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 楼主| 发表于 2017-1-18 19:51 | 显示全部楼层
A940184 发表于 2017-1-18 19:22
使用惯了这个电路再使用数字滤波的会感觉隔了一层纱的感觉。

还有这说法?我用1794听的时候不觉得啊,是后面模拟滤波不一样吧

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发表于 2017-1-19 15:10 | 显示全部楼层
konrad 发表于 2017-1-18 19:51
还有这说法?我用1794听的时候不觉得啊,是后面模拟滤波不一样吧

你可以试试比较便知,我已经比较试过。

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发表于 2017-1-30 20:09 | 显示全部楼层
能不能发一张底板的图来看看

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 楼主| 发表于 2017-1-30 21:19 | 显示全部楼层
本帖最后由 konrad 于 2017-1-30 21:23 编辑
ranger 发表于 2017-1-30 20:09
能不能发一张底板的图来看看


弄了半天传不上来,直接将PCB文件发baidu盘了。直接用protel99se打开,参数已经做了修改,对NPN管用得不熟不建议IV使用三极管来做。自己看
http://pan.baidu.com/s/1nuWxrD3
补充:后续问题也会在随后更新中说明,首先IV电阻不要使用RMG、加当等一类有个性的电阻,选大功率DALE的就可以了。

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发表于 2017-1-31 02:09 | 显示全部楼层
技术贴,好多使用元器件的经验,慢慢消化

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发表于 2017-1-31 16:10 | 显示全部楼层
konrad 发表于 2017-1-30 21:19
弄了半天传不上来,直接将PCB文件发baidu盘了。直接用protel99se打开,参数已经做了修改,对NPN管用得 ...

感谢分享

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 楼主| 发表于 2017-1-31 16:55 | 显示全部楼层
本帖最后由 konrad 于 2017-1-31 16:57 编辑

最后一阶段的更新,本来要等把RMG电阻换掉再说的,还是趁着有时间把主要的过程写完
在进入正题前先满足某人的好奇心 ,把7.35KHz的方波图放上来,正好我也发现了些奇怪的问题等待答疑解惑
本次以及以往测试用的工具如下,4通道平板示波器,真的就跟平板电脑一样
micsig.JPG
1通道接在输出端左声道,2通道接在输出端右声道
connect3.JPG
本次测试所用提供波形数据信号的软件如下,设置如图
sweepgen.JPG
测试分为两个采样率进行44.1KHz和96KHz,注意是NOS模式,也就是没有使用任何数字滤波
首先是采样率为44.1KHz的7.35KHz方波信号,好象还可以
7350hz44.JPG
然后是采样率为96KHz的7.35KHz方波信号,注意你没看错 就是方波信号 ,哪位懂的大侠能给我解释解释
7350hz96.JPG
因为不相信自己眼睛,所以我又试了2.756KHz的方波信号
首先是采样率为44.1KHz的2.756KHz方波信号
2756hz44.JPG
然后是采样率为96KHz的2.756KHz方波信号,这次似乎正常了 ,那位朋友呢?
为什么44.1KHz采样率的方波波形比96KHz采样率的好?
2756hz96.JPG

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 楼主| 发表于 2017-1-31 17:03 | 显示全部楼层
最后再上10KHz和19KHz正弦波信号的图,下面开始进入正题
10khz.JPG
19KHz
19khz.JPG

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发表于 2017-1-31 17:36 | 显示全部楼层
看到圆滑的正弦波,
那位朋友不在

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 楼主| 发表于 2017-1-31 17:39 | 显示全部楼层
LeonBernieniv 发表于 2017-1-31 17:36
看到圆滑的正弦波,
那位朋友不在

为什么44.1KHz采样率的方波要比96KHz采样率的方波形状要好?

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发表于 2017-1-31 17:53 | 显示全部楼层
konrad 发表于 2017-1-31 17:39
为什么44.1KHz采样率的方波要比96KHz采样率的方波形状要好?

也不能说哪个比哪个好,只是示波器FFT开窗后的表现性状有些不一样,96K的谐波更丰富吧。
不过圆滑的正弦波没道理,还是请仪表大拿们现身开导吧。
那位朋友依然不在。

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 楼主| 发表于 2017-1-31 18:02 | 显示全部楼层
LeonBernieniv 发表于 2017-1-31 17:53
也不能说哪个比哪个好,只是示波器FFT开窗后的表现性状有些不一样,96K的谐波更丰富吧。
不过圆滑的正弦 ...

我想会不会跟我后面的LPF有关,因为我已经改动了好多参数了,不是最初的设计,详细内容在随后的调声过程里

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 楼主| 发表于 2017-1-31 20:45 | 显示全部楼层
本帖最后由 konrad 于 2017-1-31 21:09 编辑

前面示波器测的波形也看了,可是说明不了什么问题,调声还是需要耳朵听的,所以老规矩直接把HD650接在输出端听一听。对于2Vrms输出能力的DAC来说,每声道串联一个3.3K的电阻声音就很大了,有这个耳机的朋友可以试试抛开后面放大器的影响直接听听你的DAC音质是什么样的 ,声音要稍微小点可以串3.9K的电阻。
connect1.JPG
connect2.JPG
由于我是第一次做这样大的DAC 且对数字滤波不熟,所以就没有考虑使用数字滤波了。如果要用数字滤波,最好是将数字滤波安排在光耦后面。因为光耦最高只支持25MHz的信号,听说数字滤波会提升采样率,所以高速光耦也满足不了。开始对数字滤波不了解,本以为是用来滤除20KHz以外的信号的,实际上不是。你可以认为数字滤波就是通过某种算法插值提升采样率的手段,至于插值是否能还原真实我就不予评论了。
既然数字滤波不能滤20KHz以上的信号,那么还是要靠后面的模拟低通滤波来完成这个任务,其实说是低通滤波不如说是衰减高频信号。之前很多人建议我将LPF设定在100-200KHz,最终我设计之初选择100KHz的LPF转折频率,但装好后第一次听真的是想死 ,那是一种高音满脑子的感觉 ,似乎到处都是嘤嘤之声。
怎么办?自然是要降低LPF的转折频率,怎么降?降多少?且听我慢慢道来。先说明一下,我的整个调声过程是在44.1KHz采样率下进行的,因为44.1KHz采样率的音源多。之前示波器看到的44.1KHz采样率下方波的怪现象可能跟这里LPF的参数有关。降低频率肯定是要降的,该降到多少才合适呢?抱歉,没有理论和公式告诉你该降到多少,尤其是引入新设计的情况下。即使给专业设计音响的公司也这样,就象HQ版主对我说过调声的问题谁也帮不了你。但我是搞计算机软件的,计算机领域里有一种搜索方法叫二分搜索法,其核心思想就是通过将搜索域对半分后判别中间目标值的高低、大小来决定新的搜索域的范围,若中间目标值高于期望值则取低半段搜索域为新搜索域,若中间目标值低于期望值则取高半段搜索域为新搜索域,然后重复上述过程直到找到和期望值匹配或最接近的目标。在这里起始搜索域是0-100KHz的频域范围,对半分后中间目标频点自然是50KHz,判断方式就是用耳朵去听以这个频点做转折频率的LPF对高音区的衰减是否合适 。这里先重新贴下二阶有源滤波的转折频率计算公式。

即 f = 1 / (2 * pi * R * sqrt(C1 * C2)) ,Q = sqrt(C2 / C1) / 2
由于我这里LPF是对称的差分二阶有源滤波,中间C1的接地点省去后,合并的C1变成原来的1/2
所以频点计算公式应变为:f = 1 / (2 * pi * R * sqrt(2 * C1 * C2)) ,Q = sqrt(C2 / (2 * C1)) / 2

这里R = 2000欧姆,根据公式为获得50KHz转折频率应取 C1 = 560pf ,C2 = 2200pf  同时使得 Q = 0.707
于是我根据这个结果将LPF的电容换掉,同时前面IV转换电阻上的电容也根据公式 f = 1 / (2 * pi * R * C) 换成2700pf。再听觉得高音还是多了,还衰减得不够,所以下一步应取0-50KHz为新的搜索域。这里是不是该马上对半分取25KHz作为目标频点呢?不,因为这里有个已知条件,那就是20KHz频点不可取,25KHz跟它很近所以就不必试了,直接取20-50KHz作为新的搜索域。接下来再对半分取中间频点为35KHz,由于换电容很麻烦所以接下来就只改变C1来调整频点了,这样LPF的Q值会降低一点使LPF的高频滚降曲线变得圆滑点。根据公式C1应取1000多pf,转折频率才会接近35KHz,于是我象下图中这样直接把一个470pf的电容卡在560pf电容的两端,同时前面IV电阻上的电容换成3300pf
lpf1.JPG
再听35KHz转折频率的LPF,感觉对高音衰减还是不够,于是取20-35KHz的中间频点27.5KHz。根据计算C1应取1800pf左右,我又弄了个1200pf的电容卡在560pf电容的两端 。这次听就觉得高音不出彩,感觉衰减有点过了。接下来目标很明确,也不用再计算频点那么麻烦,直接在1000pf-1800pf间调整C1的电容,即把C1的1000-1800pf取值范围作为搜索域 。首先取1400pf,还是卡个电容 ,这下一听就有点眉目了。因为越来越接近目标,所以区分起来就越来越困难,需要长时间反复试听,到最后需要在几百pf的电容偏差范围内反复确认。这里我得说我开始的设计有点失策,应该多留个电容位来调声,比如我这里要1560pf电容的话就必须用1500pf再去并一个62-100pf的云母。最后我只能搞个1620pf的聚丙烯锡箔电容替代,连同款聚苯乙烯的电容都没有。
lpf2.JPG
最后这个结果是用二分搜索法通过耳朵辨认得出来的 ,于是原来的原理图中的参数应变成下面这样
sheet.JPG

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发表于 2017-1-31 20:55 | 显示全部楼层
仔细看看有些疑问,这个波形发生器软件生成的方波没地方设置采样率的吧?从你的方波形状看起来它默认时44.1KHz的,96KHz是重采样的。

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本帖最后由 konrad 于 2017-1-31 21:08 编辑
LeonBernieniv 发表于 2017-1-31 20:55
仔细看看有些疑问,这个波形发生器软件生成的方波没地方设置采样率的吧?从你的方波形状看起来它默认时44.1 ...


是成品DAC的驱动设置的,XiangSheng DA-5A的驱动,有控制面板

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 楼主| 发表于 2017-1-31 21:20 | 显示全部楼层
LeonBernieniv 发表于 2017-1-31 20:55
仔细看看有些疑问,这个波形发生器软件生成的方波没地方设置采样率的吧?从你的方波形状看起来它默认时44.1 ...


你的意思是说驱动做了重采样,把44.1KHz采样的方波信号当做了正弦波信号?那样的话就可以解释为什么变正弦波了

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发表于 2017-1-31 21:30 | 显示全部楼层
konrad 发表于 2017-1-31 21:06
是成品DAC的驱动设置的,XiangSheng DA-5A的驱动,有控制面板

那就是重采样了。。。
Chesky有张唱片展示了3种1K方波,其中标记为“standard [successive approximation] A to D”的那个音轨就是我们现在熟悉的采用最小相位处理去除前会波的效果,也就是说这张唱片出版的1990年业内就有成熟应用了。

Screenshot from 2017-01-31 18-48-04.png

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发表于 2017-1-31 21:33 | 显示全部楼层
3种波形分别是这样:

1kHz Squarewave Digitally Generated.png

1kHz Squarewave 128x Oversampled A to D.png

1kHz Squarewave Standard A to D.png

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发表于 2017-1-31 21:40 | 显示全部楼层
konrad 发表于 2017-1-31 21:20
你的意思是说驱动做了重采样,把44.1KHz采样的方波信号当做了正弦波信号?那样的话就可以解释为什么变 ...

似乎不是。不过你可以同时测试滤波前后的波形,一比较就有线索了

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 楼主| 发表于 2017-1-31 22:08 | 显示全部楼层
关于RMG电阻的问题等我更换调整后再做解答,这里先说说这个DAC的几个缺陷
首先PCB数字输入部分有一面有瑕疵,当使用192KHz采样率的时候用手按在这两根线上左声道就会有沙沙声,说明这两个数字信号有串扰,中间应该用接地层隔开。
input.JPG
还有就是IV转换部分的问题,这里需要一个二极管给NPN三极管提供一个+0.7V左右的偏压,问题在于三极管和二极管的这个电压都会随温度变化。由于元件工作时本身发热以及环境温度对散热的影响,当环境温度升高时这个电压会减小,从700mV减小到690mV甚至680mV。起初我找到的日立二极管在测试时是满足要求的,但实际上到板上电压降要比测试时候的低了10多mV。于是我把这个二极管换成罗姆的1SS92,这也是经过大量挑选的,才把电压误差控制在几mV以内。所以对这些不是很熟的人我不建议使用晶体管做IV的方式,用运放更容易和可靠点,但PCM1704除了手册上推荐的OPA627我不知道有什么双运放适合在1.2mA的电流下驱动,比如NE5532可能并不适用。
1ss92.JPG
接下来是差分隔离部分电流源的问题,这个跟IV转换部分也有关,因为IV转换电阻上的压差决定了后面的隔离部分和LPF输出的JFET能分到多少静态工作电压。如果前面IV使用运放实现,后面的JFET静态工作电压的自由度要大一点,所以这里的JFET都是特别选出来的饱和电流Idss比较低的2N5911。这样偏压Vgs就能少占用静态工作电压的空间,以保证足够的动态空间。为此电流源必须精密调校,使2000欧姆电阻上的压差保证在6.3V左右。这个电流源参考电阻应该留串联的两个位置,否则就只能找个阻值这么奇怪的电阻 。不过话说回来,为什么玻封电阻总是能找到这么奇怪的阻值呢?比如这里的3.12K
3120ohm.JPG
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