SA9027 摩机经验一则

lszyc

SA9027作为 USB音频接口芯片，又便宜又大碗，还有苹果认证加成，使用非常广泛，相信不少烧友手里都有类似的板子或机器。SA9027接口的声音，和其它好电路比，声音总体还是有点粗，数码味还是浓了点。

手上刚好有用SA9027的机子，玩了近两年，有一点摩机心得，和大家分享一下：

1、给SA9027供电的稳压芯片，输出滤波电容加大到220u。
2、SA9027芯片1.8V内部稳压电路的外置滤波电容分别是：9、19、24、40脚，芯片厂家建议是用1-3.3u的贴片电容，板子生产厂家基本都是根据建议制作。摩机时在其中1个或4个贴片上并普通电解电容，总容量在47u-100u。

只要加两只电解，SA9027的声音马上会脱胎换骨。具体原理有兴趣的烧友可以一起讨论。

天天升级

楼主有料。其实这颗电解电容也可以用来调音。

lszyc

天天升级 发表于 2019-4-6 18:15
楼主有料。其实这颗电解电容也可以用来调音。

对，不同容量，类型，声音都不一样，3.3和1.8两路的滤波电容，不同的组合，玩法很多，插好玩的。

能问一下你的机子，这两个电容是怎么组合的吗？

BH7KQK

大神有没有办法让WM8741声音调暖一点，感觉太暗了。

lszyc

BH7KQK 发表于 2019-4-7 00:58
大神有没有办法让WM8741声音调暖一点，感觉太暗了。

不敢当大神，我大概10年前玩过伟良的WM8741和8740，记得有5种滤波器模式，其中有2种稍暖一点。

另外，我记得当时总结的规律是：WM8741的模拟供电部分的电容，如果内阻减少，声音会变亮，因为内阻小，信号的上升速率会更快。WM的8741数字供电部分，在稳压芯片稳定的前提下，电容搭配的规则如下：
高频内阻越小，声音越耐听高频越少。
中频内阻越小，声音越暗，内阻越大，声音变暖，再变刺激。
低频内阻越大，声音越散，低频内阻越大，声音越凝聚。

数字电源的内阻影响电源的噪声频谱，电源的噪声频谱塑造时钟的相噪频谱。对于现代德-西结构和DSD结构的DAC来说，时钟的抖动，等效于对音频信号调频（调相）。

低频的时钟抖动调制音频，对低频影响不大，但把中高频的频谱展宽了。   声音变散

中频的时钟抖动调制音频，等于在展宽高频的同时，在低频信号上增加了中频。  小量时声音变暖，大量时声音刺激

高频的时钟抖动，把整个声音加了高频，数码味重，不耐听。

BH7KQK

lszyc 发表于 2019-4-7 08:33
不敢当大神，我大概10年前玩过伟良的WM8741和8740，记得有5种滤波器模式，其中有2种稍暖一点。

另外 ...

学习了！

sunzhaod

SA9023这样摩机有效果吗？

lanyuflyin

lszyc 发表于 2019-4-7 08:33
不敢当大神，我大概10年前玩过伟良的WM8741和8740，记得有5种滤波器模式，其中有2种稍暖一点。

另外 ...

低频内阻越大，声音越散，低频内阻越大，声音越凝聚。？？？和我的直观感觉是反的

lszyc

lanyuflyin 发表于 2021-5-29 20:58
低频内阻越大，声音越散，低频内阻越大，声音越凝聚。？？？和我的直观感觉是反的

不好意思，当时没仔细检查，两个都打成大的了。

是低频内阻越大，声音越散，低频内阻越小，声音越凝聚。

farley2k

lszyc 发表于 2019-4-7 08:33
不敢当大神，我大概10年前玩过伟良的WM8741和8740，记得有5种滤波器模式，其中有2种稍暖一点。

另外 ...

大师，有没有1794的调整规律呀？我现在的1794感觉清晰度足够，但是人声有点刺和干，不知怎么弄好

lszyc

farley2k 发表于 2022-1-13 19:08
大师，有没有1794的调整规律呀？我现在的1794感觉清晰度足够，但是人声有点刺和干，不知怎么弄好

大师不敢当啊，就业余玩玩音响而已。

没玩过1794，人声刺和干从数字域看，是时钟中高频抖动大，可能是音源问题，不一定在DAC身上。

牛哥

工作频段内电源的内阻平衡度是靓声的根本，电源的内阻是调整声音表现的一个很重要手段。

lszyc

牛哥 发表于 2022-2-11 11:36
工作频段内电源的内阻平衡度是靓声的根本，电源的内阻是调整声音表现的一个很重要手段。

非常同意

aviconverter

我的观点：SA9027工作在数字侧，只有0和1两种输出状态，小容量的MLCC有助于降低电源内阻，抑制纹波噪声，若电容给的太大，则会拉高ESR，反过来理解，可能会影响芯片工作稳定性，通常在商用产品的设计样例中，只有低频的模拟部分才会使用铝电解作为去耦，高频通常使用低ESR的MLCC或贴片钽，芯片设计的首要目的是保障工作稳定，磨机和修改应遵循工作稳定的前提，对于楼主的看法，我不太赞同

lszyc

aviconverter 发表于 2022-6-10 14:24
我的观点：SA9027工作在数字侧，只有0和1两种输出状态，小容量的MLCC有助于降低电源内阻，抑制纹波噪声，若 ...

纯的0和1，只能在书本上出现，这个你同意不？

在实际的电路中，数字和模拟可能没办法分得那么清楚。比如DSD格式的DAC，他就是输出的一个个数字脉冲，因为这些脉冲密度和音频信号相关，通过积分就得到了模拟音频信号，对吗？

我们回头来看SA9027，他处理的也是数字音频信号，那么当信号是非常小时，比如000000000000000001，和非常大0111111111111111的时候，电路耗电是一样的吗？处理缓慢变化的低频信号和高频信号，电路耗电一样吗？如果电路耗电不一样，那么电源的电容是不是相当于DSD DAC的输出积分电容？电源的电流消耗是不是与音频内容相关？ 既然与音频内容相关，我们要不要考虑音频段的电源内阻？

SA9027USB使用UAC协议，差不多就是每1ms，电脑给sa9027发一次数据包，那SA9027每次收数据包，处理数据包都要耗电，于是就有了1Khz的处理USB数据包的耗电，这个频率是1Khz，我们如何降低这1Khz的耗电产生的电源纹波？

我一楼的方案，没有反对使用小容量mlcc，只是建议要考虑音频频段的电源纹波，关注音频段的电源内阻。

核心思想是：通过控制供电音频段的内阻，控制电源纹波，进而控制数字音频时钟的相位噪声谱，进而获得自己需要的声音。

aviconverter

lszyc 发表于 2022-6-10 15:06
纯的0和1，只能在书本上出现，这个你同意不？

在实际的电路中，数字和模拟可能没办法分得那么清楚。 ...

无意冒犯，我只是认为无论你使用的是原机标配的1uf MLCC或者是你在原有基础上并联一个1000UF的铝电解 都不能将它原本输出的0x00变为0x01，另外，纯纯的0和1在书本出现，也在现实出现，因为数字信号的本质就是0和1 ，至于你说的电路耗电问题，其实很好理解，SA9027的输入或输出都是数字逻辑门，它的带载能力通常为pf级别，如果要具体到电流大小，那么就是微安甚至皮安级别，在如此低的输入输出负载波动下，增大退耦对于实际工作条件并不会造成很大影响，应该下功夫的地方是处理传输过程中解决方波振铃和波形过冲等问题，至于如何降低1khz电源纹波，我认为只要不超过芯片合理耐受区间，都不会影响工作稳定性，且无论他是否为UAC协议或是其他协议，USB传输信号的方式为差分对，也就是DM DP 彼此之间具有一定的抗干扰能力，通常只要不是布线水平过差，误码概率是极低的，如果再不相信的话，你可以通过观察逻辑分析仪抓取的输出信号数据，磨机之前和磨机之后我相信不会有差异，另外，过大的退耦电容可能会额外导致开机时电源负载过大的问题（指仅用USB5V作为输入电源）

再次说明  无意冒犯  只表达自己的观点

lszyc

aviconverter 发表于 2022-6-10 18:17
无意冒犯，我只是认为无论你使用的是原机标配的1uf MLCC或者是你在原有基础上并联一个1000UF的铝电解 都 ...

技术讨论，没什么冒犯不冒犯的。
你同意数字音频在通过逻辑门时，逻辑门的耗电和音频信号大小有关，只是逻辑门耗电很小，对吧？
你同意SA9027在处理USB数据时，有一个1Khz的耗电脉冲，对吧？

纯纯的0、1和跳变，只能在书本上出现，因为电路中的0和1是都是一个区间范围，0和1之间的变化是时间连续的，是有斜率的，而不是理想的瞬变的，你同意吗？

SA9027总耗电有200ma左右，作为一个CMOS电路，耗电主要是动态功耗，也就是逻辑门翻转的耗电，你觉得有多少是音频相关，有多少是USB处理相关的？你不知道，我也不知道。

我测试过SA9027 3.3V电源和1.8V电源的纹波，rms有10多个mv，p-p有近40mv。我实测过加电解电容和不加电解电容的纹波，rms小大概2mv，p-p变化确实不大。但声音的变化，只要不是聋子，都能听出来，尤其是芯片内部那1.8V稳压的外接滤波电容。身边在玩SA9027的朋友，都做了尝试并保留了附加的电解电容。

如果你有SA9023、9027，你可以自己试试，前提是SA9027的1.8V是使用内置稳压供电电路。

我在本主题从没提到过误码一词，同意你说的误码概率极低的观点。你说的USB接口电容太大会导致USB接口电流过大，识别失败，这个我也同意，我也不建议加太大的电容。

你看，我们技术观点基本一致，只是你不认为电源纹波导致的时钟抖动能被“人”听出来，而我认为可以被人察觉到而已。

aviconverter

1. 我不清楚1KHZ的耗电脉冲是哪里来的 我理解的是1KHZ的电源纹波。
2. 纯数字信号的tphl 和tplh值 也就是你提到的《0和1之间的变化是时间连续的，是有斜率的，而不是理想的瞬变的》，这个值是有耐受区间的 正常的DAC输入电容约为10pf左右 上升时间极短，基本可以看作是理想方波，这个其实不奇怪
3. 其实我的本意是，在纯数字电路的结构中，退耦只影响该结构的工作稳定性，并不影响芯片从UAC协议中decode出的IIS信号hex，只能说，输出的方波可能带有少量纹波，但这并不影响后置DAC对前级信号的decode，因为DAC认识IIS总线DATA的hex，但并不认识信号中的纹波。
4. 《你同意数字音频在通过逻辑门时，逻辑门的耗电和音频信号大小有关，只是逻辑门耗电很小，对吧》 这只是基础认知，不是同不同意的问题，可以看作逻辑门输出1，就是对后级输入gate充电，0是放电，但充放电电流小，速度快。
5. 我并没有见到过9027的手册，但按照正常编写逻辑，手册上会写明VDDD VDDC VDDIO部分的各个耗电情况。
6. 我理解中 您所表达的《只要加两只电解，SA9027的声音马上会脱胎换骨》 在我看来就是IIS的data hex发生了改变 才导致了听感的不同，这和我的经验完全背离，因此认为无法理解，《电源纹波导致的时钟抖动能被“人”听出来》我认为在后级的模拟部分，纹波导致的噪声被听出来完全合理，但在数字电路中  电源纹波导致的时钟抖动能被听出来 我就不太理解了，因为这种抖动通常是纳秒级别，已经远远超出人类的听觉范围，甚至是这样的信号，已经无法通过LPF了，所以我不是很明白，您是怎么感知到的

lszyc

aviconverter 发表于 2022-6-10 22:35
1. 我不清楚1KHZ的耗电脉冲是哪里来的 我理解的是1KHZ的电源纹波。
2. 纯数字信号的tphl 和tplh值 也就是 ...

继续讨论：

1.UAC每秒1024个音频数据包，以480Mbps的速度，传输加存储，产生的耗电就是一个“窄脉冲”，所以不能简单理解为1Khz的正弦波。
2.数字信号以SA9027的工艺，上升时间需要3-5ns。如果有个几mv的干扰，刚好在门电路跳变门限附近，那会导致门电路跳变时间变化。门电路的上升时间与电源电压有关，跳变门限也和电压有关，因此低频的纹波，也会导致跳变时间的微小变化，包括时钟。
3.同意你的观点，我2004年玩单片机的时候，退耦只用一个10uf的电解。但DAC的数字电路不一样，电源纹波会导致本芯片的时钟抖动，纹波加在时钟信号边沿，又会导致下一级芯片时钟抖动。
4.每一个跳变耗电小，但次数多了， 相对值还是不小的。
5.9027是台湾小厂搞的芯片，你知道，他们的手册没那么细，还保密。
6.hex我也认为1000%的不可能变，但时钟会有ns级以下的变化，通常称为ps级的抖动。这个抖动可以通过LPF，我举个例子，如果我在DIR9001芯片上加载100hz的正弦波纹波，纹波p-p50mv，芯片还不会出错，但DIR9001出生来的时钟，已经受到时钟调制，带的是“离散”的50hz抖动，表现在时钟频谱上就是主时钟两侧距离50hz处有边带。
这个抖动在DA环节，表现为模拟信号的相位和幅度变化，是可以通过LPF，并被听到的。这也是我前面特别提到要关注音频带内的电源纹波的原因。如果是在人耳敏感的1K-4Khz，那肯定比50hz影响更大。