Самый быстрый промышленный 16-битный цап, работающий по стандарту jesd204b

Последовательный интерфейс JESD204 и преобразователи данных стандарта JEDEC

Самый быстрый промышленный 16-битный ЦАП, работающий по стандарту jesd204b

AD6684 – это четырехканальный приемник промежуточной частоты (ПЧ) с шириной полосы 135 МГц.

Он состоит из четырех 14-разрядных АЦП с быстродействием 500 MSPS и различных блоков цифровой обработки сигналов, включая четыре широкополосных цифровых преобразователя с понижением частоты (DDC), блок изменения параметров квантования с перераспределением шума (NSR) и блок управления динамическим диапазоном (VDR).

Компонент содержит интегрированные буфер и схему выборки-хранения, благодаря чему он обеспечивает низкое энергопотребление, малые габариты и простоту применения. Данный продукт предназначен для применения в системах связи и имеет ширину полосы аналогового каскада 1.4 ГГц в режиме полной мощности.

Четыре ядра АЦП построены на базе многокаскадной, дифференциальной конвейерной архитектуры с интегрированной логикой исправления ошибок в выходном коде.

Каждый АЦП имеет широкополосный входной каскад с выбираемым пользователем диапазоном входных напряжений. Наличие интегрированного источника опорного напряжения упрощает проектирование системы.

AD6684 оптимизирован для поддержания широкой полосы входного каскада, превосходной линейности и низкого энергопотребления при малых габаритах корпуса.

Входы аналогового сигнала и сигнала тактовой синхронизации являются дифференциальными. Выход каждого из АЦП подключен к двум DDC через перекрестный мультиплексор. Каждый DDC включает в себя до пяти каскадов обработки сигнала: 48-разрядный преобразователь частоты на базе NCO и до четырех полуполосных децимирующих фильтров.

Выход каждого канала АЦП подключен к блоку NSR. Интегрированная схема NSR позволяет улучшить отношение сигнал-шум в ограниченной полосе частот внутри полосы Найквиста.

Компонент поддерживает два режима вывода данных, которые выбираются через интерфейс последовательного порта (SPI).

При включении функции NSR сигнал с выхода АЦП обрабатывается таким образом, что AD6684 обеспечивает повышенное отношение сигнал-шум в ограниченном участке внутри полосы Найквиста, одновременно поддерживая разрешение на выходе 9 разрядов.

Кроме того, каждый выход АЦП подключен к блоку VDR. Этот опциональный блок позволяет поддерживать полный динамический диапазон для входных сигналов определенного типа. Входные сигналы, не выходящие за пределы заданной маски (в системах с цифровым внесением предыскажений (DPD)), пропускаются без изменения. Входные сигналы, выходящие за пределы маски, обрабатываются с пониженным разрешением.

При использовании VDR динамический диапазон приемника тракта наблюдения определяется заданной частотной маской входного сигнала. Если сигнал попадает в пределы маски, выходные данные представляются с максимальным разрешением.

Если сигнал превышает определяемые частотной маской уровни мощности, разрешение выходных данных ограничивается.

Эта маска применяется в системах с DPD и может использоваться в перестраиваемых приемниках с дискретизацией вещественных сигналов ПЧ, комплексных сигналов ПЧ или в приемниках прямого преобразования (приемниках с нулевой ПЧ).

Выбор используемых в различных рабочих режимах блоков DDC, NSR и VDR AD6684 осуществляется при помощи программируемых через SPI профилей (по умолчанию при включении питания используется режим с активным блоком NSR).

В дополнение к блокам DDC AD6684 имеет ряд функциональных особенностей, упрощающих реализацию автоматической регулировки усиления (АРУ) в приемниках систем связи. Программируемый пороговый детектор позволяет следить за уровнем мощности входного сигнала с помощью битов быстрого детектирования результата преобразования.

При превышении программируемого порога уровнем входного сигнала сигнал индикатора быстрого детектирования переключается в состояние высокого логического уровня.

Благодаря малой задержке индикатора порогового детектора пользователь может оперативно уменьшить коэффициент усиления системы во избежание перегрузки по напряжению на входе АЦП.

В зависимости от коэффициента децимации и приемлемой скорости приемного логического устройства пользователи могут сконфигурировать каждую пару выходов приемника ПЧ для передачи с использованием одной или двух линий высокоскоростного последовательного интерфейса вывода JESD204B подкласса 1. Входные выводы SYSREF±, SYNCINB±AB и SYNCINB±CD обеспечивают возможность синхронизации нескольких компонентов.

AD6684 имеет широкие возможности управления энергопотреблением, которые позволяют при необходимости добиться существенного сокращения потребляемой мощности. Программирование всех функций осуществляется через трехпроводной интерфейс SPI, совместимый с напряжением 1.8 В.

AD6684 выпускается в бессвинцовом 72-выводном корпусе LFCSP и гарантированно обеспечивает заявленные в спецификации характеристики в диапазоне температур от −40°C до +105°C.

Ключевые особенности продукта

  1. Низкая потребляемая мощность на канал.
  2. Поддержка скоростей передачи линий JESD204B до 15 Гбит/c.
  3. Широкая полоса в режиме полной мощности позволяет выполнять оцифровку сигналов ПЧ на частотах до 1.4 ГГц.
  4. Буферизированные входные каскады упрощают проектирование и реализацию фильтра.
  5. Четыре интегрированных широкополосных децимирующих фильтра и генератор с цифровым управлением (NCO) для реализации многодиапазонных приемников.
  6. Программируемый детектор выхода за границы рабочего диапазона с коротким временем реакции.
  7. Интегрированный диодный датчик температуры для управления тепловым режимом системы.

Области применения

  • Системы связи
  • Многодиапазонные, мультирежимные цифровые приемники 3G/4G, TD-SCDMA, W-CDMA, GSM, LTE, LTE-A с разнесенным приемом
  • Цифровые приемники обратного канала гибридных коаксиальных-оптоволоконных сетей
  • Тракты наблюдения систем цифрового внесения предыскажений
  • Универсальные программно-определяемые радиосистемы

Источник: http://www.analog.com/ru/applications/landing-pages/001/jesd204-serial-interface-jedec-standard-data-converters.html

Бит против килогерца: что важнее?

Любители студийного мастер-звука могут сердиться сколько угодно, но факт остается фактом.

Формат Red Book при немыслимом для цифровых технологий возрасте 35 лет все еще остается основным контейнером для коммерческих фонограмм.

Даже если вы слушаете ощипанный трек в MP3 или iTunes, его пропорции описаны в тех же 16 битах на опорные 44,1 кГц дискретизации. Много это или мало? Смотря что мерить.

Компакт-диск или файл в аналогичном формате в состоянии обеспечить 16 х 6 = 96 дБ между самым тихим и громким пассажем. Это очень даже немало.

Техническим сигналом для лабораторных испытаний можно заставить ЦАП выдать такой показатель, но я не знаю реальных музыкальных событий с подобным размахом.

Даже тот самый «1812» с пушечкой — там 60 дБ в самых пиковых моментах и чуть больше 20 дБ в среднем. В современной фонограмме показатели динамического диапазона сужены обычно раза в три.

По преданиям, Philips сначала хотела остановиться на 14-битном разрешении; умножаем 14 на 6 = 84 дБ, это по-прежнему выше уровня рокота самых дорогих виниловых трактов. Первое поколение ЦАПов Philips TDA1540 оперировало именно с 14 бит и ничего, многие винтажисты очень довольны этим чипом по сей день.

Первое поколение CD-плееров использовало 14-битный ЦАП Philips TDA1540

В общем, CD-качества вроде бы хватает с головой для самых смелых аудиозадач.

И все-таки, когда сравниваешь мастер в Hi-Res и полученный из него стандартный Red Book CD, кажется, что-то утеряно. Где-то больше, где-то не очень — зависит от контента.

Но и не забывайте, что ресемплинг и понижение битности понижается различными алгоритмами, так что итоговое качество для CD-печати получается гадательным.

Мой личный опыт возни с записью, редактированием и воспроизведением цифрового аудио по большому счету имеет две точки мнительности. Первая выглядит вполне технически обоснованной.

Мне категорически не нравится, что на аудиопотоке с дискретностью 44,1 кГц граничная частота лежит слишком низко, в области 20 кГц. Вроде бы там особо и не должно быть слышно, но как показывают графики работы цифровой фильтрации ЦАПа, в окрестностях творится черт знает что.

Жесткий срез спектра записи, хотя в жизни имеет место пологое падение. Или наоборот, ранний завал из-за специфики фильтра. А еще какие-то паразитные гармоники на высоких частотах. Удельный вес относительно общего сигнала у них не очень большой, но все равно картинка получается неприглядная.

Все вот эти оверсемплинги требуются из-за невозможности установить на 22,05 кГц нормальный аналоговый фильтр.

Было бы прекрасно, если бы в начале 80-х стандартом оставили дискретизацию 50 кГц первых цифровых рекордеров Soundstream. А еще лучше, если бы она составила примерно 60 кГц.

Таким образом, мы бы получили достаточно протяженную АЧХ, обеспечивающую плавный спад всех музыкальных штрихов и нюансов до 30 кГц, как в хорошем магнитофоне или SACD. Вот выше уже действительно ничего нет.

Но в итоге получилось по-другому.

До анонса компакт-диска цифровые рекордеры Soundstream записывали звук с параметрами 16 бит / 50 кГц

Sony выбрала значение 44,1 кГц из-за совместимости со стандартом PAL.

Профессиональные видеомагнитофоны Betacam и VHS позволяли делать запись PCM-кода аудио.

Три значения укладывались в каждую из 588 строк видеосигнала PAL, передаваемого с частотой 25 кадров в секунду: 3 х 588 х 25 = 44100. Вот такая арифметика.

Видеомагнитофон Sony с помощью процессора PCM-F1 мог записывать цифровой аудиокод

Дальнейшее развитие цифровых технологий записи и воспроизведения использовало кратное умножение базовых форматов CD и DAT — 44,1 и 48 кГц: т.е. 88,2, 96 кГц и так далее.

Конечно, появилась возможность отодвинуть помехи квантования подальше в ультразвук, но ведь и кратно росли размеры аудиофайлов. А еще прибавка в полтора раза при переходе с 16 на 24 бит.

А если это будет 32 бит? И при попытке сделать этот огромный аудиомассив чуть меньше меня добивает вторая мнительность.

Казалось бы, разрешение 24 бит и выше подразумевает выборку далеко за пределами человеческого слуха. Шутка ли, 24 х 6: нет такой ни техники, ни фонограмм, чтобы они плясали в диапазоне 144 дБ. Для того 24 бит и затевались в студиях — вынести любые ошибки наложения при редактуре куда подальше.

Но стоит подвергнуть такой файл децимации, даже просто ресемплингу из 192 в 96 кГц, и что-то неуловимо меняется. Чуть другие уровни, чуть более плоский и тупой саунд, который мне не очень нравится в сравнении.

Поэтому я выбираю оригинальные хайрезы не за абстрактную частотку, а лишь за отсутствие шрамов, которыми обрастает мастер-файл по пути вниз. Попытаемся оценить эти увечья.

Для экспериментов был выбран питомец лейбла 2L, который предлагает некоторые свои DXD-записи для свободного скачивания.

Надо сказать, репертуар, как это бывает у аудиофильских контор, довольно тягостный и медлительный. Но, к счастью, там нашлась и выручила «Детская увертюра» Эжена Бозза.

Эта фонограмма довольно энергично брякает, чтобы судить об изменении саунда при трансформации мастер-файла.

Изначально 5 с половиной минут DXD-оригинала «Детской увертюры» с характеристиками 24 бит / 352,8 кГц занимает целых 437 мегабайт. И это еще сжатое во FLAC, практически размер целого CD! На чем будем экономить?

На заре цифрового звука еще не существовало эффективных моделей борьбы с ошибками квантования. Да и вычислительным мощностям процессоров было многое не под силу.

Шкворчание 8-битного саунда первых компьютерных игр стало стереотипом на долгие поколения вперед, но сейчас вы сами убедитесь, что 8 бит сегодня может играть вполне прилично.

Чудодейственной панацеей стал так называемый дизеринг (dither), а если еще точнее — его разновидность, нойз-шейпинг (noise shaping).

В весьма толковой статье разработчика iZotope Алексея Лукина дается наглядный пример, как подмешивание горстки шума выручает картинку при снижении разрешения до 4 бит с 16-ю градациями яркости. Просто чудо, когда видишь, как ошибки квантования (так называемая постеризация изображения) практически сходят на нет. То же самое происходит и со звуком.

В отличие от общего случая дизеринга, нойз-шейпинг генерируется не во всей полосе полос, а лишь на высокочастотной области, что менее заметно на слух.

Рассуждения о заметности схожи с помыслами разработчиков MP3-алгоритма, с той лишь разницей, что эти в частотный диапазон добавляют, а не режут.

Нойз-шейпинг позволяет увеличить динамический диапазон фонограммы, от души его применяют в DSD кодировании и также видны следы его работы при записи «Детской увертюры».

Итак, с помощью ресемплера и фирменного нойз-шейпинга iZotope MBIT+ был сгенерирован целый ворох «Детских увертюр». Получилась стопочка FLAC-ов с разрядностью 8, 12, 16, 20 и 24 бит на кратной дискретизации 44,1 или 88,2 кГц.

Также не обошлось без пары образцов МР3 битрейтом 320 кб/с. Один был опрокинут из файла 24 бит / 88,2 кГц, другой из 16 бит / 44,1 кГц, которые также представлены в этом списке.

Архив можно скачать и самостоятельно решить, кому что нравится.

Понятное дело, четче и лучше всех отыграла самая полная версия 24/88, практически неотличимо от оригинала. Я надеялся, что понижение до 20 бит не скажется на качестве, но не тут-то было. Значит, начнем двигаться с другой стороны списка.

Читайте также:  Источники питания

Сортировка в папке по размеру показала, что самым маленьким оказался образец 8 бит / 44,1 кГц. Менее 12 мегабайт после 400! Несмотря на слышимый шумок, звучит он весьма задорно и это не иллюзия — после всей математики уровень фонограммы немного подрос. Следующими по объему ожидаемо шли МР3.

Не знаю как вам, но мне из всего набора проверять их было скучнее всего. И это при том, что в паузе у таких файлов было все чисто и аккуратно. Ну не мое, и все тут. Скомканный серый звук без огонька. Приятнее слушать пусть шумноватый, но лосслесс с низкой битностью, напоминает кассету.

Вот на них и выруливаем дальше.

В полтора раза больше чем МР3 оказалась пара образцов на 12 бит / 44,1 кГц и 8 бит / 88,2 кГц. Размер — 19,7 и 23,5 Мб соответственно. По сравнению с базовым CD-разрешением (28,5 Мб) дополнительный шум заметен разве что в 8-битном треке, да и то в наушниках. Я не смог отдать однозначное предпочтение какой-то одной версии.

Субъективно файл более высокой битности играет быстрее, напористей, особенно это касается 24 бит / 44,1 кГц. Но и у 8- и 12-битного аудио на более высокой частоте дискретизации 88,2 кГц имеются несомненные плюсы. Более «гибкие» послезвучия, глубже строится сцена в отсутствие цифрового фильтра в слышимой области. Вы также можете сгруппировать треки по размерам и сравнить их самостоятельно.

По коэффициенту качество/размер я бы выделил следующую тройку, и вся она, увы, опирается на повышенную частоту дискретизации 88,2 кГц:

• 12 бит / 88,2 кГц (13-кратное уменьшение оригинала)

• 8 бит / 88,2 кГц (18,5-кратное уменьшение оригинала)

• 16 бит / 88,2 кГц (10-кратное уменьшение оригинала)

Подытоживая этот обзор, если можно было перезапустить всю цифровую индустрию заново, я бы предпочел использовать следующую градацию PCM-протоколов:

• Частота дискретизации 60 кГц в качестве индустриального стандарта

• Частота дискретизации 120 кГц для ответственных High-End задач

• Длина разряда в 10 бит для потокового аудио (10 бит / 60 кГц)

• Длина разряда в 14 бит для стандартной дистрибуции музыки (14 бит / 60 кГц)

• 22 бит для студийной работы и аудиофильских изданий музыки (22 бит / 60 кГц или 22 бит / 120 кГц)

Источник: https://stereo.ru/to/oxpll-bit-protiv-kilogertsa-chto-vazhnee

Статья о цапах, зачем нужны, какие бывают. (в факе не видел) — Сообщество «Автозвук» на DRIVE2

Самое главное ЗЫ, товарищи, я специально прятал ссылки в текст, чтоб было более менее удобно смотреть о чем говорю и откуда взята инфа, к сожалению не все ссылки открывали. В ссылках есть список ЦАПов, инфа от производителей описание карточек и тд.

Собирая себе комп в машину, пришлось рыть просторы инета, думаю что инфа будет полезна в данном сообществе.
Причем не только обладателям CarPC но и обладателям ГУ.

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) — устройство для преобразования цифрового (обычно двоичного) кода в аналоговый сигнал (ток, напряжение или заряд). Цифро-аналоговые преобразователи являются интерфейсом между дискретным цифровым миром и аналоговыми сигналами.

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) производит обратную операцию.
Звуковой ЦАП о… бла бла бла оч длинная статья на вики ()

На что там (вики) обращаем внимание

Применение
ЦАП применяется всегда, когда надо преобразовать сигнал из цифрового представления в аналоговое, например, в проигрывателях компакт дисков

Типы ЦАП

Наиболее общие типы электронных ЦАП:

Широтно-импульсный модулятор— простейший тип ЦАП.

Стабильный источник тока или напряжения периодически включается на время, пропорциональное преобразуемому цифровому коду, далее полученная импульсная последовательность фильтруется аналоговым фильтром нижних частот. Такой способ часто используется для управления скоростью электромоторов, а также становится популярным в Hi-Fi-аудиотехнике;

ЦАП передискретизации, такие как дельта-сигма-ЦАП, основаны на изменяемой плотности импульсов.

Передискретизация позволяет использовать ЦАП с меньшей разрядностью для достижения большей разрядности итогового преобразования; часто дельта-сигма ЦАП строится на основе простейшего однобитного ЦАП, который является практически линейным.

На ЦАП малой разрядности поступает импульсный сигнал с модулированной плотностью импульсов (c постоянной длительностью импульса, но с изменяемой скважностью), создаваемый с использованием отрицательной обратной связи. Отрицательная обратная связь выступает в роли фильтра верхних частот для шума квантования.

Большинство ЦАП большой разрядности (более 16 бит) построены на этом принципе вследствие его высокой линейности и низкой стоимости. Быстродействие дельта-сигма ЦАП достигает сотни тысяч отсчетов в секунду, разрядность — до 24 бит.

Для генерации сигнала с модулированной плотностью импульсов может быть использован простой дельта-сигма модулятор первого порядка или более высокого порядка как MASH (англ. Multi stage noise SHaping). С увеличением частоты передискретизации смягчаются
требования, предъявляемые к выходному фильтру низких частот и улучшается подавление шума квантования;

ЦАП находятся в начале аналогового тракта любой системы, поэтому параметры ЦАП во многом определяют параметры всей системы в целом. Далее перечислены наиболее важные характеристики ЦАП.• Разрядность — количество различных уровней выходного сигнала, которые ЦАП может воспроизвести.

Обычно задается в битах; количество бит есть логарифм по основанию 2 от количества уровней. Например, однобитный ЦАП способен воспроизвести два (2 в первой степени) уровня, а восьмибитный — 256 (2 в восьмеой степени) уровней. Разрядность тесно связана с эффективной разрядностью (англ.

ENOB, Effective Number of Bits), которая показывает реальное разрешение, достижимое на данном ЦАП.

• Максимальная частота дискретизации — максимальная частота, на которой ЦАП может работать, выдавая на выходе корректный результат.

В соответствии с теоремой Найквиста — Шеннона (известной также как теорема Котельникова), для корректного воспроизведения аналогового сигнала из цифровой формы необходимо, чтобы частота дискретизации была не менее, чем удвоенная максимальная частота в спектре сигнала.

Например, для воспроизведения всего слышимого человеком звукового диапазона частот, спектр которого простирается до 20 кГц, необходимо, чтобы звуковой сигнал был дискретизован с частотой не менее 40 кГц.

Стандарт Audio CD устанавливает частоту дискретизации звукового сигнала 44,1 кГц; для воспроизведения данного сигнала понадобится ЦАП, способный работать на этой частоте. В дешевых компьютерных звуковых картах частота дискретизации составляет 48 кГц. Сигналы, дискретизованные на других частотах, подвергаются передискретизации до 48 кГц, что частично ухудшает качество сигнала.

________________________________________

К чему это все.

Когда посетила первая мысль поставить вместо ГУ кар писишку, первым плюсом, надо сказать основным (для меня), было то что можно менять звуковые карты, мне показалась данная возможность более интересной чем менять головы целиком.

Во первых потому что в головы как не крути, лепят одно и тоже, т.е. если утрировать, у производителея Х есть линейка голов, начальная цена 1000 вымешленных едениц, конечная, за топ модель 10 000 едениц.

На моменты выбора, больше по слухам чем по собственной практике, сделал вывод, что в большинстве случаев, что в дешевой что в дорогой голове, скорее всего один и тот же ЦАП, а ценник растет из-за функционала, более удобные кнопочки, на те еще +500 к цене, несколько подсветок еще 500 к цене, дизайн ваще бесценен и т.д., а цап как был так и остался прежним, если же речь идет о хорошем ЦАПе, то ты заплатишь и за дизайн и за подсветку и еще за кучу всякой ненужной фигни, в итоге голова “золотая” и очень зависимая от того же допустим привода, сдох привод, не смогли починить, купи новую бошку.

Не прельщало честно, тем более была практика, когда при попытке третий раз починить мой альпайн 9845 RB, мастер сказал что все, уже шансов нет, тупо выкинь. Толи мастер такой был, толи альп ставить в копейку было не рационально, это не важно. Он мне был оч дорог, первый более менее хороший аппарат, который я слушал.

Так вот провел небольшое расследование.
Имеем список (я почему-то назвал таблицей) ЦАПов (кликабельно)

Подопытным был выбран Pioneer DEX-P99RS вроде неплохая голова, сам не слушал, но хвалят и претензий к ней никаких. Ценник аппарата по яндексмаркету 30-35 рублей, вполне стоящий (могут быть конечно отклонения но не о цене щас речь), из описаний везде пестрит”Число бит ЦАП 24″

” 16-битные цифровые данные с CD напрямую передаются 4 x 24-битными цифро-аналоговыми преобразователями (ЦАП) с минимальным искажением”

Далее нужно чуть попариться поискать какой же ЦАП (он же DAC) установлен в данном ГУ, логичнее искать datasheet но получилось найти только по словосочетанию servise manual Pioneer DEX-P99RS, открываем смотрим

1

Сразу скажу что я в такой документации неочень ориентируюсь но вроде нашел все правильно, ну по крайней мере я нашел 4 ЦАП-а скорее всего это они и есть.
ЦАП под номером AK4396VF.

Сначала меня сбило с толку что его нет в таблице, приведенной выше, но потом он нашелся чуть пониже в аппарате ” MYTEK DIGITAL STEREO96 DAC” сам цап выделен синим цветом, т.е. для автора особо неприметный чип, но P99RS играет же хорошо, значит ищем где есть такой же цапик.

Что дальше…а решил загуглить AK4396VF, дабы найти где этот ЦАП засветился, в надежде найти звуковую карточку с ним, как результат:

1. HT Omega Claro Halo XT HiFi soundcard
2. HT Omega Claro Plus+ AD8620BR Op Amp Sound Card
3. Auzentech X-fi Forte 7.

1 SoundcardМожно конечно и поболее инфы нарыть, но цель статьи не найти что-то, а показать логику поиска, ну и так сказать подтолкнуть к поиску звуковых карт на тех ЦАП которые считаются супер пупер нереальными.

Да конечно я понимаю что карта может не заиграть как тот же Pioneer DEX-P99RS, хотя я тут вообще ничего не скажу, нужно пробовать, но я думаю если вставить карточку с более продвинутым ЦАПом, а если она еще будет хорошо исполнена, то полюбому заиграет лучше чем некоторые топовые головы.А да, ценник на карту в пределах 9 тыщ рублей, правда наверное будут проблемы с покупкой, в России не нашел, хотя опять же не сильно искал, да и заказать например на амазоне не проблема.

Само собой после карты не должно быть процессора, я так понимаю это все понимают 🙂

И роде как, по словам производителя
Using AKM's multi bit architecture for its modulator the AK4396 delivers a wide dynamic range while preserving linearity for improved THD+N performance
это реальный мультибитник, причем 24х.

Ну и ковыряясь в просторах, решил еще проверить Alpine PXI-H990, надож дать повод для флуда 🙂

По даннным с офф сайта ALPINE

ALPINE F#1 STATUS
Для обеспечения высочайшего качества звучания и поддержки возможностей формата DVD-Audio в процессоре Alpine PXI-H990 используются восемь сверхдорогих ЦАПов Burr-Brown Sign Magnitude 96 кГц/24 бит К-Grade и сложнейший цифровой фильтр типа GIC.

гуглим Burr-Brown Sign Magnitude получаем :

Маркировка PCM1704
Производитель Burr-Brown Corporation (www.burr-brown.com)

Комментарий 24-Bit, 96kHz BiCMOS Sign-Magnitude DIGITAL-TO-ANALOG CONVERTER

Функционал Цифро-аналоговые конверторы (DAC (Digital to Analog Converters))

Смотрим таблицу цапов PCM1704

PCM1704 20 бит, то же, что PCM1702, но только способный принимать 24-битный поток (преобразование все-равно 20-битное)

Т.е. если не наврали с предыдущим “кроликом” у альпа стоит 20 битный а у пионера 24-х 🙂
Но есть одно важное НО

” Грейды :”L” — самый низкий (Low) — хуже, чем вообще без грейда”J” — отобранный, лучше, чем безгрейдовый

“K” — отобранный, самый лучший по качеству (лучше “J”)”


PCM1704-K т.е. данный ЦАП очень хорош.

Подводя итоги, не знаю даже что сказать.Когда вы спрашиваете, или пытаетесь выбрать самостоятельно ГУ, но незнаете на что обратить внимание, яб порекомендовал обратить его именно на то какой внутри ЦАП.

Конечно речь идет о выборе не бюджетного варианта.

По идее поиск хороших цапов доступен не только кар писишникам, но и юзерам обычных ГУ, просто нужно рыть даташыты, ну а если твикать, то тут вообще открываются безграничные просторы.

Читайте также:  Светомузыкальная установка "светлана"

В мануалах сообщества подобной инфы не нашел, надеюсь будет полезна.

Источник: https://www.drive2.ru/c/753636/

Сравнительный тест ЦАПов от 50 до 110

Сравнительный тест ЦАПов

Цена от 50 до 110 тыс. руб. Будет ли по-настоящему вознаграждено вложение пятизначной суммы в технологию ЦАПов?

Цифроаналоговый преобразователь сейчас прочно укоренился в качестве привычного компонента Hi-Fi-систем.

Представители племени ЦАПов охватывают огромный диапазон цен – начиная от моделей менее чем за 5 тысяч рублей и заканчивая экземплярами за несколько сотен тысяч.

Большинство из них, наверное, могут удивить количеством внутренних частей и деталей; сейчас вы можете встретить ЦАП с хитроумными подходами к фильтрованию и апсемплингу, с ламповыми выходами, функциями предусилителя и др.

Ни один из этих аппаратов не может похвастать какой-то особенной экстравагантностью, хотя, к примеру, USB-технология у M2Tech позволяет принимать 32-битные данные с частотой дискретизации в 384 кГц.

USB – это простой и удобный способ подключить настоящий Hi-Fi к компьютерному источнику данных, приобретающий все большую актуальность, так как мир уходит от CD и всего, что с ним связано, и движется навстречу жестким дискам и облачным сервисам. Неудивительно, что пять из шести представленных здесь ЦАПов имеют на борту вход USB. Интерфейс USB никогда не был предназначен для аудио, он далек от идеала, но подобные проблемы поправимы.

Тем не менее нужно быть осторожным с аудио высокого разрешения и USB. Три ЦАПа в этой группе поддерживают частоту дискретизации через USB до 96 кГц или выше. Но если софтовый плеер компьютера будет ограничен 48 кГц, то при воспроизведении разрешение HD-файлов будет уменьшено до 48 кГц без какого-либо предупреждения.

Будьте внимательны! Однако же при правильной организации любой из представленных здесь аппаратов сумеет существенно улучшить звук. Они также способны поднять качество воспроизведения старых CD-плеееров и других цифровых источников. Фактически некоторые из них могут эффективно функционировать в роли цифровых предусилителей.

Проблема, с которой сталкиваются ЦАПы средней ценовой категории, – ЦАП DacMagic компании Cambridge Audio. Он и еще парочка-другая супербюджетных ЦАПов довольно дерзко заявляют о себе при стоимости в 15 тысяч рублей и меньше. На ум приходят Arcam (rDAC), различные модели Веresford, и это далеко не полный список.

Положа руку на сердце, мы не можем отрицать, что закон убывающей доходности работает и здесь, однако считаем, что конкурсанты в этой группе предлагают больше тонкости и проницательности, а также зачастую слегка более динамичное воспроизведение звука, чем дешевки, «хорошие, но последние».

Cyrus DAC Х+

Будучи частью большой и визуально выполненной в едином дизайнерском стиле линейки, этот ЦАП остается одним из наиболее оснащенных с точки зрения количества входов, хотя интерфейс USB здесь и отсутствует. Аппарат высоко оценен за возможность модернизации, имеет опцию подключения внешнего блока питания PSX-R, что превращает его в предусилитель DAC ХР+ с цифровым входом.

Electrocompaniet PD-1

Новое добавление в линейке. ЦАП, заслуживающий внимания, в частности, за вход RF-Link, который позволяет передавать данные с компьютера беспроводным способом (с опциональным фирменным передатчиком), не используя при этом технологии Ethernet и Bluetooth. В комплекте имеется дистанционный пульт, что демонстрирует свойственное компании внимание к важным мелочам.

Lavry DA-11

Вторжение Lavry в мир бытового Hi-R – это в значительной степени результат следования культу Интернета.

Компания выпустила свой ЦАП DA-10, а затем и DA-11, который продолжает традицию бренда создавать солидные, основанные на серьезных инженерных разработках профессиональные аудиопродукты.

Помимо довольно аскетичного пользовательского интерфейса, здесь нет ничего такого, что не пригодилось бы аудиофилу!

M2Tech Young

Модель выглядит немного странно, но ключевой вопрос тут технологический, связанный с возможностью получать через USB такой битрейт, о котором до сих пор мы даже не мечтали.

Так или иначе, мяч сверхвысокой частоты дискретизации был, наконец, запущен, и мы рассчитываем на поддержку программного обеспечения в источниках.

Между тем характеристики аппарата также выглядят достаточно привлекательными с точки зрения обычных цифровых входов и выходов.

Moon 300D

Типичный набор входов, поддержка стандартных частот дискретизации и несколько интересных функций внутри, если присмотреться к аппарату поближе. К ним относится минималистская аналоговая часть, состоящая из крупных по размерам компонентов, которые уважают многие аудиофилы и которые смонтированы по технологии навесного монтажа. Плюс внимательное отношение к блоку питания.

NuForce DAC9

Хорошо оснащенный входами и выходами DAC9 обладает также особенно хорошо продуманным усилителем для наушников. В электронной начинке есть несколько аналоговых деталей с высокими характеристиками, которые имеют поддержку в лице весьма крупного трансформатора питания. К внешнему виду модели нужно будет постепенно привыкнуть, и, возможно, поэтому вам не захочется терять дистанционку.

БЕСПРИСТРАСТНЫЙ ВЕРДИКТ

Определить различия между отдельными ЦАПами в группе, не обращая внимания по крайней мере на их внешнюю эстетику, оказалось делом довольно сложным.

Имеющие отношение в первую очередь к воспроизведению преобразованного в аналоговый сигнал нашего 16-битного аудио с частотой дискретизации в 44,1 кГц, эти модели впитали в себя знания, полученные в течение нескольких десятилетий. Проще говоря, они в состоянии надлежащим образом воспроизвести этот широко известный стандарт.

В данное время нашими ожиданиями, связанными с этими устройствами, а именно фактором, делающим их актуальными в качестве специального дополнительного конвертера в системе, является их способность конвертировать аудио высокого разрешения.

На материале CD-качества (16 бит / 44,1 кГц) мы достаточно хорошо увидели, как вся группа показывает границы этого формата. Частотный диапазон не превышает предел Нейквиста, равный половине частоты дискретизации – приблизительно 22 кГц; коэффициент гармонических искажений и шум имеют значение 0,02% при сигнале полной шкалы в 0 дБ, 2% при -60 дБ и динамический диапазон в 96 дБ.

Наши измерения аудиоджиттера помогли проникнуть в суть различных рабочих характеристик участников группы. Мы считаем, что величину в 200 пс вполне уместно ожидать от современных цифровых аудиоисточников.

Эта группа показала значения в пределах от 150 до 300 пс. 150 пс – почти такой же хороший результат, который мы наблюдали в разных типах цифровых медиатранспортов.

Но 300 пс больше соответствуют устройствам бытового уровня и ресиверам.

При использовании источников с более высокой частотой дискретизации и разрядностью измерения действительно начинают разделять наших участников.

С материалом в 24 бит /96 кГц мы увидели разные показания динамического диапазона.

Некоторые модели были в состоянии максимизировать потенциал сигнала высокой четкости, в то время как остальные практически не улучшили его выше уровня сигнала в формате 16/44,1.

Большое изображение

Не в первый раз в групповых тестах, в тестах цифровых источников мы замечаем, что сходства в основном перевешивают различия между исследуемыми устройствами.

Мы не говорим, что нет вообще никаких отличий: наши опытные слушатели услышали их вполне хорошо, и то же самое сделали мы во время наших «зрячих» прослушиваний.

Но даже при условии, что это человеческая природа, которая в любой ситуации ищет несовпадение, мы все почувствовали необходимость подчеркнуть, что некоторые из этих различий были малы.

Поэтому, с одной стороны, это значит, что вы, возможно, будете удовлетворены любым из шести ЦАПов. С другой, вы можете позволить себе быть действительно взыскательным и удостовериться, что не просто удовлетворены, но искренне восхищены своим приобретением.

Наименьшее общее количество баллов получил Moon 300D. Итог немного несправедливый, так как он имеет пять «звезд» по звуку, но мы не смогли дать ему больше, чем три, за функциональность, что и сместило его вниз.

Он хорош в динамике, согласованности и детальности.

Но если иногда он и несколько жизнерадостен на высоких частотах и если это было воспринято некоторыми слушателями как яркость, то другим он понравится своим свежим и открытым звуком в ВЧ-диапазоне.

Следующим идет Cyrus DAC Х+. Нам бы очень хотелось получить от него немного больше детальности, но его звучание может быть достаточно честным и захватывающим, плюс, как обычно бывает с техникой этой фирмы, он обладает привлекательными возможностями апгрейда.

ЦАПы Lavry, M2Tech и NuForce набрали одинаковое количество баллов, хотя решающая оценка за качество звука была ниже у Lavry DA11. На фоне того успеха, которым пользовался его предшественник DA10, это стало чем-то вроде сюрприза, но наши слушатели отметили еще раз, что деталей могло быть и больше. Похвально, что высокие частоты исключительно прозрачные и чистые.

M2Tech Young вполне гармоничен, за исключением, возможно, глубокого баса, а прекрасная согласованность – большое достоинство; также нам понравилась его детальность. Чуть выше поднялся NuForce DAC9, который сводит воедино много превосходных аспектов, только вот немного подчеркивает верхнюю середину. Он, кроме того, имеет выход для наушников, что увеличивает его универсальность.

Очень часто случается так, что победитель в Hi-Fi – отнюдь не тот, кто привлекает больше всего внимания. Этот тезис верен и по отношению к Electrocompaniet PD-1, который, безусловно, хорошо звучите первого прослушивания, но явно не выделяется как звезда. Хотя, все дольше слушая такой звук, все сильнее хочется оставаться с ним рядом.

Обычно чем больше времени проводишь с любым Hi-Fi-приобретением, которое уже звучит как хорошая вещь, тем больше начинаешь принимать во внимание, что хорошие вещи здесь включают в себя чудесно вылепленные музыкальные образы, точно выгравированные детали и протяженные, но безупречно контролируемые частоты на краях слышимого диапазона.

Объедините все это с замечательными ритмическими свойствами, ивы будете иметь эскиз удовлетворяющих во всем характеристик.

Правильно, этот ЦАП занимает на полке несколько больше места, чем другие аппараты из тестовой группы, но на самом деле кого это волнует? Дополнительное беспроводное соединение является самым привлекательным.

Этот ЦАП легок в обращении и достаточно универсален в плане функций. PD-1 во всех отношениях достойный победитель группового теста.

ЦАПы высокой ценовой категории имеет смысл использовать только в качестве составной части хорошо подобранной системы. Упомянем несколько подходящих для этого партнеров.

СЕТЕВОЙ ПЛЕЕР Marantz NA7004

В настоящее время это один из наиболее всесторонне оснащенных сетевых стримеров. NA7004 обеспечивает доступ к аудиоданным любой формы, хранящимся на компьютере, может работать как по беспроводному принципу, так и с помощью проводов.

Рекомендовать такое устройство здесь, возможно, не совсем правильно, учитывая, что большинство современных ЦАПов подключается к компьютеру через USB.

Но важный момент состоит в том, что NA7004 обладает преимуществом перед компьютером, поскольку лишен таких помех, как шумные вентиляторы или работа жесткого диска, не имеет многозадачных процессоров, которые могут прерывать аудиовоспроизведение, запуская антивирусное программное обеспечение, и т. п. Его аналоговый выход тоже неплох, но в сравнении с ним любой из обозреваемых здесь шести ЦАПов даст значительное улучшение звука.

УСИЛИТЕЛЬ Primare I32

Технология применения импульсных блоков питания в усилителях мощности недавно достигла совершеннолетия, и этот интегральный усилитель является тому живым доказательством. Он выкачивает 120 Вт чистой мощности на канал и делает это с таким сочетанием мощи и тонкого мастерства, что завоевал наши сердца за очень короткое время.

Аппарат безупречен в плане тональности, и локализация им образов в пространстве превосходна: точна, стабильна и хорошо развернута.

Бас протяженный и основательный, четко настроенный, когда это нужно, и весьма ритмичный. Но больше всего впечатляет настоящее ощущение простора сцены, на которое способен этот усилитель.

Он одинаково умело справляется как с масштабными величественными записями, так и с музыкой небольших ансамблей.

АКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ Audiovector К13

Эта стройная напольная модель имеет несколько необычную акустическую конструкцию внутри – в форме четвертьволновой нагрузки для баса. Мы не собираемся давать ей награду за самый низкий бас на планете, но то, что она предлагает, – это исключительно плотные НЧ с очень хорошей четкостью.

Средний диапазон иногда может выступать чуть вперед, особенно верхняя середина, но это вовсе не так уж много, чтобы скомпрометировать общее чувство низкочастотного окрашивания и превосходную детальность.

Локализация образов в пространстве крайне сильна, с настоящим ощущением того, что музыканты расположены вне колонок и за ними, вто время как скромные размеры помогают К13 исчезать визуально так же хорошо, как и акустически.

По материалам HIGH DEFINITION
Автор РИЧАРД БЛЭК, HI-FI CHOICE

Читайте также:  Электрика на даче

Источник: http://hi-fi-pc.ru/obzory/capy/106-sravnitelnyj-test-capov.html

Какой аналого-цифровой преобразователь подходит для конкретного приложения?

Стив Логан (Maxim Integrated)

Обилие современных аналого-цифровых преобразователей (АЦП) ставит разработчика перед непростым выбором.

Интегральные АЦП имеют разрешением 8…24 бит и даже есть несколько 32-битных.

Существуют АЦП встроенные в микроконтроллеры, ПЛИСы, микропроцессоры, системы-на-кристалле,  АЦП последовательного приближения (SAR) и сигма-дельта-версии.

Конвейерные АЦП используются в тех приложениях где требуется высочайшая скорость выборок. Диапазон скоростей выборок АЦП лежит в пределах от 10 выб/с до свыше 10 Гвыб/с. А разброс цен – от менее $1 до $265 долларов и выше.

Чтобы выбрать наилучший АЦП для вашего приложения, рассмотрим различные типы этих изделий и оптимальные условия применения для их основных типов.

Ацп последовательного приближения – для средних скоростей и «фотографирования» данных

АЦП последовательного приближения (Successive Approximation Register, SAR) выпускаются в широком диапазоне значений разрешения и скорости. Первое, как правило, лежит в пределах 6…8 до 20 бит, вторая же – от нескольких Квыб/с до 10 Мвыб/с.

SAR АЦП – хороший выбор для приложений со средним диапазоном скоростей, таких как управление электродвигателем, анализ вибраций, мониторинг производственных процессов.

Они не столь быстродействующие, как конвейерные АЦП (которые рассматриваются далее), но их быстродействие выше, чем у сигма-дельта-АЦП (также рассматриваются далее).

Диапазон значений рассеиваемой мощности SAR АЦП напрямую связан с частотой выборки. Например, микросхема, рассеиваемая мощность которой составляет 5 мВт при скорости 1 Мвыб/с, при 1 квыб/с рассеивает 1 мкВт. Таким образом, SAR АЦП достаточно гибкие в плане применения и разработчик может использовать одно наименование для многих приложений.

Еще одно преимущество SAR АЦП: они делают «фотографию» аналогового входного сигнала. SAR-архитектура производит выборку в конкретный момент времени.

Когда разработчику может это понадобиться? Когда вам необходимо измерить сразу несколько сигналов, вы можете одновременно делать выборку несколькими одноканальными SAR АЦП или осуществлять одновременную выборку с помощью мультиканального АЦП или нескольких устройств выборки хранения (УВХ, Track-and-hold, T/H-cores) внутри него. Это позволит системе измерять значения нескольких аналоговых сигналов в одно и то же время.

В токовых трансформаторах и трансформаторах напряжения SAR АЦП используются в цепях реализации релейной защиты. С их помощью система защиты одновременно измеряет различные фазы тока и напряжения. В коммунальном сетевом хозяйстве это способствует более эффективному управлению энергосетями.

Сигма-дельта-АЦП – для большей точности

Если вам необходима повышенная точность за счет более высокого уровня семплирования или максимальное значение эффективного количества бит (ENOB), наилучшим выбором станет сигма-дельта-АЦП, особенно для малошумящих точных приложений. Когда скорость не так критична, передискретизация и формирование шума в сигма-дельта-АЦП дают очень высокую точность.

Когда 5…10 лет назад рынок АЦП последовательного приближения только начал насыщаться, многие аналоговые компании инвестировали в многоканальные сигма-дельта-ядра. Сегодняшний результат этого процесса – очень качественные АЦП с разрядностью до 24 или 32 бит и частотой дискретизации от 10 выб/с до 10 Мвыб/с.

В каких приложениях может потребоваться разрешение более 20 бит? Пример применений, в которых стандартно требуется точность на уровне максимально возможного количества бит – измерительные приборы и топливные хроматографы для нефтяной и газовой промышленности. А также другие системные применения, которые задают стандарты в оценке точности аналоговых сигналов, применения, где конечные пользователи должны быть абсолютно уверены в полученных данных.

Нужен ли модулятор?

Новейшие сигма-дельта-АЦП стало сложно классифицировать в значениях скорости и частоты дискретизации. Традиционные сигма-дельта-АЦП осуществляли всю цифровую постобработку внутри себя (в том числе, с помощью SINC/отсекающих фильтров, децимации, формирования шума).

После этого данные последовательно выдавались наружу с очень высоким ENOB (Effective Number of Bits – эффективное количество бит). Например, если у вас был 24-битный АЦП, выходные данные выдавались в 24-битном формате. Первый бит был наибольшим значащим (MSB), а 24-й – наименьшим (LSB).

Скорость выдачи данных в обычном случае равнялась системной тактовой частоте, деленной на 24. Это были не самые быстрые и не самые гибкие АЦП.

В последние 5…10 лет более популярны стали сигма-дельта-модуляторы, в частности – в приложениях, требующих повышенной скорости (часто около 1 Мвыб/с и более). Не ожидая полной оцифровки 24-битного выхода, сигма-дельта-модулятор выдает поток данных побитово, перекладывая задачу цифровой фильтрации для дальнейшего анализа данных на плечи процессора или ПЛИС.

Эта гибкость модулятора полезна для таких приложений, как управление электродвигателем, где может вполне хватить разрядности 12…16 бит. Контроллер двигателя может и не нуждаться в 8 младших значащих битах из 24-битного потока данных, если первые 16 бит обеспечивают достаточную точность аналогового измерения.

Последовательные АЦП против сигма-дельта: главное – скорость

Еще одна важная тема для обсуждения – входные фильтры. Вспомним, что последовательная архитектура АЦП позволяет сделать быстрый кадр. Когда приложению требуется повышенная частота выборки, входной фильтр становится более сложным.

Затем во многих случаях для «раскачки» входного конденсатора и быстрого гашения колебаний необходим внешний буфер или усилитель, и этот усилитель должен иметь достаточную полосу пропускания. На рисунке 1 показан пример включения 16-битного последовательного АЦП MAX11166 500 квыб/с.

Чем выше разрядность и больше скорость дискретизации – тем короче отрезок времени, необходимый для согласования входа и корректного считывания данных.

На рисунке 1 используются усилитель MAX9632 с полосой усиления 55 МГц и простой RC-фильтр. Этот конкретный усилитель обеспечивает шум менее 1 нВ/√Гц, что дает системное разрешение на уровне 1/10 дБ эффективного бита.

Рис. 1. Входной фильтр АЦП последовательного приближения на базе усилителя MAX9632

В сравнении с АЦП последовательного приближения, данные со входа сигма-дельта-АЦП считываются много раз, поэтому требования к сглаживающему фильтру не так критичны.

Зачастую достаточно простого RC-фильтра. На рисунке 2 показан пример подключения 24-битного сигма-дельта АЦП MAX11270 64 квыб/с.

Это – так называемый мост Уитстоуна с конденсатором 10 нФ, включенным между дифференциальными входами.

Рис. 2. Пример входного фильтра сигма-дельта-АЦП MAX11270

Конвейерные АЦП – для сверхвысокой частоты дискретизации

В этой статье мы уже упомянули конвейерные АЦП как востребованные для получения наиболее высоких частот дискретизации, к примеру, в РЧ-приложениях и SDR – беспроводном радио с программным заданием частоты.

За последние 10 лет крупнейшие производители аналоговых микросхем активно инвестировали в разработку конвейерных АЦП. Два основных преимущества конвейерных АЦП – скорость и мощность. С учетом частот дискретизации от 10 Мвыб/с до нескольких Гвыб/с, наиболее критичным становится выбор для этих изделий интерфейсов.

Ожидается «большая битва» вокруг цифровых выходов конвейерных АЦП. В качестве основного до сих пор предлагался параллельный интерфейс, но и последовательный LVDS-интерфейс вполне подходит, например, для ультразвуковых приложений с большим количеством каналов и частотой дискретизации в пределах 50…65 Мвыб/с.

Однако уже существуют новые типы интерфейсов.

Последовательный интерфейс JESD204B

JESD204B – это высокоскоростной последовательный интерфейс с передачей данных до 12,5 Гбит/с. Возникнув сравнительно недавно, он позволил производителям АЦП значительно повысить частоты дискретизации, а за ними подтянулись производители процессоров и ПЛИС со своими последовательными приемопередатчиками.

В многоканальном приложении с несколькими параллельно включенными АЦП проблемой являются запутанные соединения между АЦП и ПЛИС/процессором.

При применении интерфейса JESD204B число линий данных значительно сокращается, экономя тем самым пространство платы.

На рисунке 3 показаны одна последовательная выходная пара и вход синхронизации этого интерфейса, что значительно сокращает требуемое количество контактов для ввода-вывода.

Рис.3. Подключение последовательного интерфейса JESD204B

Отметим, что в последние годы было опубликовано множество статей о JESD204B, где можно найти подробную информацию о работе интерфейса.

Энергопотребление конвейерных АЦП

По мере роста миниатюризации изделий лидирующие производители АЦП все интенсивнее борются за сокращение энергопотребления. Хорошие показатели – 1 мВт на 1 Мвыб/с. Если показатели вашего АЦП близки к этому, то у вас есть, от чего оттолкнуться в создании проекта.

АЦП, оптимизированные для микроконтроллеров, ПЛИС, ЦПУ и систем-на-кристалле

АЦП, встроенные в микросхемы, как правило, не самые производительные. Изначально, когда в микросхему встраивался 12-битный АЦП, предполагалось, что он будет работать как 8-битный для получения гарантированных значений эффективного количества бит (ENOB) или линейности.

Для обеспечения нужных характеристик работы АЦП пользователю необходимо тщательно изучить параметры полной спецификации и определить, какие из них должны иметь гарантированные значения.

Однако зачастую просматривались только стандартные характеристики или минимальные и максимальные значения параметров из кратких спецификаций.

В последнее время такие характеристики АЦП как интегральная нелинейность (INL), дифференциальная нелинейность (DNL), ошибка усиления и эффективное количество бит (ENOB) значительно улучшились, что позволило более активно встраивать АЦП в микроконтроллеры, и число микросхем со встроенными АЦП значительно возросло. В настоящее время, если приложению требуется преобразование с разрешением 12 бит и менее или всего несколько каналов преобразования, наиболее экономичным решением является микроконтроллер.

Производители ПЛИС также начали встраивать АЦП в свои системы. Например, компания Xilinx размещает 12-битный 1 Мвыб/с АЦП во всех ПЛИС 7 серии и системах-на-кристалле Zynq. Однако весьма важным является расположение АЦП на плате.

Процессорный модуль с ПЛИС или системой-на-кристалле может находиться на значительном удалении от аналогового входа, который вообще может размещаться на отдельной плате, соединенной с процессорной платой посредством высокоскоростной цифровой шины.

Если вы не хотите подвергать чувствительные аналоговые сигналы такому испытанию, то встроенное в процессор или ПЛИС АЦП – не ваш выбор. В этом случае вам определенно понадобится отдельный качественный АЦП.

Например, для программируемых логических контроллеров (PLC) это, скорее всего, будет 24-битный сигма-дельта-АЦП.

Если мы заговорили о PLC, следует упомянуть о таком важном элементе как изоляция. Большинство аналоговых входов PLC включает несколько форм изоляции, обычно цифровой. Многие модули с аналоговыми входами содержат недорогие микроконтроллеры для быстрых отклика и прерываний.

В этом случае расположение изоляции подсказывает, следует ли применить встроенный АЦП. Если изоляция расположена между процессором (или микроконтроллером) и шиной, встроенный АЦП подходит.

Если микроконтроллер требуется изолировать от высоковольтных входных сигналов, тогда лучшим решением являются интегральный АЦП и цифровой изолятор.

Какой выбор наилучший?

Мы обсудили несколько характеристик современных АЦП. А насколько важны скорость, мощность и точность сигналов, которые вы измеряете?

Если вам необходимо простое считывание с низким разрешением для домашнего использования, это смогут, по всей вероятности, проделать АЦП, встроенные в микроконтроллер, ПЛИС, процессор или систему-на-кристалле АЦП.

Если ваше приложение низкоскоростное (входной аналоговый сигнал близок к постоянному току, например, медленно изменяющийся сигнал температуры), оптимальным выбором является сигма-дельта-АЦП.

Если сигнал на входе изменяется достаточно быстро, как в случае с анализом вибраций мотора, работающего со скоростью около 1000 оборотов в минуту, наилучшим вариантом является последовательный (SAR) АЦП. Если приложение должно измерять наиболее быстро изменяющиеся аналоговые сигналы из существующих, тогда лучший выбор – конвейерный АЦП.

Главная фраза, о которой не стоит забывать в процессе выбора АЦП – «это зависит от…». Если вы разработчик цифровых схем или эксперт по источникам питания, озадаченный выбором правильного АЦП — вы изучите подробные инструкции.

АЦП – это сложные микросхемы с множеством нюансов, требующие тщательного изучения технического описания и отладочных комплектов. В таблице 1 приведены минимальные и максимальные параметры АЦП, доступных на рынке. Это реальная картина сегодняшнего дня.

Кто знает, как она изменится в ближайшие годы?

Таблица 1. Стандартный диапазон характеристик АЦП

Тип АЦП/Характеристики Частота дискретизации/скорость Разрешение/бит Цена Мощность
АЦП последовательного приближения (SAR) Постоянный ток…10 Мвыб/с 8…20 Малая/средняя Самая малая
в пересчете на квыб/с
Сигма-дельта-АЦП Постоянный ток…20 Мвыб/с* 16…32 Малая/средняя Малая/средняя
Конвейерный АЦП 10 Мвыб/с…5 Гвыб/с 8…16 Самая высокая Самая высокая
АЦП, встроенный в МК/ПЛИС/СнК Постоянный ток…1 Мвыб/с 8…16 Самая малая Малая/средняя

* – скорость выхода модулятора

•••

Источник: https://www.compel.ru/lib/articles/kakoy-analogo-tsifrovoy-preobrazovatel-podhodit-dlya-konkretnogo-prilozheniya

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector