХ, импульс и фазовая характеристика


Матлаб нам говорит, что т.к. фильтр линейно-фазовый, то он просто даст задержку во времени. Форма сигнала сохранится полностью, но будет сдвинута относительно исходного сигнала (график групповой задержки). Появится пре- и после- звон (видно на импульсном отклике).
Это очень простой фильтр из 270 коэффициентов. В ЦАПах он обычно называется Sharp. В большинстве ЦАП используются фильтры длиной до 100 коэффициентов. В этом случае не все так безобидно - возможны заметные изменения амплитуд синусоид (18 кГц), на пару децибел." Завалятся верха".

Прогоним сигнал через этот фильтр.
Спектр


Отражения исчезли. По сути фильтр во временной области заполнил 0 какими то значениями (интерполировал).

Теперь сравним два сигнала во временной области - изначально семплированный с частотой дискретизации 88.2 и семплированный с частотой 44.1 и передискретизированный до 88.2 и отфильтрованный.

Видим, что сигнал сдвинут во времени, но это тот же набор двух синусоид. Как нам и обещал Матлаб в графике групповой задержки.
Небольшое различие только в самом начале восстановленных синусоид. Это особенность работы фильтра. Так называемый пре-звон.
Фазовых проблем нет.

Почему боялись апсемплинга?
Проблемы с ним могут быть при использовании только слишком простых или кривых фильтров. Там сигнал изменится визуально.


(Марат) #65

Теперь то же самое с изменяемой амплитудой.
Я утверждаю, что поймать фазу сигнала (ХОТЯ БЫ и синуса, несмотря что звук состоит не только из них) с непредсказуемой амплитудой тем труднее, чем ближе его частота к Fs/2.
Теорему формулировать не буду за недостатком времени, но условие ясно, да?

Промодулируйте 18-килогерцовый сигнал каким-либо низкочастотным и повторите опыт?


(Vitaly Bargatin) #66

Марат, я понимаю о чем вы говорите.

Я использовал линейно фазовый FIR фильтр. Его особенность в том, что он не вносит фазовых искажений. Сделал это специально.
У этой группы фильтров есть минус - значительный пре- звон.

Если бы я использовал минимально фазовый FIR фильтр (без пре- звона) или IIR фильтр, то произошло бы то, о чем вы говорите.

Вот график групповой задержки для IIR фильтра со спецификациями, аналогичными FIR фильтру из примера:


Вот минимально фазового FIR фильтра

Есть проблемы - факт.

К чему я это все писал (далее мое субъективное мнение):
1. При правильном выборе фильтров, их качественном создании и нормальной реализации всех алгоритмов в FPGA передискретизация проблем не создает, плюсы добавляет.
2. Значительня часть аудиофилов вполне осознанно выбирает характерный звуковой шаблон (назовем его NOS, например) т.к. этот характер подачи им просто нравиться. Его можно создать и в ЦАП с передискретизацией, используя специально созданные фильтры.

Такой выбор архетипа звука не хуже и не лучше моего. Мы все платим за то, что нам нравиться. А не за математически правильные конструкции.

В этом смысле при выборе плат питания для Soekris dam1121 у меня произошла очень забавная ситуация вчера. Я осознанно совершил не лучший с технической точки зрения выбор. :grinning:
Завтра опишу.


(Марат) #67

Я про фому, Вы пока про ерему. Посижу подожду. :wink:


(Vitaly Bargatin) #68

Сорри, но я не понимаю ваши вопросы.

Я подробно описал как восстановить сигнал без фазовых искажений с помощью линейно фазового FIR фильтра. Подробно, что бы можно было понять. Можно выбирать любую комбинацию частот.
Я пояснил, что с использованием других типов фильтров проблемы, которые вы описываете (фазовые искажения) будут. Вы правы в этом.

Я согласен, что могу заблуждаться. С радостью разберусь в чем.

Если можете добавить что то конкретное - с радостью прочитаю.

Любому желающему предоставлю скрипт Matlab, который проводит все вычисления. Если будет интересно - там можно поиграть любым сочетанием частот и их амплитудой. Скрипт автоматически генерирует все графики.


(Александр) #69

Заинтриговали. Я уже давно поглядываю на сёкрис. Правда, после твиков холо звучит чертовски хорошо. Несмотря на “длинный выхлоп”, операционники с ОСями.


(DEVID) #70

Длинный это как )


(Vitaly Bargatin) #71

Что имел ввиду вчера.

Напомню, что я сделал раздельные каналы питания на цифровую и аналоговую часть Soekris 1121 после прихода плат на TPS7A4700 от Иванова.

До этого каналы были объеденины, т.к. не хватало плат питания.
Я не помню, писал ли я об этом, но к своему удивлению уже тогда обратил внимание на разницу в качестве звука между платами на TPS7A4700 и LT3042 (последний хуже).
Тогда я объяснил это худшим показателем Load Step Responce. Хотя измерить его на макетке не удалось.

После разведения питания пульсации на платах Иванова обнаружить удалось (как и на плате от DIYinHK на том же LDO). Ниже картинка с выхода R2R матрицы. Максимальное потребление тока там 50мА.

Удивился и заменил на LT3042

Пульсации в 2,5 раза меньше.
Хотя по даташит должно быть наоборот (у LT показатели хуже).
Судя по длительности пульсаци (~25 микро сек) они должны приводить к небольшому уровню УВЧ шума на частотах ~ 40кГц на разъемах RCA.

На цифровой линии у обеих плат пульсаций нет. Максимальное потребление там 350 мА.

Измерения делал 3 раза (каждый день по серии). Картинки повторялись. Т.е. предполагаю, что изменения корректны.

Единственное, что приходит в голову - есть разница в реакции LDO на скачек тока. У TPS7A4700 даже небольшие изменения вызывают быстрый рост пульсации практически до максимального уровня, заявленного в даташит.
У LT3042 уровень пульсации пропорционален скачку тока (тем больше скачек, тем больше уровень пульсации).
Т.к. токовый скачек на матрице не может превышать 50мА (т.е. небольшой), то у TPS7A4700 наблюдаемые показатели хуже. На цифровой линии потребление, видимо, постоянно, поэтому там пульсаций не видим на обеих платах.

Вывод, который можно сделать на основании измерений - LT3042 должен быть лучше. Сомнений нет.

Три дня занимался выслушиванием этих плат на аналоговых каналах. Каждый день по следующей схеме на каждой плате:

  • разогрев 10-15 минут,
  • прослушивание, сравнение с Auralic Vega
  • измерения
    Последние 2 дня привлекал свою несчастную девушку к этому утомительному процессу (хотелось избежать субъективности в оценке). Она не знала, какая карта установлена в данный момент, проводилось сравнение с Auralic и она описывала мне услышанную разницу. Если ее мнение совпадало с моим я считал разницу установленной.
    Сравнение делалось по 1 обязательному треку (Melody Gardot - Don’t Misunderstand) + один трек по ее выбору. Слушали каждый трек примерно по 1,5 минуты.
    Основная проблема - подстройка уровня громкости (он заметно отличается на Auralic и dam1021)

Результат прослушивания

  1. Отличия в разных платах на TPS7A4700 на уровне “показалось”.
  2. TPS7A4700 vs LT3042 - первая дает более “живой”, “теплый” звук на вокале. Солиста хочется потрогать руками, такое ощущение, что он прямо перед тобой. LT3042 немного больше вторичных деталей (призвуки, шепот), но снижается эффект присутствия (очень похоже на Auralic, но последний лучше). Разница не на уровне “показалось”.

В первый день я выбрал в качестве победителя LT3042 (между платами питания на Soekris). Второй и третий и я и девушка выбрали TPS7A4700.

В результате решил поставить на аналог платы от Иванова (они более компактные, по сравнению с другими).

Вчера сравнил платы на цифровой линии. Разница на уровне “показалось” (но показалось, что лучше PS7A4700). Ее и оставил как более компактную.

Мне удалось быстро заказать платы SALAS Reflector D. Кто то отказался от груп-бая, платы были в наличии. Повезло. Их очень высоко оценивают на diyaudio.com.
Они уже прошли таможню в Москве:grinning:
Так что предстоит еще одна битва.:grinning:

Дополнительно поэкспериментирую с разводкой земли между питанием и платой dam1121. Оставил это на второй этап, т.к. хотелось сначала финально определиться с выбором плат питания.


(Vitaly Bargatin) #72

Сегодня сделал общую шину заземления между платами питания ЦАП (аналог ±5В, цифра 5В, 3,3В USB интерфейс и сигнальные линии DAC).

Сравнивать пришлось по памяти, т.к. процесс пайки не быстрый.
Разница на уровне “показалось”, картинка на осциллографе хуже (пульсации в питании стали немного длиннее).

Хотелось бы сделать разумный выбор по монтажу.

В связи с этим думаю о покупке внешней аудио-карты для измерений. Нужны аналоговый вход (качественный)/выход, цифровой выход, USB вход для подключение к компьютеру.
Бюджет до 20 - 25 тыс. Если можно дешевле - будет здорово.

Пока отметил для себя Focusrite Scarlett 6i6 2nd Gen. Не дорого, вроде не самые плохие отзывы, богато с интерфейсами, 192кГц/24бит.
Может кто нибудь порекомендовать альтернативы?


(Денис) #73

Попробуйте ради эксперимента на аналог сделать такую же схему стаба но с хорошими пленочными конденсаторами или с хорошими электролитами+пленка, если есть место под выросшие размеры то разница должна быть существенной если схема чувствительна к питанию.


(Марат) #74

Я ее твикал. Вышвырнул дешманские китайские кондеры и детсадовские ОУ, сделал линейный внешний БП. Даже без гальваноразвязки от компа она разорвала в паре систем фирменные “аудиофильные” цапы средней ценовой категории ($3…4к) не особо напрягаясь на виражах.


(Vitaly Bargatin) #75

Денис, вопрос в том, что я использовал киты от DIYinHK. Как платы на LT, так и на TPS.
Обе платы на неплохих комплектующих, одинаковых в обеих случаях (кроме чипа LDO, конечно) - Panasonic EEUFC low ESR, красная Wima.

Маловероятно, что они фейковые. Киты не копеечные, DIYinHK подчеркивают аутентичность деталей. На diyaudio.com много обладателей плат от них, жалоб на фейковость не было.

Для себя - не понимаю, чем объясняется разница в звучании.
Наиболее разумное объяснение дал выше по ветке @alecm - в плате на LT в обвязке чипа установлен транзистор для увеличения показателей по максимальному току. Приводит к ВЧ возбуждениям.

Как технически это проверить - не знаю (мой опыт не большой в радиоэлектронике).

Если кто то сможет подсказать что и как измерить - обязательно сделаю.

По размерам - нет ограничений.


(Vitaly Bargatin) #76

Марат спасибо.

Не уверен, конечно, что моего опыта хватит для повторения подобных твиков (кроме линейного питания). По крайней мере не сразу.


(Денис) #77

Я не про фейк и даже не про разницу в звучании, если у вас есть лишняя плата с которой можно поэкспериментировать или сможете сделать такойже стаб например на макетной плате то надо сделать именно на комплектующих уровнем выше, это минимум средств и будет проще в дальнейшем, все-таки wima mks и керамика с танталом что используются в этих стабах совсем не верх совершенства и у них одно преимущество это габариты. Можно даже попробовать в качестве теста на такой плате, даже на удлиненных ногах из моножилы, все равно должно быть слышно.
wima mks заменить хотя бы на wima MKP4 уже скорее всего будет слышно, с остальным тоже можно поэкспериментировать. Я тоже думал взять готовые платы Иванова или похожие, но такие компоненты у меня не звучат вообще, и на этом передумал, если только в цифру их ставить, на аналог точно нет


(Vitaly Bargatin) #78

Ок, понял. Спасибо.
Обязательно попробую. Лишних плат у меня достаточно теперь :grinning:


(Марат) #79

Что касается питания - простите, Вы, похоже, в самом начале пути, судя по количеству земляных петель на фотке потрохов.
Интегральные стабилизаторы характеризуются не только временем отклика и шумом, у каждого есть свои особенности, вплоть до микровозбудов при работе на керамику, поэтому в серьезных приложениях советую забыть о них и делать сразу пристойно. Google Walt Jung regulator, к примеру. Не знаю, достойна ли такого труда макетка от Сокриса, но раз уже так вкопались - почему не попробовать.


(Vitaly Bargatin) #80

Да, именно так, у меня нет опыта.:grinning: Спасибо большое за совет и наводку. Уже читаю статьи Walt Jung по этому поводу.:grinning:

Насколько могу судить, Salas Reflector D (уже на подходе ко мне) должнен превосходить платы на LDO, имеющиеся у меня (хотя и с ними интересно поэкспериментировать).

По земляным петлям - я пробую разные варианты подключения земли (не видел пока в статьях однозначных рекомендаций). Надеюсь измерить разные варианты заземления (в том числе на землю сети по схеме “звезда”) и определиться.

Если честно, то мне не важно, стоит ли плата Soekris таких вложений. Я купил и ее и предыдущую версию для экспериментов, не надеясь на потрясающий результат.

Оборудование, которое я уже купил для измерений (начального уровня) стоит дороже.
Меня увлекает процесс. Заставляет изучать много новых для себя направлений. Это интересно.