ЦАП на основе резистивной матрицы R-2R и его реализация на микроконтроллере

Audio-gd R2R 11 купить в Киеве, Харькове, Одессе, �� по Украине

  • — 0 %

  • Описание

Ни для кого не секрет, что резистивные матрицы цифро-аналоговых преобразователей стали прерогативой топовых решений аудиотехники. Audio-GD, как всегда, пошли своим путем, и теперь благодаря им у Нас появилась возможность наслаждаться R2R звуком за умеренные деньги.

Цифро-аналоговый преобразователь
Для ЦАПа выбрана самая оптимальная и популярная резистивная матрица DA-8, которых установлено в новинке две. Один из самых сложных моментов при создании резистивных матриц это синхронизация и коррекция сигнала при преобразовании, и в данном вопросе инженерам пришли на помощь высокоскоростные CPLD процессоры с энергонезависимой памятью, которые делают преобразование более точным.
Истинный non-oversampling (NOS) дизайн предлагает более чистый и нейтральный звук, для подавления цифровых артефактов которого используется специальная схема шумоподавления.

Преимущества R2R матриц:

  • преобразование происходит без clock-генераторов
  • R2R преобразование не чувствительно к джиттеру , в отличии от дельта-сигма преобразователей
  • выходной сигнал намного точнее
  • прямая обработка DSD и PCM сигналов без коммутации между выходами

Недостатки:

  • общие гармонические искажения (THD) в R2R матрицах немного выше, чем в чипах
  • сложность конструирования и комплексность подхода во избежание погрешностей

Усилитель
Аналоговая часть построена на фирменном интерфейсе Audio-gd — ACSS, с использованием полностью дискретных компонентов. Двухступенчатые высокомощные высокоскоростные источники питания обеспечивают музыкальность и поразительную прозрачность. Сам усилитель/ предусилитель построен по singe-ended (не балансному) принципу с резисторами, которые имеют минимальное сопротивление, такими, как Vishay, KOA. Как всегда, производитель позаботился и о тех, кому нравится ровный, аналитичный звук, и о тех, кому больше по душе натуральная и музыкальная подача, подарив возможность самостоятельно выбирать что больше по душе(модификация производиться мануально в соответствии и инструкцией). Регулятор громкости: ALPS. Все монтажные работы выполнены припоем с высоким содержанием серебра.

______________________________________

Характеристики комбайна Audio-gd R2R 11:

  • SNR: 100dB
  • Выходнойуровень:
    • Выход для наушников: 10 В RMS
    • Предусилитель:
      • Регулируемый выход: 5 В Макс.
      • Фиксированный выход: 2,5 В RMS (High gain)
      • Фиксированный выход: 1 В RMS (Low gain)
  • Мощность выхода для наушников:
    • 3500 мВт / 25 Ом
    • 1800 мВт / 50 Ом
    • 900 мВт / 100 Ом
    • 300 мВт / 300 Ом
    • 150 мВт / 600 Ом
  • Выходной импеданс
    • TRS 6.3 мм: 2Ом
    • ЦАП: 2 Ом
  • Чувствительность входа
    • коаксиальный: 0,5 Vp-p
    • оптический: 19 дБм
  • Поддерживаемые ОС: Windows, Mac, IOS, Linux
  • Поддержка частоты дискретизации:
    • USB:
      • PCM: 44,1 кГц, 48 кГц, 88,2 кГц, 96 кГц, 176,4 кГц, 192 кГц, 352,8 кГц, 384 кГц
      • DSD: DSD64, DSD128, DSD 256.
    • коаксиальный: 44,1 кГц, 48 кГц, 88,2 кГц, 96 кГц, 192 кГц
    • оптический: 44,1 кГц, 48 кГц, 88,2 кГц, 96 кГц
  • Питание: 220-240 В или 100-120 В, 50/60 Гц
  • Потребляемаямощность: 12W
  • Вес: 2.2kg
  • Габаритныеразмеры: 180*220*55 мм
  • Комплект поставки:
    • Кабель питания
    • Кабель USB
Читайте также:  Работа водителем такси от работодателей свежие вакансии, отзывы водителей

R2Racing – это компания, созданная энтузиастами тюнинга автомобилей

Наш сайт полностью посвящен тюнингу автомобилей во всех его проявлениях. Мы работаем для таких же фанатов, тюнеров и рейсеров, для всех, кто любит мощные моторы, и не столь важно, турбо, компрессорный или атмосферный это будет двигатель.

Основное направление деятельности R2Racing это тюнинг и техническое обслуживание автомобилей, естественно мы занимаемся и поставкой запчастей. За нашими плечами богатый опыт тюнинга автомобилей марок Honda, Nissan, Toyota, Aston Martin, Bentley, Dodge и других производителей авто, но, конечно же, особое внимание мы уделяем автомобилям Хонда и Ниссан – с этого начинали.

Мы можем не только подготовить автомобиль с точки зрения механики двигателя и подвески, но и настроить мотор на наиболее приемлемом для стоящей задачи блоке управления (Vi-PEC, AEM, Hondata, UniChip, UpRev) на собственном диностенде. Ежедневный опыт настройки моторов и увеличения мощности двигателей для моторспорта весьма помогает в оптимальном выборе комплектующих для тюнинг-проектов.

И в заключение, наша главная цель сделать информацию по тюнингу авто общедоступной. Поэтому мы выкладываем на сайте не только готовые проекты, динозамеры и опыт постройки моторов, но и открыли комментирование.

Основной специализацией R2Racing является подготовка двигателей для автоспорта с последующей настройкой на диностенде. Принципы увеличения мощности одинаково применимы к любому двигателю, но, чем эффективней мотор от рождения, тем благодарнее он будет к тюнингу. Именно поэтому мы по большей части занимаемся моторами Honda / Acura и Nissan / Infiniti. Не так много в мире серийных машин, выдающих более, чем 110 лс с одного литра объема в атмосферном варианте…… Перейти

Мощностной стенд Dyno Dynamics, несмотря на небольшие барабаны, обеспечивает отсутствие пробуксовки даже для очень мощных автомобилей. Это достигается наличием Square cut knurl Roller surface (квадратная насечка на барабане) и Heavy duty traction control system (Динамический контроль букса).

Через наш стенд прошли такие мощностные машины , как Dodge Viper Pro-Charger 1250 Nm и Toyota Soarer 985 hp.… Перейти

Да, мы занимаемся чип-тюнингом, но не в укоренившимся понимании этого слова. Мы не заливаем сделанные неизвестно кем чужие прошивки, мы пишем свои программы на базисе немалого опыта в настройке гоночных моторов и используя диностенд Dyno Dynamics. Программа пишется на основе заводской прошивки, и мы меняем только те параметры, которые считаем нужным. Зная, как все устроено внутри прошивки, мы в состоянии подкорректировать ее именно под конкретный сетап. Основное наше оборудование – DIM Sport, Piasini, AlienTech (Италия).… Перейти

Читайте также:  Можно ли использовать подсолнечное масло как смазку

R 2R ЦАП. Практическое применение

Для преобразования цифрового сигнала в аналоговый, используют устройства под названием цифро-аналоговые преобразователи. Как правило, они существуют в виде отдельных микросхем которые порой труднодоставаемы. Если к ЦАПу не предъявляются серьёзные требования, то его можно сделать самостоятельно из обычных резисторов. Называется такой ЦАП — R 2R. Своё название он получил из-за номиналов применяемых в нём резисторов с сопротивлениями R и 2*R. Сопротивления по идее могут быть любыми, но в разумных пределах разумеется. Если поставить очень большие например по несколько мегаом, то нагрузка которая подключена к выходу, внесет существенные искажения в сигнал. Напряжение начнёт проседать. Я взял резисторы с сопротивлениями 1Ком и 2Ком (просто первое что попалось под руку). Hint: Если есть много резисторов одного сопротивления, то получить сопротивление вдвое меньшее, можно просто запараллелив два одинаковых резистора. Для такого ЦАПа желательно использовать резисторы с 1%-м допуском. У меня к сожалению таких не нашлось, и я использовал обычные. На моей отладочной плате этот ЦАП выглядит так:

Как оно работает
Каждый вход ЦАПа имеет свой «вес». Входы расположены в порядке уменьшения веса слева направо. Т.е. левый вход оказывает самое большое влияние на выходной сигнал следующий за ним вдвое меньше итд. Ну а самый последний (правый) вход изменяет выходной сигнал на ничтожные милливольты. Если известна комбинация бит поступающая на вход ЦАПа, то рассчитать напряжение очень легко. Предположим, что на входе у нас число 10010101 тогда выходное напряжение можно рассчитать по формуле

Uвых=Uпит * (1 * 1/2 + * 1/4 + *1/8+ 1*1/16 +*1/32+1*1/64+*1/128+1*1/256)

Формула простая, и мозг ни кому взорвать не должна. Согласно ей, напряжение на выходе будет равно 2.91 вольта. Uпит — напряжение питания микроконтроллера. При расчете использовалось значение 5 вольт. Таким образом, восьмибитный ЦАП способен выдать 256 различных напряжений с шагом около 20 милливольт, что вполне неплохо.

Применение
Применений у данного данного ЦАПа несколько. К примеру можно сделать генератор сигналов различной формы. Например пилы:

или скажем треугольника:

ну или можно вывести сигнал эротической экзотической формы:

А можно еще выводить звук. Звук конечно не самого хорошего качества, но для создания какого-нибудь дверного звонка, его вполне достаточно. Проще всего воспроизводить звук формата WAV т.к. он не сжат ни какими аудиокодеками и не потребуется его декодировать перед воспроизведением. Из-за того что звук ни чем не сжат, размер звукового файла не внушает оптимизма. Во флеш микроконтроллера много не влезет. Для эксперимента по выводу звука через ЦАП было решено заюзать SD карту памяти на 2 гб. Не буду рассказывать всех тонкостей работы с картой, (возможно напишу об этом подробно в следующий раз) хочу лишь дать возможность оценить качество звучания такого ЦАПа (звук 8 бит 16 кГц моно):

Читайте также:  Фитиль для солярогаз своими руками принцип работы устройства, правила эксплуатации солярочной печи

Преимущества и недостатки
К преимуществам можно отнести:

  • Возможность увеличения разрядности
  • Неплохая частота дискретизации
  • Схемотехническая простота и повторяемость

Недостатки тоже есть :

  • Качество ЦАПа сильно зависит от применяемых резисторов
  • Сопротивление ключей порта микроконтроллера вносят искажения
  • Громоздкость на плате

Благодарности
Спасибо DiHalt’у за функцию выводящую последнюю осциллограмму 😉

R 2R ЦАП. Практическое применение: 28 комментариев

Хех.. Лучше ещё добавь нормальную запись звука с ЦАПа:)
Например повесить вывод ЦАПа на вход микрофона и записать и дать прослушать чтобы можно было понять:)

Я сначала так и хотел, но джека не нашлось к сожалению.

я вообше думал что услышу 8 бит музыку
типо: «дырынь тынь тынь» )))

Если чесно, я офигел в хорошем смысле, когда на видео послушал звук. Только я не могу понять как логический ноль на старшых разрядах в себя не забирает эти ничтожные вольты от младших, так как вывод порта при нуле подключается к земле.

А он и забирает. Последние разряды вообще почти ничего не решают =)

дааа, помню самопальные «звуковухи», сделанные по такому принципу… вешались на LPT-порт.
есть одно «но» — так как выходное сопротивление этой схемы больше, чем хотелось бы, буфер на выходе явно не помешает.
касательно искажений — ну, до 8 бит звучит вполне ничего так. 🙂 и работает быстро. для улучшения характеристик можно использовать 1% резисторы, что обычно и делают.

Звуковуха не ковокс называлась?

Вот Вы заняли 8 ног микроконтроллера, и ножками дергаете. На мой взгляд, неэффективное рещение. Гораздо рациональнее было бы использовать ШИМ с усреднением через фильтр. А тут уже простор для фантазии: точность большая не нужна — берем RC-фильтр, а поточнее — можно Баттерворта 4 порядка рассчитать. Благо информации по ним хватает.

Зато при помощи r2r ЦАПа можно получить неплохие частоты выходного сигнала. Но на счёт большого кол-ва занимаемых ног это минус.

почему не шим- на мой взгляд эта схема гораздо меньше потребляет тока.. да и сигнал глаже шима полюбому.. иногда надо не только музыку слушать но и задавать точные напряжения без помех от шима.
еще один неявный плюс этой схемы экономия одного таймера.
что касается съедания старшими нолями младших едениц, то можно просто переводить выводы в z-состояние.
еще один вариант использования данной схемы-довольно таки высокоскоростной АЦп: если подключить его к компаратору.
В общем, мне схема понравилась. сразу вспомнил молодость и первые ковоксы.

Приветик, а кто может подсказать программный код для данного приборчика)).

Ссылка на основную публикацию
Холодильник на газу как работает, плюсы, как выбрать
Абсорбционный холодильник на газу В современном мире трудно представить, что в квартире нет холодильника. Уже давно привычным электрическим устройством, которое...
Характеристики Лада Веста — основые ТТХ автомобиля
Тонкости и характеристики Весты которые знают не все Лада Веста одна из удачных моделей ваза. Это название общее для нескольких...
Характеристики мотора 11186
Гнет ли клапана на Лада Калина 2 (второго поколения) Многие думают об этой проблеме. Есть мнение, что клапаны на Лада...
Холодная сварка для алюминия 2
Холодная сварка для алюминия высокотемпературная Автор: Игорь Дата: 27.04.2016 Статья Фото Видео Для мелких работ по ремонту металлических изделий, когда...
Adblock detector