FIBONACCI SAR ADC. "Мультибит наоборот".

Собрали с друзьями автономный АЦП на технологии SAR для записи аналоговых материалов. Идеи были такие.

1. Отказаться от дельта-сигмы и оверсэмплинга.

Принцип преобразования: аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения, SAR (Successive Approximation Register). Такой АЦП измеряет величину входного сигнала, осуществляя ряд последовательных «взвешиваний», сравнений величины входного напряжения с величинами, полученных на делителях.

Про SAR-принцип A/D преобразования и “гири Фибоначчи” — в простой статье: Аналого-цифровое преобразование для начинающих / Хабр

Похоже на R2R D/A преобразование, только наоборот; идеологическая параллель — переход от дельтасигм к мультибитам в non-oversampling. АЦП не имеет передискретизации и цифровых фильтров. Используется аналоговый индуктивный ФНЧ Бесселя.

SAR традиционно используются в промышленности, там, где важна точность и скорость. До аудио в серийных устройствах SAR не добирались — слишком дорого и сложно.

2. Удобство в использовании.

Запись (оцифровка) винила/ленты — ненавистный процесс для тех, кто вынужден был бы для этого иметь дело с компьютером, но при этом “эти ваши компьютеры” не любит. Поэтому мы придумали устройство, которое делает запись полностью автономно.

Коробка!

Внутри находится микрокомпьютер. Буквенный LCD-экран, кнопки: Start / Stop / Eject диска, Shut down.
Регуляторы уровня входов, светодиодная шкала уровней. На экране: свободное время и место на диске, статус работы.

Запись происходит на подключаемый USB-HDD/SSD диск. Пишется CAF в формате 96 кгц. 96 кгц – столько умеют писать используемые сейчас в нашем АЦП SAR-чипы Analog Devices. Полезных бит 16. Позже попробуем и старше.

После записи диск можно отключить и перенести его друзьям, “умеющим компьютеры”, а можно еще проще: по долгому нажатию кнопки REC коробка (заранее в нее прописывается домашняя wi-fi сетка) подключается к wi-fi сети (либо использует Ethernet) и закачивает файлы на (тоже прописанный заранее) FTP-сервер, откуда потом “умеющий” может их забрать и обработать как надо. Можно даже соорудить какого-нибудь бота-оповещалкина, уже где-то вне системы. Таким образом человек, не используя компьютер, сможет передать файлы товарищу, используя лишь Ethernet кабель и одну кнопку.

Если прервать передачу, например, оторвав интернет, питание, или просто остановив и включив снова запись, то передача файлов прервется, а затем по новой команде выгрузки докачает все, что есть на диске, и еще не было догружено на FTP.

Короче, кибернетика.

3. Избежать разнообразие и непредсказуемость стационарного компьютерного железа и операционных систем.

Raspberry. Минимальная сборка ОС. Написали специальную программу для записи, предусматривающую все сценарии. Минимум запущенных процессов, приоритезация и изоляция процессов.


Технические особенности.

SAR АЦП транслируют данные в i2s. Шина RPi переведена в slave. Важно, что slave-режим Малины не традиционно overlay-драйвером, а перенастройкой режима i2s шины с последующей перекомпиляцией ядра ОС. Опыты с overlay-драйверами показали, что результат всегда нестабилен — пропуски/потери гарантированы; способ перекомпилированного ядра, напротив, дает стабильную точность цифровой части передачи (i2s -> файл на диске) на протяжении многих часов: ни единый бит не теряется.

Тактирование АЦП — генератором NDK SDA. Питания (3, позже 4 линии) — чрезвычайно близки к кенотронам по звуковому характеру. БП — отдельным блоком с кучей железа.

Авторы: Александр @Karabas , Ижевск; Александр Г., Санкт-Петербург; @Vit_S , Москва.


Парные сравнительные записи LP, сделанные в один тейк на наш “Фибоначчи” и Motu Traveler (дельта-сигма AK, внешние питания трех видов, трансформаторные входы, NDK SDA). В первой ссылке — классические фрагменты, вторая — Sarah Vaughan.

Еще пара Sarah V., SAR vs Tascam US (дельта-сигма AK):

27 симпатий

Внешний вид :+1:
Как с панели корабля Навуходоносор.

1 симпатия

И дисплей выглядит богато. Почти как у Naim NDS.
Система интересная, конечно, но одного не понял — как запустить Tidal?

1 симпатия

Tidal incompatible, old fashioned.

2 симпатии

а что где? Кого хвалить то нужно?))
мне ABC понравился

Ну, эти можно было и не называть случайными именами, да. *)

ну тут правда не понятно что где и если непонятно то зачем не понятно, надо угадать?

это что-то хитрое и олдскульное, типа выпрямитель на транзисторах и стаб на стабилитроне+транзистор?

1 симпатия
  1. Уже угадали.

  2. Что-то хитрое и олдскульное, по-разному для разных потребителей сделанное.

тут бы или голосовалку чтобы выбирать или сразу подписать, или и то и другое, одно для ознакомления подписанное а другое в голосовалку

если выпрямитель на транзисторах то :+1:
если стабилизаторэ это стабилитрон+германиевый транзистор то там еще есть варианты, это скорее про красивый тон, информации там теряется довольно много

Разумеется :wink: И потерь нам не надо.

1 симпатия

Dead Fibonacci!

@Vit_S, присоединюсь, я то с этими файликами уже знаком, а человеку, который видит в первый раз, будет непонятно, что это вообще, откуда и зачем.

Все файлы/папки переназвал понятно.

Сразу вижу проблему… оцифрованную сторону виниловой пластинки обычно делят на треки… а для этого (очень часто) необходимо иметь в руках саму пластинку, дистанционно это неудобно

Разно бывает. Иногда лучше иметь полный слепок, чем не иметь ничего, а коллекции бывают ох редкими.

А с лентами как? :slight_smile:

А “нормальный” АЦП не пробовали сделать. Ну там AES на выходе, SPDIF, ADAT?

Ничто не мешает выдать шину в AES и прочие. Но зачем… Что с ним, AES, будет делать далее владелец виниловой коллекции, который в этих железках умеет нажимать кнопки Start/Stop?

Да зачем вам эти неграмотные владельцы коллекции? Если девайс годный, можно и пошире зайти.

Можно и пошире зайти, только “грамотным” владельцам оно зачем? Для них рынок полон массой существенно “более лучших” аппаратов. По формальным техническим характеристикам :wink:

1 симпатия

Звук тоже требуется.

Кстати, на характеристики взглянуть хочется.