iflyingpig 发表于 2013-12-16 18:21

[原创]AD1955 DAC的IMD调试记

本帖最后由 iflyingpig 于 2013-12-16 18:28 编辑

源起:
先科普一下:IMD=inter modulation distortion(互调失真)。意思是两个单音数字信号送入DAC进行DA转换,DAC输出的信号包含两个单音信号的相互调制。打个比方说,输入“纯净”的9K和10K信号,如果DAC 存在互调失真,那么输出信号中会有:8K 7K 11K等等的失真信号。 人耳对于IMD的敏感程度远高于THD。降低IMD有实际的意义。

在数个月前,我设计了一个1955 DAC:
http://bbs.hifidiy.net/thread-696640-1-1.html

板子在数个月前也做完了。完成之后就用EMU0404声卡作RMAA测试:

粗略看,指标还可以,但是当我仔细检查每一项的时候,发现这个DAC IMD异常高,按照AD1955的实力,IMD再小10dB应该没有问题。
异常的IMD频扫如下:

那这个异常IMD问题到底出在哪里呢?有以下几个怀疑的方向:
1. EMU0404的IMD测试不准确。
2. 后端模拟电路性能低下。
3. DIR板子layout不佳导致主时钟的jitter偏大(DIR9001基本电路,用来测试这个DA用的),主时钟存在jitter过高会直接导致DAC的IMD变大。

对于第一个怀疑点,我找了块本人DIY的PCM1793 DAC做对比,发现0404可测的IMD余量很大,所以第一个怀疑点被排除。
对于第二个怀疑点,我尝试修改后端模拟电路,发现模拟电路的调整几乎不会影响IMD这项指标。
对于第三个怀疑点,只有重新layout DIR才会知道结果。

调试陷入僵局。就这样,几个月过去了。。。

前几天,我再次拿起DIR板子端详的时候,发现一个非常严重的低级错误!
如下图:C2应该焊接4700pf的电容,但是我实际焊接的是47000pf!

突然打了一个冷颤:这是一个典型的低通滤波器,焊错大电容,等于把滤波器的带宽增大了!!
这就让DIR9001失去了抵抗jitter的能力!

于是,赶紧操起烙铁,更换了这个电容。
再次用0404声卡作RMAA测试:
果然,IMD整整下降了10dB!!!如下图:


没图说个JB,上图!




补一张最终的0404 RMAA 测试成绩,0404声卡的AD性能是整个DAC的瓶颈

这几个月,电脑换过,0404声卡坏了,又买一张,所以测试参数可能有点区别

总结:
1. DAC的主时钟jitter,会大大影响IMD的指标,但是对THD几乎没有影响。
2. 从实际听音效果来看,IMD降低后,声音变化非常明显,一扫原本的毛躁感,低端器材:K601+大电流滚烫版本的PANDA MKII(自己调大了输出管子的静态电流)
3. 不要质疑自己的LAYOUT能力,不要出了问题就想着重新画板子,电路调试才是王道。


new1510 发表于 2013-12-16 19:21

学习的好教材 ,

卡西利亚斯 发表于 2013-12-16 22:35

坏的0404出了没?

iflyingpig 发表于 2013-12-17 10:34

卡西利亚斯 发表于 2013-12-16 22:35 static/image/common/back.gif
坏的0404出了没?

在啊

yuu 发表于 2013-12-17 11:20

iflyingpig兄,请教个问题:接收芯片这个滤波网络原件应该怎么取值才好? 这个网络是决定锁相环的带宽的吗?如果取值小滤波器的带宽就小,那我们是否可以再取小一些?我在用的是CS8420(论坛当年的1794DAC),C2是2200p,C1是0.047,R1是1.8K,能否做些调整让jitter更低?

iflyingpig 发表于 2013-12-17 11:53

yuu 发表于 2013-12-17 11:20 static/image/common/back.gif
iflyingpig兄,请教个问题:接收芯片这个滤波网络原件应该怎么取值才好? 这个网络是决定锁相环的带宽的吗? ...

可以适当调整,但是有可能无法满足IEC的规范了

yuu 发表于 2013-12-17 12:43

IEC是什么?

yuu 发表于 2013-12-17 12:45

国际电工标准?具体影响到DAC的是什么呢?

iflyingpig 发表于 2013-12-17 16:21

yuu 发表于 2013-12-17 12:45 static/image/common/back.gif
国际电工标准?具体影响到DAC的是什么呢?

IEC60958-4和AES3规范里面定义DIR芯片的的jitter gain,如果随意调整PLL的BW的话,有可能出现各种情况:
1. 失去锁定
2. 难以锁定
3. 某些频率无法锁定
4. 不满足规范
。。。。

lilunshihaoren 发表于 2013-12-17 16:24

学习中,呵呵,

alexhuang2008 发表于 2013-12-18 13:34

IMD确实是对听感影响比较大。早前设计AD1852的 24/48



yuu 发表于 2013-12-18 14:07

alexhuang2008兄能否指点一下如何调整IMD?
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