Anatomia di un DAC (anzi di molti DAC)

[Andrea Mori]

28 minuti fa, captainsensible ha scritto:

La domanda è: cui prodest ?

Quando c'è già il PCM, bello e consolidato, cosa serve fare tutto questo cinematografo !

CS

A parte il quasi vincolo di mixare in PCM, il formato di acquisizione e quello di uscita sono una scelta delle etichette.

Va però considerato che oramai quasi tutti i chip ADC e DAC disponibili utilizzano la modulazione sigma-delta, e per questi dispositivi il formato DSD è quello nativo e non necessita di alcuna conversione. Che sia poco utilizzato come formato di uscita è dovuto alle enormi dimensioni dei file che ne risultano. Per fare un esempio, di seguito le dimensioni dello stesso brano da 5 minuti in diversi formati:

PCM 24 bit / 192 kHz dimensione 100M

DSD64 dimensione 202MB

DSD128 dimensione 404MB

DSD256 dimensione 808MB

DSD512 dimensione 1,57GB

Dal punto di vista prettamente teorico il formato DSD dovrebbe essere superiore al formato PCM, poiché grazie a frequenze di campionamento elevatissime sposta gli aliasing di conversione lontanissimi dalla banda audio. Tuttavia, a differenza del PCM, il rumore che produce, seppur lontanissimo dalla banda audio, è enorme, ed alcuni sostengono che in qualche modo possa risentirne anche la banda udibile. Nella conversione sigma-delta vengono utilizzate tecniche di noise-shaping per spostare il rumore lontano dalla banda audio. Questo perché, come vedremo più avanti la conversione a 1 bit produce matematicamente un errore del 50%, visto che il dato può assumere solo i valori 0 e 1, ed il risultato di questo errore è semplicemente rumore.  

[captainsensible]

@Andrea Mori si, ma a parte la teoria, personalmente non vedo alcun vantaggio.

• I convertitori PCM esistono da anni su singolo chip (convertitori puri o modulatori sigma delta che siano), e quindi non ho alcun vantaggio in termini di conversione.
• Ho uno svantaggio in termini di editing perchè mi costringe a passare 2 volte tra formati diversi e non so con quali artefatti.
• I files sono più grossi.

Quindi mi continuo a domandare (non a te evidentemente): cui prodest ?

 

CS

[newton]

@Andrea Mori posso chiedere che trasformatori sono e perché evidentemente li preferisci ai toroidali. E che regolatori usi di solito nelle alimentazioni?

Mi aggiungo ai complimenti per la competenza e la disponibilità divulgativa per quel che possiamo starti dietro è apprezzabile.

[ilmisuratore]

29 minuti fa, Andrea Mori ha scritto:

Tuttavia, a differenza del PCM, il rumore che produce, seppur lontanissimo dalla banda audio, è enorme, ed alcuni sostengono che in qualche modo possa risentirne anche la banda udibile

Esattamente, in alcuni casi scaturiscono fenomeni di intermodulazione con i componenti in cascata (preamplificatori e finali)

[captainsensible]

@ilmisuratore se l'apparecchio non è granchè ti intermodula anche con l'emittente radio nel quartiere.

Un apparecchio fatto bene dovrebbe avere dei filtri in ingresso che ti limitano la banda.

 

CS

 

[Andrea Mori]

32 minuti fa, newton ha scritto:

@Andrea Mori posso chiedere che trasformatori sono e perché evidentemente li preferisci ai toroidali. E che regolatori usi di solito nelle alimentazioni?

Mi aggiungo ai complimenti per la competenza e la disponibilità divulgativa per quel che possiamo starti dietro è apprezzabile.

Sono normali trasformatori su nucleo ferro-silicio Hammond della serie 229. Ho scelto questi trasformatori perché per come sono avvolti minimizzano le capacità parassite tra primari e secondari. I vantaggi sono i seguenti:

- minimo accoppiamento primario-secondario

- avvolgimenti bilanciati

- bassa radiazione EMF grazie al design semi-toroidale 

Tutto questo garantisce un buon disaccoppiamento tra la rete elettrica e i dispositivi utilizzatori.

I regolatori, che ho personalmente progettato e realizzato, sono tutti di tipo shunt preceduti da un generatore di corrente costante. Parlerò più avanti delle differenze tra le varie tipologie di regolatori, per adesso aggiungo che questa tipologia di regolatori offre un maggior isolamento rispetto alle altre tipologie grazie al fatto che il generatore di corrente costante ha un uscita ad altissima impedenza, quindi il carico è virtualmente disaccoppiato dalla sezione di rettifica e filtraggio.

[ilmisuratore]

15 minuti fa, captainsensible ha scritto:

@ilmisuratore se l'apparecchio non è granchè ti intermodula anche con l'emittente radio nel quartiere.

Un apparecchio fatto bene dovrebbe avere dei filtri in ingresso che ti limitano la banda.

CS

Si, sono fenomeni prettamente contestuali

[Andrea Mori]

33 minuti fa, ilmisuratore ha scritto:

Si, sono fenomeni prettamente contestuali

Il problema del tuo DAC non è legato all'influenza di eventuali radiazioni EMI/RFI raccolte dall'ambiente circostante.

Il problema risiede nel filtro digitale che si occupa del sovra-campionamento che evidentemente non lavora correttamente per tutte le frequenze di campionamento in ingresso. Un filtro FIR che sovra-campiona a 16X ben progettato lavora correttamente senza inter-modulare indipendentemente dal sample rate in ingresso, qualunque esso sia.

Potrebbe anche essere che le interpolazioni mandano in overflow il filtro digitale con segnali in ingresso a 0dBfs, resta il fatto che un filtro digitale che sovra-campiona dovrebbe essere progettato per garantire una corretta operatività in tutte le situazioni che possono presentarsi al suo ingresso. Un filtro digitale FIR è un complesso di funzioni matematiche, e come tali possono essere implementate in modo da garantire l'integrità dei segnali che produce.

[ilmisuratore]

3 minuti fa, Andrea Mori ha scritto:

Il problema del tuo DAC non è legato all'influenza di eventuali radiazioni EMI/RFI

Non mi riferivo al mio DAC, ma al rumore del DSD generato da questo formato 

Il mio DAC entrando a 96 kHz elimina qualsiasi problema legato al filtro digitale, problema peraltro che non si manifesta (con il filtro digitale a 44.1 kHz) con i segnali musicali/Pink Noise/White Noise, ma soltanto con specifici segnali sinusoidali 

Basta entrare con un formato a 96 kHz e tutti i fenomeni di intermodulazione e aliasing scompaiono, totalmente 

[captainsensible]

@ilmisuratore cosa succede al tuo DAC con i segnali sinusoidali ?

 

CS

[ilmisuratore]

31 minuti fa, captainsensible ha scritto:

@ilmisuratore cosa succede al tuo DAC con i segnali sinusoidali ?

CS

Trovi tutti i grafici qui 

 

 

[captainsensible]

@ilmisuratore capisco che a 44 KHz, con un tono a 20 kHz ti tira fuori tutti quei prodotti di intermodulazione, almeno sembrerebbero tali.

 

Il 20 KHz era a 0dBFS ?

 

CS 

[ilmisuratore]

1 minuto fa, captainsensible ha scritto:

@ilmisuratore capisco che a 44 KHz, con un tono a 20 kHz ti tira fuori tutti quei prodotti di intermodulazione, almeno sembrerebbero tali.

Il 20 KHz era a 0dBFS ?

CS 

Certamente 0dBFS, per la precisione 19.1 khz

[captainsensible]

@ilmisuratore e se riducevi il valore del tono, sparivano ?

 

CS

[ilmisuratore]

5 minuti fa, captainsensible ha scritto:

@ilmisuratore e se riducevi il valore del tono, sparivano ?

CS

Ho un set completo di misurazioni che prevedevano l'attenuazione del segnale a diverse ampiezze e la sostituzione con altri segnali a frequenza più bassa, nonché rumore rosa anche con ampiezza sovramodulata

Diciamo che qualcosa si attenuava, ma visto che entrare a 96 kHz ci si mette pochissimo ho preferito eliminarlo completamente