正在搞一套CS4398的DAC，高手来分析及模拟一下这个LPF电路！谢谢！

fsclub · 发表于 2011-9-20 11:20:11

正在搞一套CS4398的DAC，已经焊好出声。

但想仔细分析一下这个LPF电路，无奈没有仪器，记得有哪位高手有相关的模拟软件，可以模拟、分析滤波电路的频带特性。

求帮助！

(原文件名:未命名.GIF)

另上传CIRRUS的APP NOTE，可以图中的电路与推荐电路的元件值相差较大。

(原文件名:APP.GIF)

这是CS4398的DATASHEET上的推荐电路：

(原文件名:DATASHEET.GIF)

huayuliang · 发表于 2011-9-20 11:56:57

第一个图的交流分析曲线。

点击看大图吧。。。。。。。。。。。

(原文件名:2011-09-20 11 52 24.png)
1KHz 谐波失真

(原文件名:2011-09-20 11 53 11.png)
THD、THDN。。。。

(原文件名:2011-09-20 11 55 45.png)

huayuliang · 发表于 2011-9-20 11:59:24

还是第一个图的
10kHz下的

(原文件名:2011-09-20 11 57 57.png)
20kHz下的

(原文件名:2011-09-20 11 58 15.png)

运放模型为第二个图里的 5532A

huayuliang · 发表于 2011-9-20 12:02:23

看样子还是很不错的哈。

不过俺更喜欢用GIC滤波器。。

gzhuli · 发表于 2011-9-20 12:04:44

回复【2楼】huayuliang 花生
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嗯，特性还好，就是截止频率有点高了。
有没有办法看下group delay...

fsclub · 发表于 2011-9-20 12:14:52

高手啊！！
能不能讲讲各图的意义？科普下！

如果楼主能把运放换成OPA627及AD797分别模拟下，再配以三个不同运放在此电路中的结果的不同之处，功德无量！

貌似官方推荐电路及APP中的电路正反相的特性是不对称的？这是何用意？

huayuliang · 发表于 2011-9-20 12:32:08

回复【4楼】gzhuli 咕唧霖
回复【2楼】huayuliang 花生
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嗯，特性还好，就是截止频率有点高了。
有没有办法看下group delay...
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组延迟。。。没有这个功能，得自己用stepping并写公式计算了。这个还没弄过，改天琢磨琢磨咋弄。

回复【5楼】fsclub 绿林好汉
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贴完图再说下。其实公式都在图里了。。

huayuliang · 发表于 2011-9-20 12:33:34

OPA627 的：

(原文件名:2011-09-20 12 28 19.png)

(原文件名:2011-09-20 12 26 12.png)

(原文件名:2011-09-20 12 27 58.png)

(原文件名:2011-09-20 12 28 38.png)

(原文件名:2011-09-20 12 32 37.png)

gzhuli · 发表于 2011-9-20 12:39:14

说实话，我对仿真的运放模型能否精确重现出实物的THD等指标表示怀疑。

leter15 · 发表于 2011-9-20 12:48:04

回复【5楼】fsclub 绿林好汉
高手啊！！
能不能讲讲各图的意义？科普下！
如果楼主能把运放换成opa627及ad797分别模拟下，再配以三个不同运放在此电路中的结果的不同之处，功德无量！
貌似官方推荐电路及app中的电路正反相的特性是不对称的？这是何用意？
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官方的更好，在一些几万级别的专业设备都是采用官方的电路形式。

不对称，是因为运放的正负输入端的输入阻抗是不一样的。

DAC的驱动能力是有限的

huayuliang · 发表于 2011-9-20 12:50:58

回复【8楼】gzhuli 咕唧霖
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俺也怀疑。。哈哈

不过在没有做出实物之前，某种程度上倒是可以做为参考。毕竟这些模型都是官方提供的。

AD797 的8脚咋接呢？仿真出来的有些奇怪

huayuliang · 发表于 2011-9-20 13:00:43

AD797 20kHz下的。。

(原文件名:2011-09-20 12 57 20.png)

(原文件名:2011-09-20 13 00 25.png)

simon51 · 发表于 2011-9-20 13:03:54

mark,学习

fsclub · 发表于 2011-9-20 13:13:17

AD797需要在反馈那里的电容需要串个100欧的电阻防止自激？

fsclub · 发表于 2011-9-20 14:23:05

可怜的PCM2706，本来就是从一块TQFP的转接板上拆下来的，在焊到这个板子上时，居然焊错了方向，导致重新拆下来，再焊一遍。

更可悲的是我只有一把50W外热烙铁，15元那种。导致PCB上几根没有连线的焊盘脱落。但有连线的焊盘仍完好。

焊好后上电测试一声道正常，另一声道有7.5V电压输出。经查是运放下面居然粘了一大块拆PCM2706的时候的焊锡。去除后正常，还好没有烧什么东西。

(原文件名:1.jpg)

(原文件名:2.jpg)

(原文件名:3.jpg)

huayuliang · 发表于 2011-9-20 14:52:16

最后那个图好像还有几处残余的锡渣。。

fsclub · 发表于 2011-9-20 15:05:01

花生兄及众高手，能讲讲上面那些图的意义吗？

piccode · 发表于 2011-9-20 15:17:57

【8楼】 gzhuli 咕唧霖
说实话，我对仿真的运放模型能否精确重现出实物的THD等指标表示怀疑。
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是的，THD还有个最大的差异是在PCB布线上（IC上限以定死了）阻抗/增益越高越明显

下面的图是最近做的PHONO IN的输入，R比L差18个dB,加一连接线和电容-GND位置移一下就OK了。PCB是新手画的，18个dB啊

(原文件名:PHONO.JPG)

huayuliang · 发表于 2011-9-20 17:09:23

谐波失真的就以这个设置的图片说下吧，话说俺对这些也不是很明白。

(原文件名:2011-09-20 12 28 19.png)
图中参数，以1kHz正弦波为测试信号，信号幅度为 1mV～100mV，然后计算分析不同输入信号幅度情况下，输出在负载电阻上所产生谐波的分量。
信号幅度是步进的，所以会看到多条曲线。
HARM 是谐波的缩写，HARM(V(RL))即表示RL上谐波的电压幅度。
THD 是总计谐波失真的缩写 THD(HARM(V(RL)))(%) 表示RL上总计谐波失真的百分比（相对于输出的基频信号）。
THDN 就是 THD+N，也是目前主要的测试技术，在对输出去除（陷波）基频信号之后，进行谐波和噪声的分析。
实际上在2011-09-20 12 27 58.png 这个图里，右侧窗口的第四个图中，最上面的曲线，就是1mV的输入信号幅度下，THDN 达到了1% ！！！很明显，输入信号越低，THDN的值就会显得越高，但要考虑实际中小信号往往都是叠加在大信号上的，。。。。
而具体测试的时候，要根据设定的输出功率来考虑。
前面贴的图当中，是默认的，1Hz～100kHz噪声。

最好是自己用软件看，截图是没法看出全面的东西的。

这里有篇THD+N 的文章：
http://www.imaschina.com/html/T_M/2009-5/26/23_01_40_836.html

这里是THD to dB的页面：
http://www.sengpielaudio.com/calculator-thd.htm

fsclub · 发表于 2011-9-20 17:22:12

谢谢。我想知道627与5532比，优点体现在什么地方？
另外，两位大牛都说曲线看来不错，我想知道看哪里体现出来的？是因THDN很小，而且频响平直而下的结论吗？我看app里设计截止点是50khz，而这个电路的截止点在60khz，听起来音色应该会亮吧？
这应该叫巴特沃斯滤波器吧？那如何调整才能使截止点降低呢？增大3n9的电容？

深表感谢！

fsclub · 发表于 2011-9-21 10:29:37

花生能不能仿真一下这个电路，运放用OPA627：

(原文件名:1855.GIF)

90999 · 发表于 2011-9-21 12:42:25

GIC 只是在早期应用在SONY的积分型DA上，比如CX20017以及加速加强升级版CX20152。

其使用4X的同期 TDA1540 则使用的是巴特沃斯 Sallen-key 滤波器，FC=45-60khz。

等到8X的SM5813之类的DF普及之后，Multiple feedback 滤波器（R2R），FC=75-92khz。

而4X的DF ： SAA7220 依然作为TDA1541的搭配，依然是使用 Sallen-key 滤波器

到了内置DF的西格码得塔DAC之后，SK和MF滤波器更是常见。

AK4390更是为了保证相位，使用了fc=182,q=0.637的滤波器。

CS4398这个EVAL设置fc=48khz的，应该和他DF的性能有关系。

90999 · 发表于 2011-9-21 12:47:34

考虑西格码得塔DAC的噪音整形带来的，高低频噪音不一致问题。

因为这个东西，让声音听起来是低频弱，高频吵，所以也不见得DF需要设置那么高。

我朋友有做一套AD1865，MF滤波器设置FC=43和55khz，听感都很平衡，高频感觉衰减差别不大。

同样的电路接在PCM1730上，就明显高频能量差异明显。

huayuliang · 发表于 2011-9-21 12:55:48

回复【22楼】90999 张耀扬
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GIC 滤波器应用很广泛的，手里的一些DAC国外机子的资料也多数是用的是GIC低通。

回复【21楼】fsclub 绿林好汉
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一会儿贴图，在画。

huayuliang · 发表于 2011-9-21 13:33:17

(原文件名:2011-09-21 13 27 03.png)

(原文件名:2011-09-21 13 28 00.png)

(原文件名:2011-09-21 13 30 53.png)

(原文件名:2011-09-21 13 31 32.png)

huayuliang · 发表于 2011-9-21 13:35:41

汗，忘记发交流分析的了。。

(原文件名:2011-09-21 13 35 13.png)

90999 · 发表于 2011-9-21 13:43:27

回复【24楼】huayuliang 花生
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gic 滤波器应用很广泛的，手里的一些dac国外机子的资料也多数是用的是gic低通。

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我知道有，但是因为成本问题，不如SK，MF广泛，而且对元件要求也比SK，MF高。

总之，有了DF之后，GIC在CD机上越来越少见了，毕竟不需要那么陡。

fsclub · 发表于 2011-9-21 13:50:13

回复【26楼】huayuliang 花生
汗，忘记发交流分析的了。。

(原文件名:2011-09-21 13 35 13.png) 引用图片

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-3db在100khz以上？不会吧？
一会儿我弄个ti的filterpro看下。

90999 · 发表于 2011-9-21 13:53:08

另外我觉得比较不可思议的是这个WM8741，减法器N和P的增益竟然不太一样。

难道8741 N和P输出电平不同？

(原文件名:新建 BMP 图像.JPG)

huayuliang · 发表于 2011-9-21 14:15:15

回复【27楼】90999  张耀扬
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我知道有，但是因为成本问题，不如sk，mf广泛，而且对元件要求也比sk，mf高。
总之，有了df之后，gic在cd机上越来越少见了，毕竟不需要那么陡。
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的确，GIC 在CD机上越来越少见了。。

回复【29楼】90999  张耀扬
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它这种方式也常见啊，目的是为了获取一定的增益。

回复【28楼】fsclub  绿林好汉
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-3db在100khz以上？不会吧？
一会儿我弄个ti的filterpro看下。
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-3dB 在100kHz以上很正常，你总不会还在想应该是20多KHz吧？

fsclub · 发表于 2011-9-21 14:47:42

回复【30楼】huayuliang 花生
-3dB 在100kHz以上很正常，你总不会还在想应该是20多KHz吧？
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不知道在哪里看的，对于音频DAC，一般是在40-60KHZ。

100KHZ以上的截止点，听起来会不会很吵？

huayuliang · 发表于 2011-9-21 14:59:27

现在一般的DAC都会把截止频率做很高，甚至到100kHz 以上。

俺感觉就人耳的特性而言，超出闻域的声波更多是人体的间接作用，而不是对人耳的直接作用，这方面以低音最为典型，不过高音俺就说不清楚了，没有这个感受。似乎给人更为清透的感觉吧？

听感上，“吵”多数是奇次谐波引起的。这也是为啥很多数字音源都配电子管或者折中一些用FET。

话说对于人耳来说，俺很是怀疑最求极致的低噪声、低失真是否有意义。

90999 · 发表于 2011-9-21 15:39:15

回复【32楼】huayuliang 花生
现在一般的dac都会把截止频率做很高，甚至到100khz 以上。

俺感觉就人耳的特性而言，超出闻域的声波更多是人体的间接作用，而不是对人耳的直接作用，这方面以低音最为典型，不过高音俺就说不清楚了，没有这个感受。似乎给人更为清透的感觉吧？

听感上，“吵”多数是奇次谐波引起的。这也是为啥很多数字音源都配电子管或者折中一些用fet。

话说对于人耳来说，俺很是怀疑最求极致的低噪声、低失真是否有意义。
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这里容易搞错一个问题！

在整体电子系统中，影响最大的是信噪比，假如不考虑功放的失真，那么从音源再到前置放大器，所带来的噪音，就是功放所要面对的。

所以作为音源常常为了信噪比，做到极高电平且平衡输出，然后再由前级调整音量。

很多人误会说电平够，只要电位器不要前级，实际上是错误的，那怕是用2个双运放，一个做缓冲，一个做2倍放大，那也会很不错。

总之追求音源的低噪音就是为了功放的高保_真，并不是为了别的。

另外是失真的问题，这个问题同样更多的是为了讨好耳朵而避免奇次谐波。

实际上，我听过认为好的机器，信噪比很高，失真很低，那些为了讨好耳朵而特别制造偶次谐波的机器，并不能获得整体上的平衡。

而低失真的机器却可以做到整体上的平衡。

90999 · 发表于 2011-9-21 15:48:42

在音频应用方面，ADI的运放手册写的最全，甚至把测试结果都标出来了。

当然作为针对技术方面的书籍资料，不会把听感写上去。

huayuliang · 发表于 2011-9-21 16:02:46

回复【33楼】90999 张耀扬
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从俺的经验看，失真是第一位的，噪声倒是其次。毕竟现在的技术这些参数都能做得让人很满意了。俺倒也不是反对追求极致的低噪声、低失真，只是俺始终在考虑，绝大多数用户并不具备身体条件，这种极致的追求似乎有些过了。

恐怕没有任何一种机器会去可以制造偶次谐波吧？即便使用电子管、FET也只是为了减少奇次谐波，而不是去增加偶次谐波，这是两个概念。
但使用FET器件与BJT器件相比，噪声又相对要大。。。

我记得国外有篇文章讨论对数失真的问题，现在又找不到了。。唉，硬盘坏了好多次～～

90999 · 发表于 2011-9-21 16:38:09

回复【35楼】huayuliang 花生
回复【33楼】90999 张耀扬
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从俺的经验看，失真是第一位的，噪声倒是其次。毕竟现在的技术这些参数都能做得让人很满意了。俺倒也不是反对追求极致的低噪声、低失真，只是俺始终在考虑，绝大多数用户并不具备身体条件，这种极致的追求似乎有些过了。

恐怕没有任何一种机器会去可以制造偶次谐波吧？即便使用电子管、fet也只是为了减少奇次谐波，而不是去增加偶次谐波，这是两个概念。
但使用fet器件与bjt器件相比，噪声又相对要大。。。

我记得国外有篇文章讨论对数失真的问题，现在又找不到了。。唉，硬盘坏了好多次～～

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“恐怕没有任何一种机器会去可以制造偶次谐波吧？即便使用电子管、fet也只是为了减少奇次谐波，而不是去增加偶次谐波，这是两个概念。但使用fet器件与bjt器件相比，噪声又相对要大。。。 ”

你这说法比较诡异........

任何一个放大器都可以“刻意”制造偶次谐波，而从效果上说，减法器只能消除偶次谐波。

有所谓“好听”的机器，也有制造比奇次谐波大数倍的偶次谐波的例子,甚至有模仿胆机失真的运放系统........

至于用胆，还是场管，双结管，那就是个人爱好了，我认为单纯从简单上讲，运放最合适，但是做的好，胆管可以低失真高信噪比。

fsclub · 发表于 2011-9-22 12:05:22

我用大学时用的古老的软件EWB模拟了一下21楼的电路，看出电路的相移还是有点大。-3db点在36KHZ左右。

(原文件名:未命名.JPG)

fsclub · 发表于 2011-9-22 12:18:48

如果用一楼电路，则-3db在27KHZ左右。整个频带有8.5db的衰减。
与花生的结果差别有点大呢。

(原文件名:未命名.JPG)

fsclub · 发表于 2011-9-22 12:40:30

再看那个官方DATASHEET上的推荐电路更惨，截止频率才15KHZ。看来EWB不可信啊。

(原文件名:未命名.JPG)

huayuliang · 发表于 2011-9-22 13:41:27

回复 fsclub 绿林好汉
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再试试其它的仿真软件吧。

俺用proteus仿真和用mc仿真，-3db频率差了几kHz。。。没有EWB这么夸张。

另问，你不是搞错了-3dB截止点吧？

fsclub · 发表于 2011-9-22 13:53:49

回复【40楼】huayuliang 花生
回复 fsclub 绿林好汉
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再试试其它的仿真软件吧。
俺用proteus仿真和用mc仿真，-3db频率差了几khz。。。没有ewb这么夸张。
另问，你不是搞错了-3db截止点吧？
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比如38楼的图，它带内本身有8.5db的衰减，我就看-11.5db的频率。
就个应该没错吧？

726544893 · 发表于 2011-10-8 18:22:12

标注学习阿！

cxbbb · 发表于 2012-12-16 23:06:01

刚刚买了一套cs4398的套件，电源改成伺服的，感觉还不错。

enovo2468 · 发表于 2014-3-6 11:23:06

huayuliang 发表于 2011-9-20 11:56
第一个图的交流分析曲线。

点击看大图吧。。。。。。。。。。。

这是什么软件？

正在搞一套CS4398的DAC，高手来分析及模拟一下这个LPF电路！谢谢！

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