Filtr cyfrowy NPC SM5807EP i DAC PCM56

Molibden · 23 Grudnia 2005

Nigdzie nie mogłem znaleźć ale wreszcie natrafiłem na kartę katalogową filtru cyfrowego popularnego w konfiguracji z przetwornikami cyfrowo-analogowymi Burr-Brown. Pod pierwszym adresem również karty katalogowe wielu innych filtrów i układów NPC niedostępne na ich japońskiej stronie. Poza tym mailem nie wysyłają.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Układ ten wykonuje czterokrotny oversampling 16-bitowego sygnału. Wyjściowy format danych również zawiera słowa 16-bitowe. Wejście jest typowe - standard IIS, czyli szeregowe dane (DIN), zegar bitów (BCK) Bitclock i synchronizujący sygnał prostokątny 44.1kHz LRClock określający czy dane są przeznaczone dla lewego czy prawego kanału. Ze swej strony układ dostarczał sygnału zegarowego System Clock (CK) - w standardzie 192fs (fs - sampling frequency) do układu dekodera PCM (tu zwykle układy Sony np CXD1125, CXD2500). Często występuje w starych odtwarzaczach Sony i Denona z przetwornikiem PCM56.

Układ występuje w 2 typach: D lub E (najpopularniejsza) lub F różniących się podstawowym trybem pracy. Wersja F przewidziana jest do współpracy z 2 DACami, natomiast D i E - z jednym. Różnią się one także akceptowaną częstotliwością zewnętrznego oscylatora podstawowego zegara.

Na wyjściu otrzymujemy 4 sygnały: DOut - szeregowe dane wyjściowe, BCKO - Bit Clock Outpput (8.46 lub 19.93MHz), WDCO - Word Clock Output 352.8kHz i /LRCO Left Right Clock Output (176.4kHz). 2 ostatnie sygnały są synchroniczne i maja wypełnienie 1/2.

Te 3 pierwsze sygnały trafiają na pojedynczy DAC, 4 na oba (jesli filtr jest w wersji F i Pin9=L (funkcja /SOMD)).

Ponadto ukałd wytwarza 2 sygnały DGL i DGR (DeGlitch lewego i prawego kanału), o wypełnieniu 1/4 i przesunięte w fazie o pół okresu, o częstotliwości 176.4KHz, służące do sterowania układów S&H.

Do wyboru sposobu taktowania służy Pin 3 (/CKSL) i Pin 9 (SOMD w wersji D, E - Selection Of Mode), a w wersji F (/SCSL - system Clock Selection: H ->192fs, L->196fs.)

Wszystkie wejścia za wyjątkiem 1 (osc in) posiadają wewnętrzny pull up resistor do + zasilania.

Jeśli Pin3(Clock Select)=Low to filtr pracuje z zegarem 192fs lub 196fs - czyli 8.46 lub 8.64MHz. Gdy Pin3=High to oscylator ma 384fs (lub 392fs - określa to Pin 9 w wersji D, E). Tym drugim przypadkiem tu się nie będę zajmować. Wersja F akceptuje tylko oscylator 192fs lub 384fs.

Ponieważ w czasach odtwarzaczy II generacji dobry przetwornik był najdroższą częścią odtwarzacza, stosowano 1 układ, pracujący naprzemiennie dla L i P kanału, co wymagało zastosowania rozbudowanych układów pomocniczych: kluczowania układów Sample and Hold robionych na wzmacniaczach operacyjnych, kondensatorach i analogowych przełącznikach CD4053. było to jednak zdecydowania tańsze niż drugi wielobitowy przetwornik.

Takie rozwiązanie nie jest niestety dobre. Sygnał L i P kanału zamiast trafić od razu na wyjściowy filtr LP krąży po jakiś 3 układach zanim tam dotrze. Ta cześć toru mi się nie podoba. Postanowiłem to uprościć. Mam 2 pomysły.

Pierwszy - dodać drugi przetwornik PCM56. Można to zrobić bardzo prosto, a nie jest potrzebny filtr w wersji F, wystarczy zamienić sygnał WDCO (pin13) na LRCO (pin 14). Podajemy go a) bezpośrednio na wejście LE (Latch enable) jednego DACa (np kanał L) i po zanegowaniu na tak samo na wejście LE drugiego. Wejścia drugiego przetwornika są dołączone równolegle do pierwszego (w szczególności - sygnały CLK, DOut, BCK).

Teraz puszczamy jakiś sygnał sinusoidalny z płyty CD i jeśli możemy ustawiamy kompensację MSB na minimum zniekształceń i cieszymy się dwoma super liniowymi przetwornikami. Niestety ten sposób nie likwiduje przesunięcia o ok. 22 mikrosekundy między L i P kanałem, bo próbki nie są wpisywane na wyjście (zatrzaskiwane w przerzutnikach) jednocześnie, ale to mało ważne.

Sprawdzałem czy to działa - tak, działa.

Można też podłączyć inny, wyższy przetwornik - np. podwójny PCM67/69.

Drugi - z wykorzystaniem układu Crystal CS4338.Jest to 1-bitowy 2-kanałowy przetwornik C/A z oversamplingiem 128-512x. Bardzo prosty w podłączeniu - jest to w zasadzie magistrala IIS, odporny na jitter zegara, posiada wyjściowe filtry LPF. Obudowa SO-8, pojedyncze zasilanie +5V, na wyjście wystarczy dać proste filtry I rz. i wtórniki (bufory na opampach).

Sygnał zegarowy musi mieć częstotliwość 192 lub 384fs (8.46 lub 16.93MHz). Akceptuje dane wejściowe 16-bitowe, ramka ma 32-48bitów,z czego każde pierwsze 0-8 bitów jest puste - następuje wyrównanie w prawo (right justified). Może pracować także na wewnętrznym zegarze.

Tu jego karta katalogowa.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

jest to jeden z najprostszych układów tej firmy, parametry dynamiczne ma nieco gorsze niż PCM, ale ogólnie może wypaść lepiej. O ile wogóle ten układ ma zastosowanie w CDP.

Które rozwiązanie warto wybrać, biorąc pod uwagę dostępność, cenę i jakość tych przetworników?

Mam nadzieję że komuś też to się przyda. Był NOS DAC teraz może być 1-bitowy z oversamplingiem :-)

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Molibden · 3 Stycznia 2006

Widzę że problem oversamplingu nie spotkał się z zaintersowaniem. Odświerzam nieco wątek mozę ktoś będzie chciał podyskutować.

Teraz w modzie jest Non-Os DAC.

Chyba jednak użyję TDA1543A lub TDA1545A bo te pozostałe ukałdy ciężko zdobyć. Ktoś stosował te przetworniki z oversamplingiem x4?

Ja jednak nie widzę nic złego w oversamplingu: wygładza poszarpany przebieg sygnału, zmniejsza szumy kwantyzacji, umożliwia stosowanie filtrów LPF daleko poza pasmem akustycznym - albo nawet wcale. Więc powinno być lepiej. To mnie zastanawia czemu bez oversamplingu ma grać lepiej. Jitter? Przecież nowe 1-bitowe prztrworniki, powszechnie stosowane mają zwilekotorninie fs nawet 512x. Ancient stosuje je w Lektorze z prostym filtrem LPF.

Molibden · 28 Stycznia 2007

W związku z tym że mam sampla układu AD1866 postanowiłem go w miarę szybko i bezboleśnie zaaplikować w CD. DAC na tym układzie powstaje w temacie:

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Jako L/RCK wykorzystałem sygnał LRCO występujacy na nóżce 14 filtra SM5807. Zegar bitowy i dane - jak na schemacie z dwoma PCM56 - połączenia podobne, tylko tutaj są od razu dwa przetworniki w jednej kostce. Jest to więc w zasadzie aplikacja tego pomysłu z nieco innym układem.

Tranzystor BC549C (lub inny npn małej mocy np BC548B, BC550B/C) z rezytorem 2k2, 12k (może być mniejszy) i właczoną równolegle z nim diodą stanowią inwerter dla sygnału wyboru próbek dla odpowiedniego kanału LRCK. Bez tej diody inwerter nie działa prowidłowo - dziwne - ale nie mogę tego wyjaśnić bez oscyloskopu - prawdopodobnie chodzi o przyspieszenie przejścia H->L tą diodą.

Masy - analogowa i cyfrowa - są oddzielone i łącza się w zasilaczu. Aby zabezpieczyć układ przed uszkodzeniem w przypadku przerwania którejś z nich został on zabezpieczony dwoma diodami włączonymi między nie antyrówlolegle. Zastępczo może to być również rezystor 10 ohm.

Kondensatory blokujące zasilanie po stronie analogowej - dałem 150n MKP i 220uF ELNA RJH. Po stronie cyfrowej blisko układu 100n MKP i wcześniej zwykły elektrolit 100uF.

Kondensatory sprzęgające to Panasonic FC 68uF; jeśli dalej, na wyjściu układu są już jakieś kondensatory blokujące składową stałą to tych można ich nie montować. Szeregowo z nimi zastosowałem zabezpieczające wyjście rezytory 180ohm, gdyż dalej sygnał idzie na filtr LPF mający na wejścu rezytsor 12k. W innym przypadku powinno być to minimum 2k i za nim jakiś kondensator do masy 470-680p.

Kondensatory filtrujące napięcie odniesienia - pojemność 4.7-47uF, dałem 12uF Elna RJH bo akurat miałem pod ręką.

Przydałby się na wyjściu stopień o wzmocnieniu 2x, bo poziom sygnału jest o połowę mniejszy niż z innych DACów.

Układ się wygrzewa i w związku z tym nie będę opiswać teraz jak gra, na początku nie było za dobrze - brak dynamiki i płaskość dźwięku (niski poziom na wyjściu - konieczne zwiększenie wzmocniana bufora/filtra), ale w ciągu pierwszej godziny odsłuchu zaszła poprawa. Przez najbliższą dobę CDek będzie w kółko grać tę samą płytę.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

senicz · 28 Stycznia 2007

uklad gra tak samo ale ty juz akceptujesz tego syfa. Nie trzeba bylo dlugo czekac na te akceptacje. Zreszta nie miales wyboru.

Lenny · 28 Stycznia 2007

Ponieważ większość tematów na tym forum jest nie na temat, z tego tez postaram się zrobić offtopica :) Mianowicie:

"Masy - analogowa i cyfrowa - są oddzielone i łącza się w zasilaczu."

Tak nie powinno być. Powinny się łączyć przy DACu (i najlepiej tylko tam). Nie wolno też łączyć mas dławikami (jak to się czasem widzi).

pozdrawiam,

LK

Molibden · 28 Stycznia 2007

>Senicz

Otóż nie. Nie słucham go teraz. Dopiero za jakiś czas posłucham, jak się kondensatory ułożą. Cudów się nie spodziewam, testuję układ. Poza tym nie jest to jakiś drogi nabytek któy w razie nie spełniania oczekiwań muszę jakoś sobie racjonalizować. Jesli dźwięk nie będzie mi się z jakiegoś powodu podobać, to nie zmuszę się do jego słuchania. W mniej drastycznym wydaniu DAC nie będzie miał żadnych korzyści w odnieseiu do poprzenika i tyle.

>Lenny

Nie jest to offtopic, chętnie dowiedziałbym się czemu tak ma być.

Bardziej do mnie przemawia ich rozdzielenie i połączenie w zasialczu. Dlaczego tak uważam? Masa to zamknięcie obwodu i powrót prądów do źródła.

Dla wszytkich elementów ukałdu to jest wspólny i stały poziom odniesienia napięcia. Jeśli rozdzielamy napięcia zasilania, to masy możemy też rozdzielać - w końcu stosuje się z sukcesem jej gwiaździstą topologię. Przy długich masach o względnie dużej indukcyjności lub rezytancji mogą na nich odkładać się zakłócenia. Podłączenie pod taką masę części analogowej powoduje przedostawanie się ich do niej.

Dlatego do wyrównania potencjału mas powinno dochodzić w punkcie niezakłóconym.

Masę traktuję więc jak szynę zasilania - gdyby odwrócić sytuację to za masę przyjmujemy linie zasilania, a masa staje się biegunem zasilania, lub inaczej są to 2 punkty + i - z których gwiaździście rozchodzą się połączenia, tak jak linie pola magnetycznego z biegunów N i S magnesu.

Nie chcialbym dyskutować tylko o masie, ale wszytkie uwagi będą mile widziane.

Pozdrawiam.

senicz · 28 Stycznia 2007

a co ma sie w nich ulozyc? w tych kondensatorach? a masy to niech prowadzi jak kto chce. Ja tam jestem zwolennikiem odzielnych malych stab. przy odbiornikow. A masy wole przy dacu. Dalczego? a bo nie wiem jak beda oddzialywaly pojemnosci wew. w dacu na te indukcyjnosci polaczen. W koncu f w dacach dochodza do 50Mhz.

Lenny · 29 Stycznia 2007

>Dla wszytkich elementów ukałdu to jest wspólny i stały poziom odniesienia napięcia. Jeśli

>rozdzielamy napięcia zasilania, to masy możemy też rozdzielać - w końcu stosuje się z sukcesem jej

>gwiaździstą topologię.

Zgadza się. Ale łącząc masy przy PSU robisz "gwiazdę" na masie z jej centralnym punktem w... zasilaczu. Do/z tego punktu płyna prady, inne w części analogowej i inne w cyfrowej. Na impedancji masy odkładają się spadki napięcia. Im dalej do punktu wspólnego - tym większe. Wtedy w DACu przez pojemności wewnętrzne cały "syf" z cyfrówki będzie przechodził do części analogowej. Zamiast zrobić DACowi dobre warunki utrudnimy mu poprawną pracę.

Więcej informacji:

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

pozdr,

L.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Molibden · 1 Lutego 2007

Zmiany: usunięta dioda równolegle do rezystora 12k (na schemacie 10k), który został obecnie zastąpiony przez 5.6k.

Wzmocnienie stopnia wyjściowego w CD podwyższone o połowę.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Molibden · 1 Lutego 2007

Schemat gdzieś zginął?!

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Molibden · 1 Lutego 2007

Aktualizacja

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Molibden · 1 Lutego 2007

Filtr dolnoprzepustowy musi mieć na wejściu rezytancję min. 2-3kohm - można to od razu załatwić dając zamiast rezystorów 180ohm odpowiednie wartości, a za nimi kondensatory np. 680pF. W ten sposób mamy prosty filtr I rzędu, za nim można podpiąć kolejny stopień filtracji i wzmocnienia na wzm. op.

Molibden · 15 Kwietnia 2007

Jeszcze jedna aktualizacja schematu:

Molibden · 15 Kwietnia 2007

.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Piotrek608 · 15 Kwietnia 2007

Czemu nie dajesz opków na wyjsciu fakt tak gra znakomicie ale w swoim czasie walczyłemz podobnym pomysłem (SM5813,PCM61) i fakt grało ładnie ale było bardzo podatne dziadostwo na reszte toru..jakosc interkonektu potencjometru w pasywce..etc..warto wstawić jednak małego OPA najlepiej było by wstawic cos typu zro szumów...np OP627...ale pamietam ze mi znakomicie grały uPC4570C od neca..

Molibden · 15 Kwietnia 2007

Hej Piotrek,

W CD mam ten rezystor 3k i kondensator 1270pF w układzie filtra MFB IIrz. o wzmocnieniu -3, to co na schemacie jest tylko sama aplikacja DACa w miejsce innego; filtracja dalej i bufor oczywiście muszą być. Z pozostałych elementów jest jeszcze rezystor kilka kohm i kondensator 220pF do wejścia (-) i od wyjścia oraz rezystor NFB około 8k ustalający wzmocnienie.

Mam układ NEC C4570 - dać go tam czy lepiej zostawić OPA2134w stopiu wyjściowym/filtrze?

Słuchałeś może tego AD1866?

Za jakiś czas przedstawię projekt na 2 szt. AD1851N-J, też pod EIAJ, mam nadzieję że będzie wymiatać :D

Molibden · 18 Kwietnia 2007

PCB do tego modulu DAC:

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Molibden · 18 Kwietnia 2007

Oj, na rysunku wkradł się błąd po prawej stronie w połączenich nóżek DACa, teraz jest dobrze:

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Molibden · 19 Kwietnia 2007

Ostatnie drobne modyfikacje

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Molibden · 19 Maja 2007

NOS DAC ciągle budzą zainteresowanie.

Wystarczy wpisać w google PCM56 NOS DAC by znaleźć taki ciekawy wątek:

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Warto przeczytać chociaż kilka pierwszych stron.

Według osób które próbowały PCM56 jako Non-Oversampling DAC jest on lepszy od rozreklamowanego TDA1541.

Piny 11-13 i 9-10 można rozłączyć żeby ominąć wewnętrzny opamp, ale wtedy konieczne jest połączenie 9-11 i 10-12, a sygnał wyjściowy z nalezy pobrać z 13. Jeśli nie chcemy koryztać z wewnętrznego rezystora konwersji to nie łączymy 10 z 12, a podłączamy zewnętrzny rezystor I/V między piny 12-13.

Zasilanie +V oraz -V można zrobić wspólne dla częsci D i A DACów.