Максимально допустимое сопротивление для токового выхода ЦАП

[mmike]

Объясните, пожалуйста, чем ограничена сверху величина сопротивления которым выходной ток ЦАП преобразуется в напряжение!
Как определить это сопротивление? Каке измерения нужно сделать (если определять его инструментально, так сказать)? Какие параметры из даташитов использовать для расчетов (если это, вообще расчитывается как-то)?
Я понял только то, что падение напряжения на этом резисторе может изменить режим работы ключей ЦАПа, и что не стОит делать это напряжение больше 30-40мВ...

 

[Lynx]

Величина этого резистора ограничивается величиной напряжения, дополнительно прилагаемого к токовым ключам ЦАП и вызывающего изменение их сопротивления, которое создает заданную априорно дополнительную ошибку.
Кроме того, изменение режима питания ключей может изменять их апертурные времена и увеличивать уровень глитча ЦАП.
Обычно,чем ниже разрядность ЦАП, тем большее, при прочих равных условиях, напряжение выхода допустимо, что вполне очевидно.
Расчет напряжения выхода, создающего ту или иную величину ошибки практически не возможен, поскольку оно зависит от большого количества не нормируемых технологических параметров.
В принципе возможно прямое измерение ЭДД ЦАП на синусоидальном тестовом сигнале полной разрядности при изменении нагрузочного сопротивления выхода ЦАП. В этом случае ухудшение ЭДД на 6дБ относительно исходного ЭДД при работе на приемник тока с нулевым входным сопротивлением будет соответствовать доп. ошибке в один разряд.
Для разных ЦАП допустимое напряжение может быть различным - от десятков мВ (AD1862, PCM58, DAC729) до единиц вольт (1118ПА2).

 

[mmike]

Спасибо!
То есть, насколько я понял, при увеличении сопротивления резистора I-U будут возрастать нелинейные искажения выходного сигнала (это я тут быстренько за кадром lynx24.pdf почитал :ku) ). Вопрос в том, какого порядка эти изменения и можно ли их разглядеть с помощью простейшего измерительного прибора - звуковой карты и спектралаба? :roll:

 

[Максим Коптяев]

В дополнение к сказанному Дмитрием. В случае, если за резистором I/U следует повышающий транс, на первое место в качестве ограничивающего фактора выйдет комплексное сопротивление первички транса. 200 ом на 20 Гц - вполне типичное для него значение, влияние такого сопротивления, подключенного параллельно резистору, вполне очевидно.

 

[Lynx]

Увеличение номинала резистора нагрузки токового выхода ЦАП увеличивает искажения, но инструментально заметно это становится тогда, когда доп. искажения станут выше, чем собственные искажения ЦАП за счет исходной нелинейности ХП, собственных шумов и глитча.
Искажения вполне регистрируемы, при желании их можно определить и с хорошей звуковой картой.
На слух искажения подобного рода определяются раньше, чем инструментально, поскольку слуховое восприятие способно регистрировать детерминированные сигналы ниже уровня шума.

 

[mmike]

... Искажения вполне регистрируемы, при желании их можно определить и с хорошей звуковой картой.
На слух искажения подобного рода определяются раньше, чем инструментально ...

ОК. На выходных постараюсь попробовать. Пока предвижу некоторые трудности (скорее, неудобства в сравнительном прослушвании) с поддержанием постоянного выходного сигнала при изменении сопротивления...

 

[Semigor]

Чисто практические соображения.
Обычно в характеристиках ЦАП указывается выходное сопротивление, (если не указывается - его легко измерить).
Сопротивление нагрузки не стоит делать больше, чем 5...10 Rвых ЦАПа.

 

[Lynx]

Игорь, тогда для той же AD1865 получается Rн = 8.5...17кОм! Наверное, имелось ввиду Rн <= Rвых/(10...20)...

 

[Semigor]

Дмитрий, конечно описался.
Имлось ввиду 1/5...1/10 Rвых ЦАПа.

 

[mmike]

...Искажения вполне регистрируемы, при желании их можно определить и с хорошей звуковой картой. ...

Вчера наконец-то провёл эксперимент.
ЦАП - AD1861, без ЦФ, два младших разряда заполнены нулями. (вообще-то, это пока макет ЦАПа...)
Сигнал - первая дорожка с диска "Филипс Тест СД" 1кГц 0dB.
Выход AD1861 нагружен на 12 Ом + 68 Ом подстроечный.
Спектралабом снимал спектр сигнала на резисторах при разных их сопротивлениях - 12, 27, 48, 68 и 83 Ом
Первая серия экспериментов - движок LineIn в микшере всегда на максимуме. Поэтому "палка" 1кГц растет.
Вторая серия экспериментов - движок LineIn в микшере сдвигал вниз с увеличением сопротивления, чтобы получить "палку" 1кГц всегда одного уровня (около -21.7 dB). (Тут получился конфуз с звуковой картой ;-) - если реуглятор LineIn не в верхнем положениии, то на спектре появляются всякие "холмы" и "горбы", смещающиеся вниз по частое при увеличении затухания движком LnieIn)
Что скажете, Дмитрий? Или я ерунду какую-то наизмерял???

Вот вторая серия:

 

[mmike]

... А вот первая серия ;-)

 

[Lynx]

Коллега, никогда не нужно регулировать уровень сигнала в цифровом виде, если только это не специализированные системы обработки сигналов с ШДД. В программах, в большинстве своем, используемых для звуковых карт для обработки сигналов используются примитивные алгоритмы, которые дают существенные ошибки при любых уровнях ниже 0дБ. Именно это Вы и видели в форме посторонних составляющих во второй серии. А первая серия - это как раз относительно достоверные результаты, как раз и демонстрирующие рост искажений при росте сопротивления нагрузки.
Хотя, Ваш эксперимент сопровождался рядом метрологически неправильных моментов, с Вашего позволения позволю означить оные:
Во-первых, при измерениях искажений нежелательно брать сигналы с тестовых CD,поскольку они обычно сформированы с применением 1...2 разрядного дизеринга, как раз предназначенного для распределения энергии искажений по спектру и снижения их интегрального уровня в звуковом диапазоне.
Во-вторых, при измерении искажений очень желательно применять отсчетно-коррелированные сигналы,т.е. такие, в которых на период сигнала приходится целое число отсчетов дискретизации. Для звуковых частот и формата CD удобно использовать частоту 918.75Гц.
При этом, производя формирование честоты, необходимо использовать именно 16-разрядный режим программы, в которой производится формирование, а все функции дизеринга во всех местах нужно отключить.
В-третьих, судя по уровню шумового пъедестала, примененная звуковая карта не обладает достаточным разрешением и для более детального анализа желательно использовать карту с АЦП с бОльшим ДД.

 

[mmike]

Коллега, никогда не нужно регулировать уровень сигнала в цифровом виде

Это, конечно же, понятно. В домашнем компьютере (в звуковой карте) этот регулятор аналоговый, но он очень далеко от ЦАПа ;-) Поэтому пришлось воспользоваться ноутбуком...

А первая серия - это как раз относительно достоверные результаты, как раз и демонстрирующие рост искажений при росте сопротивления нагрузки.
Хотя, Ваш эксперимент сопровождался рядом метрологически неправильных моментов, с Вашего позволения позволю означить оные:
Во-первых, при измерениях искажений нежелательно брать сигналы с тестовых CD,поскольку они обычно сформированы с применением 1...2 разрядного дизеринга, как раз предназначенного для распределения энергии искажений по спектру и снижения их интегрального уровня в звуковом диапазоне.

Взял именно этот диск, поскольку кто-то когда-то говорил, что именно эта дорожка - "правильная". В отличие от всяких аудиофильских тестовых дисков.

Во-вторых, при измерении искажений очень желательно применять отсчетно-коррелированные сигналы,т.е. такие, в которых на период сигнала приходится целое число отсчетов дискретизации. Для звуковых частот и формата CD удобно использовать частоту 918.75Гц.
При этом, производя формирование честоты, необходимо использовать именно 16-разрядный режим программы, в которой производится формирование, а все функции дизеринга во всех местах нужно отключить.

Возможно, попробую. Кажется, Вы, Дмитрий, где-то описывали, как правильно сформировать такой сигнал... Если ничего не путаю...

В-третьих, судя по уровню шумового пъедестала, примененная звуковая карта не обладает достаточным разрешением и для более детального анализа желательно использовать карту с АЦП с бОльшим ДД.

Дык, эта ... :smile:

А, вообще, спасибо, что подтолкнули меня к такому эксперименту. Теперь понятно, от чего отталкиваться и к чему стремиться :beer:

 

[mmike]

Вот, хотел еще спросить - откуда мог появиться пичок между 2кГц и 3кГц ?
(Пик около 20кГц - это какая-то помеха. он есть даже когда всё вокруг выключено :-( )

 

[mmike]

Дмитрий, конечно описался.
Имлось ввиду 1/5...1/10 Rвых ЦАПа.

У подопытного AD1861 это 1.7кОм.
1.7кОм / 10 = 170 Ом
Как по мне - многовато

 

[Lynx]

Взял именно этот диск, поскольку кто-то когда-то говорил, что именно эта дорожка - "правильная".

Возможно, да, но это требует дополнительной объективной проверки, а в общем случае, сама частота 1кГц, не кратная частоте дискретизации дает несколько заниженные по отношению к худшему случаю результаты,поскольку в этом случае составляющие помех, субкратные продуктам дискретизации оказываются неучтенными в общем уровне искажений, а в метрологии достоверным принято считать наихудший из возможных результат.

Возможно, попробую. Кажется, Вы, Дмитрий, где-то описывали, как правильно сформировать такой сигнал... Если ничего не путаю...

В общих чертах, на "Веге".
Даже проект такой у меня был - диск с правильно сформированными сигналами. Возможно, имеет смысл вновь поднять этот проект.

Вот, хотел еще спросить - откуда мог появиться пичок между 2кГц и 3кГц ?
(Пик около 20кГц - это какая-то помеха. он есть даже когда всё вокруг выключено :-( )

20кГц - это возможно помеха либо от блока питания компа,либо от преобразователя питания лампы монитора, либо от энергосберегающих ламп.
Пичок, о котором Вы говорите - это артефакт обработки сигнала.

 

[mmike]

В общих чертах, на "Веге".

Поищем...

Пичок, о котором Вы говорите - это артефакт обработки сигнала.

Спектралабом? Или еще чем?

К стати, а можно ли как-то определить, что расширение спектра вызвано именно отрицательным эффектом от увеличения сопротивления I/U а не увеличением уровня самого сигнала на входе звуковой карты ?

 

[Lynx]

Спектралабом?

Я пользуюсь CoolEdit

можно ли как-то определить, что расширение спектра вызвано именно отрицательным эффектом от увеличения сопротивления I/U а не увеличением уровня самого сигнала на входе звуковой карты ?

Достоверно - только путем замены звуковой карты. Но при небольших уровнях (скажем, ниже -10...12дБ относительно номинального входного напряжения, соответствующего ограничению), искажения, вносимые картой невелики и ими можно во многих ситуациях пренебречь.

 

[Semigor]

У подопытного AD1861 это 1.7кОм.
1.7кОм / 10 = 170 Ом
Как по мне - многовато

Я написал про свой "слуховой" опыт, и только.
Аудиоалхимики, например, нагрузили AD1862 на 1 кОм, при выходном сопротивлении ЦАПа порядка 2 кОм.
Но я думаю, что даже с чисто технической точки зрения это слишком. Поскольку, при увеличении сопротивления нагрузки более 0.2Rвых искажения растут быстрее, чем уровень выходного сигнала.

 

[mmike]

Я написал про свой "слуховой" опыт, и только.

Я тоже собираюсь _послушать_ с разными сопротивлениями, "по приборам" ;-) я уже смотрел.
В общем, моё мнение таково, что надо применять принцип разумной достаточности, и не пытаться гнаться за сверхнизкими искажениями, если твоя (моя, в данном случае) система не позволяет почувствовать разницу...