Jump to content

    

Покритикуйте разводку питания и земли

8 hours ago, __inline__ said:

Когда питание подано и ЦАП работает - уровень шумов был -40 дБ  , в то время как полезный сигнал уровни : -3 ... +0 дБ.   На слух сколько б я не пытался услышать шумы, ничего нет, даже белого шума

-40dB должно быть очень хорошо слышно.

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 hours ago, aaarrr said:

-40dB должно быть очень хорошо слышно.

 

На самом деле, вы привели только часть цитаты.   Эти -40 дБ - есть шумы звуковой карты компьютера, на котором производились замеры, тоесть это бОльшая часть собственных шумов звуковой карты компа, которая к целевому устройству не имеет отношения.  Оригинал цитаты был таков:

 

Quote

записывал звук на ПК с целью определить уровни шумов.   Вышло, что шумы звуковой карты -41 дБ - это когда шнур воткнут в разъем, но схема не под питанием.   Когда питание подано и ЦАП работает - уровень шумов был -40 дБ  , в то время как полезный сигнал уровни : -3 ... +0 дБ.   На слух сколько б я не пытался услышать шумы, ничего нет, даже белого шума.   А вот если ЦАП заземлить   от GND на отладочной плате DSP, то будет слышна всякая грязь

 

Тоесть, собственные шумы звуковой карты были оценены как - 41 дБ.   Когда целевое устройство работает, уровень шумов возросло на 1 дБ и стало -40 дБ.   Шумы -41 дБ - это 0,009 - 0,9% от полезного сигнала.    -40 дБ - это 0,01 - 1 % от полезного сигнала.   Выходит, шумы аудио-ЦАП в чистом виде:  0,01-0,009 = 0,001 всего, это - 60дБ.   По мне, это неплохой результат для хенд-хелда, не претендующего на Hi-Fi, да и ещё с УНЧ в классе "D".  Сам ЦАП UDA1334BTS,  имеет отношение сигнал-шум 98 дБ при питании 3V.  А также PSRR (power supply rejection ratio)  равный 60 дБ,  тоесть - по питанию уже лучше не сделаешь.

 

Да и что такое -60 дБ?  Это шум меньше полезного сигнала в 1000 раз (0,001) при максимальной амплитуде сигнала 0 дБ(измерения велись в этом диапазоне). Так что считаю без LDO это хорошим результатом.

 

Меня более беспокоит защита цифровых узлов от сбоев из-за импульсных источников.  При неправильной топологии соединения земель и питаний, DSP мог сброситься или повиснуть.  Это было, когда все питания-земли были соединены последовательно и токи одних потребителей проходили по тем же трассам что и токи от других.  Со звездой всё стабильно.

Edited by __inline__

Share this post


Link to post
Share on other sites
19 hours ago, __inline__ said:

что на чувствительный аналог нужен отдельный LDO для ликвидации пульсаций по питанию.  До тех пор пока не посоветовали сделать точку подключения земли возле ножек аудио-ЦАП-а. 

Одно другого не исключает, однако для Ваших не полностью озвученных требований, вероятно достаточно питания от DC/DC, к тому же сейчас они не такие и шумные и работают не на 50кГц

и если LDO питается от DC/DC, то шумы DC/DC пройдут сквозь большинство LDO практически без ослабления, поэтому перед LDO ставьте LC или RC фильтр.

В телефоне катушка динамика-антенна, соответственно бусины защищают УНЧ от радиопомех передатчика

ЗЫ лучше покажите расстановку деталей на ПП и примерно разводку питания и земли, тогда можно будет говорить что куда подвинуть

Share this post


Link to post
Share on other sites
Quote

записывал звук на ПК с целью определить уровни шумов. 

А у вас нет возможности подключить к плате микрофон и послушать акустику усилителя D в наушниках?

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, vervs said:

ЗЫ лучше покажите расстановку деталей на ПП и примерно разводку питания и земли, тогда можно будет говорить что куда подвинуть

Немного позже. Сегодня пришли недостающие элементы, а это - зелёный свет к разводке печатной платы, так как все комплектующие на руках.

Quote

А у вас нет возможности подключить к плате микрофон и послушать акустику усилителя D в наушниках?

Так и делал, меня устроило. Но это субъективная оценка.  Поэтому решил количественно ещё измерить чтобы быть спокойным.

 

Сегодня пришли новые аудио-ЦАП UDA1334BTS,  отличаются от UDA1330ATS более меньшим током потребления.  Испытал их.  Была проблема, которая была решена: на мастер-клок (12.288 МГц) наводилась дрянь, мешающая ЦАП нормально работать - звук был с периодическим потрескиванием.  Рекомендованный резистор в даташите на 47 Ом не помог,  ферритовая бусина на 1 кОм @ 100 МГц, включенная в разрыв MCLK помогла, но в отдельных случаях треск всё-же проскакивал.   Реально помогла RC-цепочка , составленная из последовательно включенных R=220 Ом и C=47 пФ , которая одним концом включается возле пина MCLK ЦАП, а вторым на GND.  В теории можно было поставить конденсатор меньшей емкости без резистора, но у меня под рукой оказалось что поставил ))

 

1334-я серия ЦАП оказалось менее помехозащищённой, чем 1330-я.   Так как длина соединения составляет около 15 см и нет оптимального пути для возвратных токов, то возник трабл, ликвидирующийся RC-цепочкой.   Интересно, проявится ли этот казус на 4-слойке? СтОит ли закладывать футпринты для RC-цепочки?    Подобная проблема была с SD-картой (более в ранних темах писал), там помогла бусина из феррита и на релизной 4-слойке она не понадобилась.   

 

Или это всё-же  DC-DC  подгаживают своими силовыми контурами?

Edited by __inline__

Share this post


Link to post
Share on other sites
13 minutes ago, __inline__ said:

Так и делал, меня устроило. Но это субъективная оценка.  Поэтому решил количественно ещё измерить чтобы быть спокойным.

 

Вы слышите объём помещения или только свой голос? Где то от 60дБ должны понимать где ковёр, где голая стена и какого размера комната...

Share this post


Link to post
Share on other sites
18 minutes ago, _4afc_ said:

Вы слышите объём помещения или только свой голос? Где то от 60дБ должны понимать где ковёр, где голая стена и какого размера комната...

 

Это зависит от выставленного Ku, который устанавливается резисторами возле входа усилителя.  К тому же с микрофоном эксперимент также не чистый, так как микрофоны сильно шумят (электретные).   К тому же в устройстве не требуется звукозапись.   Там нужен низкий Ku=1..2 от силы.  Главное требование от УНЧ - прокачать мощную нагрузку - динамик 8 Ом по току, с чем он успешно справляется

 

 

2 hours ago, vervs said:

Одно другого не исключает, однако для Ваших не полностью озвученных требований, вероятно достаточно питания от DC/DC, к тому же сейчас они не такие и шумные и работают не на 50кГц

 

DC-DC работают на частотах 1 - 2 МГц,  катушки имеют индуктивность 2,2 мкГн всего-навсего.  Используются CDRH3D16NP-2R2NC , рекомендованные в даташитах с запасом по току и с низким сопротивлением 0,15 - 0,2 Ом

 

Модели DC-DC:

 

MAX1572ETC130  - 1,3V 800 mA max

LM3671-3.3  - 3,3V 600 mA max

 

Charge pump:

 

AAT3369 -, 126 mA (21 mA x 6) max - для подсветки из светодиодов в LCD

Edited by __inline__

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, __inline__ said:

LM3671-3.3  - 3,3V 600 mA max

Если потребление будет более-менее постоянное и не слишком малое, то всё должно быть гууд.
Если ток нагрузки будет меняться в широких пределах, ожидайте сюрпризов.

Share this post


Link to post
Share on other sites
9 minutes ago, zombi said:

Если потребление будет более-менее постоянное и не слишком малое, то всё должно быть гууд.
Если ток нагрузки будет меняться в широких пределах, ожидайте сюрпризов.

Мерял токи потребления, в  то время, когда УНЧ и подсветка питались от LM3671-3.3 , ток потребления по этому источнику не превышал 0,25 А.   Сейчас когда подсветка и УНЧ питаются напрямую от Li-Ion аккумулятора - потребление ещё меньше.   От него питаются DSP, SDRAM, SD-карта и цифровая логика LCD и ЦАП.

 

Во всяком случае, тестирование в течение часа не выявило сюрпризов.

Активно рисуем на дисплее, декодируем видео, читаем данные с SD карты и играем звук, загружаем процессор 3D-рендерингом...

 

Edited by __inline__

Share this post


Link to post
Share on other sites
33 minutes ago, __inline__ said:

и ЦАП.

а я бы и ЦАП от DC-DC не запитывал.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, __inline__ said:

Сегодня пришли новые аудио-ЦАП UDA1334BTS,  отличаются от UDA1330ATS более меньшим током потребления.  Испытал их.  Была проблема, которая была решена: на мастер-клок (12.288 МГц) наводилась дрянь, мешающая ЦАП нормально работать - звук был с периодическим потрескиванием.  Рекомендованный резистор в даташите на 47 Ом не помог,  ферритовая бусина на 1 кОм @ 100 МГц, включенная в разрыв MCLK помогла, но в отдельных случаях треск всё-же проскакивал.   Реально помогла RC-цепочка , составленная из последовательно включенных R=220 Ом и C=47 пФ , которая одним концом включается возле пина MCLK ЦАП, а вторым на GND.  В теории можно было поставить конденсатор меньшей емкости без резистора, но у меня под рукой оказалось что поставил ))

Ещё попробовал MCLK с McASP тянуть к ЦАП-у экранированным  проводом, RC-цепочку при этом убрал.  Если экран заземлить на стороне земли ЦАП, то треск не уйдёт. Если экран заземлить со стороны земли отладочной платы (сигнальная земля), то всё будет хорошо и надобность в RC-цепочке отпадает.

 

Вот и возникло противоречие:  аудио-ЦАП требует хорошей чистой сигнальной земли на цифровую часть. А самая низкопотенциальная точка (узел звезды) не обеспечивает нужной помехозащищённости для тактовых импульсов ЦАП, пришлось экранировать MCLK или выфильтровывать иголки RC-цепочкой.   Как в этом случае сделать правильно?   Так сложилось что на макете узел звезды - он же GND DC-DC конвертеров.

Share this post


Link to post
Share on other sites

У вас отражения в линии MCLK, а не помехи. Моё мнение. И бороться нужно соответственно.

Share this post


Link to post
Share on other sites

А если цифровую землю ЦАПа подключить поближе к земле того чипа который и формирует все эти SYSCLK,BCK,WS,DATAI.

 

4 hours ago, __inline__ said:

на мастер-клок (12.288 МГц) наводилась дрянь

SYSCLK, вроде как, можно вообще на землю посадить :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, ViKo said:

У вас отражения в линии MCLK, а не помехи. Моё мнение. И бороться нужно соответственно.

Проверил эту гипотезу.  Руководствовался информацией, приведённой здесь:

https://life-prog.ru/1_39316_peredacha-signalov-v-tsifrovih-uzlah-i-ustroystvah-pomehi-v-signalnih-liniyah-signalnie-linii-povishennogo-kachestva.html

 

 Пробовал последовательное и параллельное согласования. Полностью ликвидировать треск этими способами не удалось.  Картинки соединений ниже.  Вверху - исправно работающий вариант.

 

matching.thumb.jpg.091e441362ac2a671b4edf30ed5d3378.jpg

1 hour ago, zombi said:

А если цифровую землю ЦАПа подключить поближе к земле того чипа который и формирует все эти SYSCLK,BCK,WS,DATAI.

Надо попробовать... Хотя будет земляная петля - так как цифровая и аналоговая земли соединяются в одной точке. Аналоговая земля - вершина звезды, а подав цифровую землю с платы DSP получим петлю. Как вариант - аналоговую и цифровую земли ЦАП взять от сигнальной DSP, почистив её,  а аналоговую землю УНЧ оставить вблизи  DC-DC.

 

В некоторых статьях пишут, что цифровая и аналоговые земли ЦАП должны быть  одним целым и чистыми. Тогда ка быть с разделением? Уже голова пухнет если честно))) Как блин, по науке сделать-то???

 

 

Quote

SYSCLK, вроде как, можно вообще на землю посадить :)

 

Нельзя. Пробовал.  Нет звука вообще. Да и даташит говорит что MCLK необходим. (MCLK передатчика(DSP) = SYSCLK приемника(ЦАП))

 

Quote

The UDA1334BTS operates in slave mode only; this
means that in all applications the system must provide the
system clock and the digital audio interface signals
(BCK and WS).


The system clock must be locked in frequency to the digital
interface signals.

 

The UDA1334BTS automatically detects the ratio between
the SYSCLK and WS frequencies.

 

 

Edited by __inline__

Share this post


Link to post
Share on other sites
23 минуты назад, __inline__ сказал:

 Пробовал последовательное и параллельное согласования. Полностью ликвидировать треск этими способами не удалось.  Картинки соединений ниже. 

Смысл гадать, надо осциллографом смотреть все сигналы - отражения, завал фронтов или рассинхронизация?

23 минуты назад, __inline__ сказал:

В некоторых статьях пишут, что цифровая и аналоговые земли ЦАП должны быть  одним целым и чистыми. Тогда ка быть с разделением? Уже голова пухнет если честно))) Как блин, по науке сделать-то???

Правил много и они обычно противоречат друг другу, а по науке  - ищут компромисс между всеми правилами в конкретной реализации.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now