Przetwarzanie cyfrowo-analogowe

Sebba · 25 Kwietnia 2005

Jestem na tym forum po raz pierwszy i pozwole sobie na kilka dywagacji i podzieleniem sie swoim doswiadczeniem w zakresie DAC, jako ze jest to bardzo popularna konstrukcja DIY. Buszujac po internecie mozna spotkac wiele rozwiazan zewnetrznych przetwornikow D/A.

Ktos by mogl sie zapytac, czy jest w ogole jakijs sens "rozbijania" CD na 2 pudelka. Argument za, to oddalenie DAC i strony analogowej od "siejacego" RFI transportu. Z drugiej strony, aby przeslac sygnal, musimy wyslac go w systemie np. S/PDIF i potem w odbiorniku odtworzyc clock i dane. A z tym jest najwiecej problemow. Typowe odbiorniki, jak np. CS8412 wprowdzaja swoj jitter i nie tlumia jittera ponizej czestotliwosci granicznej filtru PLL. Tak wiec sygnaly DATA, RLck BCK i MCK niosa wiekszy jitter po takim polaczeniu niz bezposrednio z wyjscia dekodera dobrego CD. I co z takim sygnalem mozemy zrobic?

Najprosciej podlaczyc przetwornik bez filtru cyfrowego. Tzw. NOS DAC jaki zachwala np. Audio Note. z pelnym widmem powyzej 20kHz.

Probowalem, stosujac filtry LC i efekty zalezaly od wzmacniacza. Lampowe z plytkim nfb na ogol graly gobrze z NOS, tranzystorowe z glebokim nfb niestety byly przesterowane w pasnie ponad-akustycznym i intermodulacje dawaly sie we znaki. W sumie DOBRY filtr cyfrowy jak DF1704 i lagodny analogowy rozwiazuje problem i nie wprowadza zauwazalnego pogorszenia jakosci dzwieku.

Najbardziej znaczacy jest jednak sam przetwornik. To co sie dzieje na obecnym rynku to sodomia i gomoria. Wiekszosc odtwarzaczy CD i DVD nawet te ze sredniej i wysokiej polki maja przetworniki 1 bit typu Sigma -Delta. Trzeskane seryjnie za pare $ z szt. Poczawszy od Cristal'ow CS439..X 43122(najgorszy jaki sluchalem), poprzez Wolfsony, BB, AKM itd. Tanie, powtarzalne i proste w aplikacji ze wzgledu na zaimplementowany filltr analogowy SC (O zgrozo!) Jakosc dzwieku jest na pierwszy rzut ucha b. dobra, dynamiczny, czysty, Ale czy tak brzmi muzyka? Dominujace prawie we wszystkich odtwarzaczach DAC SIgma -Delta daja podobna, anty-muzyczna jakosc dzwieku. Sa bardzo czule na jitter. Jesli wiec ktos chcialbu wykonac zewnetrzny DAC, to ma to sens tylko przy zastosowaniu ukladow wielobitowych, jak PCM 1704, PCM 63, TDA.... ew AD 1865.... itd... Moj kolega kupil stary CD Sherwood na gieldzie za 150 zl i zaloze sie ze jakoscia dzwieku bije wiekszosc wpolczesnych CD i DVD. Sam bylem w szoku jak porownywalem z moim 1 DAC na CS4390. Moze nie mial takiej dynamiki i "kopa" ale instrumenty brzmialy znakomicie, slychac bylo powierze, nastroj. A w srodku byly wlasnie PCM 63 .

A wiec, jesli zalezy komus na jakosci dzwieku to tylko uklady wielobitowe, np PCM1704 i dobru transport o niskim poziomie jittera. Uklady wielobitowe sa duzo miej czule na jitter niz wszechbylskie 1 bit Sigma-Delta.

Jesli mamy zas transpotr nie najwyzszej jakosci to warto dorzucic upsampling np na AD1896. I tu moje spostrzezenie. Jesli transport jest nizszej jakosci (duzy jitter) to upsampling pomaga i to bardzo duzo. Nawet z tanim odtwarzaczem DVD mozna uzyskac dobre efekty. Majac dobry transport (i dobre plyty, o niskim jitter'ze) wtedy upsampling nic nie daje, a nawet pogarsza. Jeszcze zostaje do omowienia filtr analogowy i konverter I/V ale na dzis koniec. Czy ktos mial moze podobne a moze tez inne doswiadczenie?

bitrate · 26 Kwietnia 2005

Niestety bardzo ciężko jest uzyskać rozdzielczość już chociażby 18bit z wielobitowego przetwornika składa się na to kilka przyczyn:niemożność uzyskania dokładnych wartości rezystancji w drabince, jej temperaturowy dryft rezystancji(niejednakowy dla wszystkich rezystorów) ,szumy termiczne drabinki ,niemożność uzyskania napięcia odniesienia o określonej stabilności i wartości szumów,ponadto układy wielobitowe generują szpilki w momencie zmiany wartości próbki (następuje wyścig krytyczny kluczy przełączających) to wszystko składa się na fakt iż w przypadku przetworników wielobitowych technika cyfrowa natrafiła na bardzo silny opór materii analogowej.Sposobem na ominięcie tej pułapki jest metoda przetwarzania delta sigma i chociaż jest w nią wpisana niedoskonałość to niektóre typy przetworników wykorzystujące wielopoziomową i wielobitową modulację delta sigma dają dobre rezultaty brzmieniowe np AD1853 czy AD1852 Analoga .Dodanie upsamplingu w postaci ASRC nie usuwa jitteru a wręcz przeciwnie :jitter zostaje na zawsze sklejony z danymi wynika to z faktu iż istniejacy w ASRC rejestr FIFO jest karmiony danymi zależącymi od stosunku Fsin/Fsout na wejściach zegarowych a każde nawet minimalne przesunięcie zbocza zegara wejściowego(w skutek jitteru) będzie traktowane jako ważny sygnał i w stosunku do niego obliczany będzie nowy współczynnik Fsin/Fsout (może nieścisle się wyrażam ale tak to miej więcej wygląda)Efekt :dane wyjsciowe z upragnionym 1ps RMS jitterem a na analizatorze widma piękne wstęgi boczne jitteru wejściowego.

Sebba · 26 Kwietnia 2005

Oczywiscie konvertery wielobitowe sa tez nie bez wad i trudniejsze w aplikacji. Porownywalem PCM1704, PCM 63 i TDA 1543 (Na nim byl odtwarzacz DIORY-prymitywna konstrukcja ale b. dobry dziwek) z CS4390, CS43122 i WM8740 w tym samym DAC, wszystkie dobrze zaaplikowane. Niby wszytkie kostki graly podobnie, ale tyko z wielobitowych ukladow dalo sie uslyszec pewny przekaz emocjonalny, powietrze, nastroj. Na Sig-Del 1bit niby wszystko gra dobrze, ale wlasnie wszystko pozbawione pewnej magii. Zauwaz, jakie duze znieksztralcenia ma uwazany za high-end (nie lubie tego marketinkowego okreslenia) np CS4390 na niskich poziomach!

AD1853 to dobry respektowany uklad, choc ich nie probowalem i moze rzeczywiscie takie Sigma -Delta sa zlotym srodkiem. Czy ktos ma jakiejs z nim doswiadczenia, opinie?

Co do ASRC to niestety nie dysponuje alalizatorem jittera, opieralem sie na karcie katalogowej AD1896, dzie jest wyraznie napisane ze uklad redukuje jitter. Dane z bufora FiFo sa czytane z uzyciem calkiem innego zegara, lokalnego o niskim jitterze i dostarczane takowe do DAC. To tak jakby ktos przepisywal jakijs bazgroly na maszynie. Jedyna wada o ktorek slyszalem, to w czasie upsampling'u nastepuja bledy poziomow czyli inaczej mowiac - znieksztalcenia nieliniowe. Ale THD nie jest tak zauwazalne jak zmiany czasowe, a wlasnie uklad ten je wytrownuje.

Bez Upsamplingu podlaczajac swoj DAC do napedu komputerowego albo DVD Panasonica (Co do wartosci bitowej oba urzadzenia podaja dane znakomicie) nie da sie tego sluchac wlasnie poprzez jitter (skumulowany z plyt, odczytu, dekodowanioa i przesylu s/pdif)

Po upsamplingu, poprawa jakosci dzwieku jest kolosalna. Jednak tu uwaga, przy zastosowaniu dobrze nagranych plyt i dosc dobrego transportu (jak moj NAD 514) upsampling daje nie wiele. Mozna by dalej zaryzukowac hipoteze, ze przy bardzo dobrych plytach i transporcie wlascie ASRC bedzie pogarszal jakosc dzwieku. Niestety nie mam dostepu do takowego.

Testowano w ukladzie: CS8414,AD1896,Df1704 2xpcm1704 opa627 i LC filtr z ECC88 AMP: ecc83, ecc82, el34PP kl A Kol: DALI 6006

Arkadix · 26 Kwietnia 2005

No to będę polemizował :-))

Brzmienie odtwarzacza lub samodzielnego przetwornika zależy od kilku różnych czynników, a nie tylko od typu układu do konwersji C/A.

Moim zdaniem istnieją odtwarzacze , oparte na przetwornikach delta-sigma np. CS4390 , które oferują wysoką jakość dźwięku np. Meridian 508.24 czy Gamut CD1.

Dlatego nie zgadzam się z Twoim twierdzeniem, że przetworniki delta-sigma to „sodomia i gomoroa” oraz że oferują " anty-muzyczna jakość dźwięku". Po prostu okazuje się , że jak ktoś się zna na rzeczy to zrobi dobrze brzmiący odtwarzacz na układzie delta-sigma.

Natomiast zgodzę się z twierdzeniem, że taki układ jak CS4390 wprowadza pewne ograniczenia jakości brzmienia i niezależnie jak dobre byłby pozostałe elementy odtwarzacza/przetwornika , to przysłowiowej hi-endowej jakości brzmienia nie da się uzyskać stosując CS4390.

Jednak nie jestem pewien czy jest to spowodowane jednobitową metodą przetwarzania, czy może analogowym stopniem filtrująco-wzmacniającym na stałe wbudowanym w scalaka, którego niestety nie da się ominąć.

Nie wierzę w opowieści, że ktoś kupił stary odtwarzacz za przysłowiową stówę , który gra wybitnie. Po prostu wiekowe odtwarzacze „za stówę” są zbudowane w określony sposób na tanich częściach , co z reguły skutkuje zamulonym, mało przejrzystym brzmieniem. Paradoksalnie taki sposób prezentacji może się dobrze sprawdzić w tanich zestawach.

Aby uzyskać brzmienie naprawdę wysokiej klasy z przetwornika 16-bitowego np. TDA1541A to trzeba zdobyć układ z serii selekcjonowanej czyli S1 lub S2 , zbudować odpowiedni stopień analogowy, zapewnić odpowiednie zasilanie itd.

Z Twojego wpisu wynika niechęć do przetworników jednobitowych i pochwała przetworników jednobitowych. Mimo, że nie zgadzam się z bezwzględną krytyką jednobitowców , to przyznaję Ci rację, że wielobitowce mają w brzmieniu coś fascynującego i muzykalnego - przynajmniej TDA1541A S1 i S2.

Pozdrawiam

Arkadix

Bartek1 · 26 Kwietnia 2005

Hmm...można powiedzieć wszystko zależy od wszystkiego

Mała uwaga, nie podniecał bym się tak tymi S1 i S2 bo różnica miedzy zwykłym TDA1541A a S1 nie jest wcale taka duza i jest tylko jednym z wielu puzzli tworzących dobrze brzmiacy CD czy DAC. TDA 1541A jak i te S1 (i pewnie i S2) różniły się miejscem produkcji (były produkowane w kilku fabrykach na świecie), latami i bóg wie czym jeszcze. Mam TDA1541A ,które wyselekcjonowałem odsłuchowo z kilkunastu innych a które brzmią lepiej niż S1 które mam :)

bitrate · 27 Kwietnia 2005

Sebba, 26 Kwi 2005, 16:29

>Dane z bufora FiFo sa czytane z

>uzyciem calkiem innego zegara, lokalnego o niskim jitterze i dostarczane takowe do DAC. To tak jakby

>ktos przepisywal jakijs bazgroly na maszynie. Jedyna wada o ktorek slyszalem, to w czasie

>upsampling'u nastepuja bledy poziomow czyli inaczej mowiac - znieksztalcenia nieliniowe. Ale THD nie

>jest tak zauwazalne jak zmiany czasowe, a wlasnie uklad ten je wytrownuje.

Było by tak jak piszesz gdyby układ działał w skali 1:1 czyli nie następowała by zmiana stopy bitowej jak i częstotliwości próbkowania a częstotliwość z którą dane są wyprowadzane z układu nadążała by za częstotliwością wprowadzania danych w zakresie wolnookresowych dryftów - tak działają klasyczne jitterkilery z pętlą PLL ,jednak tu częstotliwość z którą dane są wyprowadzane z układu jest ustalona sztywno za pomocą zewnętrznego sygnału zegarowego a czętotliwość z jaką dane wyprowadzane są z FIFO nie równa się tej częstotliwości lecz jest dynamicznie wyliczana ze stosunku fwej do fwyj(z dokładnością 5ps) i tu właśnie jest żródło błedów - układ jest tylko układem więc nie jest w stanie rozróżnić czy różnica pomiaru Fsin/Fsout wynika z rzeczywistej zmiany stopy próbkowania czy też z dużej wartości szumów fazowych - wyszedł inny iloraz więc trzeba zmienić częstotliwość taktowania danych wyprowadzanych z FIFO w celu utrzymania stałej przepływności na wyjściu .Jeżeli to Ciebie nie przekonuje to moze da ci do myślenia analogia proponowana przez jednego z forumowiczów wg której ASRC stanowi myślowe połaczenie przetwornika C/A taktowanego "brudnym" zegarem i wyjściowego przetwornika A/C taktowanego innym "czystym" zegarem - efekt jest identyczny co z tego że na wyjściu otrzymujemy dane i zegar z niskim jitterem skoro wejściowy jitter został na stałe wpleciony do struktury danych.Ja uważam że aby używać ASRC wartości szumów fazowych danych wejściowych powinny być jak najniższe (w zakresie rozdzielczości układu porównującego)

Peter Daniel · 27 Kwietnia 2005

Rzeczywiscie TDA1541A lub S1 nie roznia sie zbytnio brzmieniowo, i nawet trudno mi bylo zdecydowac odnosnie preferencji. Ale S2 to zupelnie co innego, nie mialem watpliwosci ktory byl lepszy.

darko · 27 Kwietnia 2005

chciałbym zauważyć że w dyskusjii pominięto sprawców całego zamieszania pt. płyta compact disc i bałagan z tym związany - mam na mysli Sony i Philips - a w szczególności rozwiązania zastosowane przez twórców systemu

nie to żebym darzył jakimś specjalnym sentymentem ww firmy - wręcz odwrotnie - krew mnie zalewa na myśl że wprowadzono niedopracowany system pod pozorem skończonej doskonałości , udało się to również połowicznie SACD oraz w jeszcze mniejszym stopniu DVD Audio

**arek67** · 27 Kwietnia 2005

To może parę słów od strony konsumenta i związanych z tym jego odczuć:) Miałem ostatnio mozliwość słuchania pare razy słynnych starych Marantzów 80 przed i po tuningu (solidnie zrobiony według powyższych wskazówek). Były one porównywane z Gamutem CD1 ( jeszcze bez tuningu czyli wersja pierwsza a nie S czy R).

Niestety bezpośrednie porównanie nie wypada korzystnie dla Marantza. Moim zdaniem różnica w jakości dźwięku jest kolosalna, zdaniem innych kolegów duża. Przy czym ciekawe, że te aspekty o których mówicie czyli muzykalność, ciepło, przestrzeń (3D), płynność, występowały nie na Marantzu ale na Gamucie:) Wszyscy przed odsłuchem myślą, że Gamut to chirurg. Po, wrażenia są zupełnie inne.

Co ciekawsze posiadam też dzielone DPA jako drugie źródło. Słucham na nim jazzu i rozrywki. Ale niestety w bezpośrednim porównaiu z Gamutem też jeszcze nikt nie wskazał DPA jako na dźwięk ciekawszy, muzykalniejszy czy bardziej angażujący. Osobiście do Gamuta mam tylko jedno zastrzeżenie. Ma kłopoty z najniższą oktawą, ale podobno wersje S i R nie mają tego problemu ( inne zasilanie).

A jakie są wnioski i gdzie problem?

Dodam, że już jestem pewien swoich spostrzeżeń bo są to dziesiatki odsłuchów i empiryczne udowadnianie niedowiarkom:)

Problem tkwi w okablowaniu oraz jakości prądu dostarczanego do urządzeń.

Moje obserwacje są takie, że łatwiej jest "wygładzić" dźwięk być może czasami wydającym się za "ostrym", ale z pełnym przekazem informacji niż "ostrymi kablami" na siłę wydobywać szczegóły z mało detalicznych źródeł. Do tego należy dodać dobre sieciówki i kondycjoner. Moim zdaniem ta sama reguła dotyczy też wzmacniaczy. Ostatnio dzięki sieciówkom Bartka z ostrego systemu (Helios 1, dzielony srebrny Nad, Thiel 2.4) stworzylismy bardzo muzykalny, kulturalny a jednocześnie detaliczny, dynamiczny z niskim basem zestaw. Aż miło było słuchać.

Koledzy DIY. Bez dobrych kabli nie ma co poszukiwać dobrego dźwięku. Polecam doświadczenia kolegi Broya w materii IC. Na Staxach wszystko słychać:) Moje doświadczenia są takie same chociaż nie mam Staxów:) W kablach też jest ogromny postęp jakościowy. Topowy AQ sprzed 10 lat (ponad 1000$) jest dzisiaj zaledwie średniakiem. Bardzo dobry IC to wyższa szkoła jazdy. Budowa wzmacniacza to przy nim proste zadanie:)

Pzdr.

darko · 27 Kwietnia 2005

Zeby było bardziej na temat proponuję przeanalizować budowę dobrej klasy playerów CD , z moich spostrzeżeń

wynika że jednak lasery , napędy i przetworniki (DAC) produkcji SONY i Philips wiodą prym jakościowy ale i ilościowy w dodrej klasy odtwarzaczach CD systemu stereo(bo tylko ten system mnie interesuje)

jako przykład mogę podać fakt iż wielu producentów takich jak accuphase , kenwood , musical fidelity , technics

stosuje lub przeszło na napędy Sony i Philips , można się zasugerować że oprócz tego iż jest to produkcja na ogromną skalę , to te produkty muszą posiadać pewne predyspozycje jakościowe(np. niski jitter)- skoro stosują to również specjalistyczne firmy

w temacie przetwarzania spotkałem się z opinią że filtr sonego -chyba cxt2500(literki mogłem pomylić) daje tłumienie 110dB co przy osiągnięciach konkurencji jest sporym osiagnięciem(a stosowany jest lub był nawet w tanich modelach sonego , znalazłem go równiez w moim ES-ie X 202)

podobnie DAC-i Sonego pod nazwą Pulse - podobno są to ichniejsze Delta - Sigma(ktos na Forum tak to nazwał)

niewiele jest informacji na temat działania pulse ale jednak działania upgradowców skupione były swojego czasu

na 7-emkach Sonego(Svoboda) , spotkałem się również z opisem ES 50 modyfikowanego przez Svobodę

Oczywiscie wszystko mozna modyfikować ale niezawsze ma to sens - dlatego nalezy skupić się na urządzeniach

poprawnie zaprojektowanych i zbudowanych z odpowiedniej jakosci elementów

**arek67** · 27 Kwietnia 2005

Svoboda po tuningu daje własny IC:)

Pzdr.

darko · 27 Kwietnia 2005

trochę niejasności wywołuje ta wypowiedż , arek67 - proszę więcej informacji

dziękuję i pozdrawiam

**arek67** · 27 Kwietnia 2005

Szczegóły u Rust-a. Pisał to kiedyś na forum.

darko · 28 Kwietnia 2005

można prosić więcej inf

Sebba · 28 Kwietnia 2005

Co do ASRC to bitrate masz chyba racje, nie jest to jak niektorzy twierdza dobry sposob na redukcje jittera, chyba ze w sprzecie nizszej klasy. Niektorzy wrecz twierdza, ze raz powstaly jitter jest na zaawsze zwiazanymi z danymi i nawet PLL nie moze go do konca usunac. Bo jak by wytlumaczyc nastepujace fenomeny: pomimo upsamplingu nadal slychac roznice pomiedzu plyta tloczona a przegrana, choc w obu przypadkach ilosci bledow C1 i C2 sa porownywalne. Co wiecej, wprowadzajac sztuczny jitter do sygnalu efm np. poprzez rozlegulowanie sygnalu ostrosci ale tak aby jeszcze nie powstawaly bledy, slychac róznice. Zmieniajac moc lasera, slychac rowniez roznice i sprawdzalem wiele razy , nie jest ona spowodowana bledami a wlasnie nie dajacym sie usunac nawet upsamplingiem jitterem.

Sam zastanawiam sie czy istnieja jakiejs ukladu, moze z rozbudowana pamiecia , dobrym PLL its aby wprowadzic go pomiedzy odbiornik i DAC i aby raz na zawsze uniezaleznic jakosc dzwieku od rodzajy transportu, kabli cyfrowych itd. Bo przeciez co do wartosci bitowej to nawet tani DVD wypuszcza bezbledny strumien. Podobno takie zaawansowane byfory, DSP i cos tam jeszcze stosuje firma Meridian w swoich aktywnych kolumnach i wtedy juz mozna miec hi-end z CD roma albo z dvd za 200zl.

**arek67** · 28 Kwietnia 2005

Wstukaj w wyszukiwarkę "Swoboda" albo "Rust" i będziesz miał tekst:)

**arek67** · 28 Kwietnia 2005

Wstukaj w wyszukiwarkę "Swoboda" albo "Rust" i będziesz miał tekst:)

bitrate · 29 Kwietnia 2005

Szum fazowy i jego efekt jakim jest jitter był jest i będzie-jest to jeden z demonów elektroniki wielkiej częstotliwości który za sprawą techniki cyfrowej wkradł się do świata audio.Wiąże się on na ogół z modulacją czętotliwości lub fazy przebiegu przez zakłucenia i szumy(dokładniej jego zbocza) ,de facto nie musi występować nawet modulacja wystarczy że szum napięciowy lub zakłucenia przedostanie się do sygnału zegarowego ,w przypadku pojawienia się zbocza ulegnie spiętrzeniu w stosunku takim jakie jest nachylenie zbocza -to wystarczająca niejednoznaczność aby w cyfrowym systemie wywołać czasowe błędy interpretacji poziomu logicznego rzędu kilku- kilkunastu pikosekund.Jeżeli zakłucenia fazowe mają charakter szumowy to jeszcze pół biedy- zwiększy się po prostu poziom szumu analogowego na wyjściu ,gorzej jeżeli wpływają na nie jakieś sygnay periodyczne a wewnątrz urządzeń cyfrowych jest ich multum.Temat jet tak rozległy ze niestety brak czasu i miejsca na tym forum na jego dokladną analizę ,wspomnę tylko że typowe bramki TTL/CMOS z uwagi na swoją budowę mają taką niemiłą właściwość że w momencie przełączenia zwierają na chwilę zasilanie -wynika to z zastosowania na wyjściu dwóch tranzystorów w konfiguracji Push-pull ,niestety czasy propagacji sygnałów sterujących te tranzystory nie mogą być i nie są jednakowe .Taki impuls zakłucający zanika jeszcze długo po wystąpieniu w sieci RLC jaką jest obwód zasilania,a co dopiero gdy uzywa się np.konwerterów z wejściami równoległymi gdy np.klika-klilkanaście sygnaów zmienia poziom-to jest prawdziwe tąpnięcie.

Jeżeli kogoś interesuje ta tematyka to tu mozna znaleźć szersze opracowanie (w języku angielskim)

Ukryta Zawartość