D/A konverterek, DAC építés, hangkártyák, órajel generátorok, számítógépes zenelejátszás.
László
Adminisztrátor
Avatar
Hozzászólások: 241
Csatlakozott: 2019.02.12. 20:33

I2S formátum átalakítása (R-2R D/A konverterhez)

Hozzászólás Szerző: László »

A mai digitális PCM audio eszközök többsége, legyen az hangkártya, S/PDIF receiver, vagy közvetlen audio port, I2S formátumú adatfolyamot továbbít, ami nem kompatibilis a régebbi multibites R-2R D/A konverterek bemeneti digitális formátumával. Egyből közzé is teszem, milyen audio PCM formátumok vannak...
Kép

A digitális adatkommunikáció három párhuzamos jelfolyamban történik régebbi multibites R-2R audio D/A konverterek esetében:
- Bitclock (jelölése itt BCK vagy CLOCK): Frekvenciája függ attól, hogy hány bites szavakban kommunikálunk. Legtöbbször 24 vagy 32 ciklus oldalanként.
- Wordclock (jelölése itt LRCK vagy LATCH ENABLE): A mintavételezési frekvenciáján működő négyszögjel. (CD esetében 44.1khz)
- Data: PCM adat az R-2R D/A konverterek részére.

Kép
20 bites AD1862, PCM63, vagy a 18 bites AD1865, PCM58 D/A konverterek Right-Justified formátumot igényelnek, ami annyit tesz, hogy Wordclock végéhez időzítjük az adatfolyamot. Tehát maga a chip a Wordclock lemenő éle előtti 20 vagy 18 bitértékkel foglalkozik csak. Ha csak egy sztereó Right-Justified adatvonalad van, akkor a Wordclock fázisát meg kell forgatni egy logikai inverterrel a jobboldali csatorna számára és ekkor a két D/A konverter felváltva kapja az időfolyamot, felváltva változtatják a kimenetüket, tehát az egyik oldal késleltetve lesz a másikhoz képest, ami oszcilloszkópon mérhető eltolást jelent, de nem lesz jelentős probléma.

Ehhez a formátum átalakításhoz három IC-t javasolnék: SRC4192, SRC4392, SRC4193. Legegyszerűbb az SRC4192-t alkalmazni bypass módban, ami átalakítja az I2S bemenő formátumot Right-Justified 20 bit vagy 18 bit kimenő, D/A konverterrel kompatibilis digitális jellé.
Viszont ha DSP-t használsz, például TAS3108-at, aminek 4 kimenete van, megteheted, hogy minden D/A konvertert külön kimenetről vezérled, így nem kell a Wordclock fázisát megforgatni az egyik oldal számára, így ugyanaz a Wordclock fogja vezérelni a LATCH ENABLE bemeneteket, ezzel mindkét oldal tökéletesen szinkronban fog maradni.
Meg lehet oldani továbbá logikai kapukkal is a formátumátalakítást, de én nem javaslom, az általam javasolt IC-ket pontosabbnak találom. Ezek az átalakító integrált áramkörök PCM 192khz/24 bit, CD és DVD formátumot támogatják.
László
Adminisztrátor
Avatar
Hozzászólások: 241
Csatlakozott: 2019.02.12. 20:33

Re: I2S formátum átalakítása (régi multibites R-2R D/A konverterek számára)

Hozzászólás Szerző: László »

Az előbb említett sztereó Right-Justified formátum kompatibilitásának biztosításához szükség van egy gyors logikai inverterre, ami a Wordclock négyszögjelét invertálja a jobboldali multibites R-2R D/A konverter számára. Enélkül mindkét D/A konvertert ugyanaz a jel vezérelné, tehát a két chip mono módban működne. Viszont nincs ideálisan gyors logikai inverter, csak nagyon gyors van, például SN74LVC1G04 típus, ami erre a célra már megfelelő. Ezt használom az egyik oldalon lévő jelenlegi AD1862 D/A chip meghajtására, és elégedett vagyok a teljesítményével.
Kép
SN74LVC1G04 logikai inverter adatlapja.
László
Adminisztrátor
Avatar
Hozzászólások: 241
Csatlakozott: 2019.02.12. 20:33

Re: I2S formátum átalakítása (R-2R D/A konverterhez)

Hozzászólás Szerző: László »

Az előbb bemutatott SN74LVC1G04 inverter nem csak Right-Justified féle WCLK sáv negáltjához kiváló, hanem PCM adatfolyam invertálásához is, azaz digitális PCM jel fázisfordításához. Habár a működése miatt okoz egy bit eltolást a negatív jeltartományban, de ez hangban abszolút észrevehetetlen. Tehát egy olyan jellegű tulajdonságról van szó, ami teljesen jelentéktelen. Viszont mindenképpen szükséges alkalmazni például ezt az invertert akár a PCM jel negáltjához is, mivel sokkal jobban szólnak így a régebbi multibites D/A konverterek. Persze csak akkor lesz igaz ez, ha jó az összegzőnk, ami lehet ugye megfelelően kivitelezett trafó, vagy OPA1655 műveleti erősítő akár. Sokat hozhat a régebbi D/A konverterek esetében az, ha két chip helyett négyet használunk egyszerre egy készülékben. Eddig mindenkinek ez lett a tapasztalata. Úgyhogy nem sok értelme van olyan összehasonlításoknak, ahol a mai szimmetrikus jelkimenetű D/A konvertereket hasonlítgatják össze nem szimmetrikus kimenetű, régebbi jobb multibites D/A konverterekkel. Bár így is sokszor jobb a régebbi, főleg az AD1862. Természetesen fontos a megfelelő mintavételi frekvencia is, illetve a megfelelő oversampling, a megfelelő IV konverter, ami az esetemben ugye 2 ohmos passzív lezárást jelent, minimum 1uF értékű szűrőkondenzátor mellett. 192 khz/24 bit mintavételi frekvencia tűnik optimálisnak. S/PDIF-el pedig ne is hallgassatok zenét, mivel van már néhány jobb minőségű USB-s Xmos panel, ami kiváltja ezt a régi megoldást.
Válasz küldése