Μετρήσεις πάνω σε USB Receivers

lemon

Supreme Member
3 March 2009
4,038
Παλιότερα θα έλεγα, ότι για να κάνεις αξιόπιστες μετρήσεις, θέλεις παλμογράφο πολλών χιλιάδων ευρώ.
Όχι ότι δεν αληθεύει, ειδικά εάν θέλεις να μετρήσεις και data eye-pattern πάνω στο usb δίαυλο, όπου απαιτείται και διαφορικό πρόμπ και δεν συμμαζεύεται, όταν το μίνιμουμ είναι στα 1-2GHz παλμογράφος.

Μου δόθηκε μια ευκαιρία με μια κάρτα usb που μου έφερε στο σπίτι το μέλος Spynet και κάνοντας κάποιες μετρήσεις, πιστεύω ότι πρέπει να τα δημοσιεύσουμε μεταξύ μας και εν καιρώ να ανεβάζω εδώ και οποιαδήποτε άλλη κάρτη θα πέφτει στα χέρια μου.
Θα επικεντρωθώ σε δύο μετρήσεις, στο πως φαίνεται το data eye pattern στην έξοδο του i2s σήματος και στο bit clock σε δύο δειγματοληψίες 44Κ & 192Κ, έμμεσα με απλό παλμογράφο θα φανούν και μεγάλα προβλήματα στο jitter καθότι τελικά σε μερικές κάρτες είναι ορατά και σε τυπικό 100MHz παλμογράφο.

Σε όλες τις μετρήσεις έχει εφαρμοστεί Persist 5 δευτερολέπτων (στον παλμογράφο) έτσι ώστε να είναι εμφανής η όποια μεταβολή στο χρόνο και η καλύτερη εμφάνιση του φαινομένου jitter.
Full BW στον παλμογράφο, full BW στο probe με χρήση short gnd, περιορισμός του time στα 2nsec, ενώ το trigger level κάπου στη μέση.

Δεν εφαρμόστηκε φορτίο στην έξοδο της κάρτας, δηλ. η κάρτα είναι στον "αέρα". Οι οδηγοί των συσκευών είναι πάνω σε Win' XP 32bit και πηγή σήματος ήταν το Foobar.


Στην κατοχή μου έχω μια κάρτα XMOS (JLSound), μία Amanero, μία CMedia 6631A και μία δικής μας κατασκευής πάνω σε Atmel.
Τη CMedia δυστυχώς δεν μπορώ να τη μετρήσω, την έχω φλασαρισμένη σε έξοδο spdif μέσα σε μηχάνημα που είναι μπελάς το λύσιμό του.
Σίγουρα θα πάρω και την Wave IO του Saganakis και όποια άλλη βρεθεί στο δρόμο προς τα εδώ...

...συνεχίζεται
 
Last edited:

lemon

Supreme Member
3 March 2009
4,038
Λοιπόν η κάρτα αυτή είναι η παρακάτω.

JLSound I2SoverUSB
I2SoverUSB_1.jpg


Ίσως η καλύτερη κάρτα που διαθέτει η JLSound πάνω σε XMOS XS1L6A Series.
Είναι μαρκαρισμένη ως 6L6C5 και είναι τσιπ 500 MIPS.

Η usb είσοδος πέφτει πάνω σε ένα SMSC usb3317 Transceiver με 1.8V-3.3V ULPI Interface, προφανώς το συγκεκριμένο XMOS χρειάζεται επιπρόσθετο interface για να δεχθεί usb είσοδο (περισσότερα θα μας πει ο Δημήτρης που τελευταία ασχολείται με το XMOS).

Το πακέτο XMOS-Transceiver δέχεται ρολόι της Xpresso και έπειτα οδηγεί το σήμα σε isolator Si8661BC.

Μετά το isolator το i2s σήμα δέχεται επαναχρονισμό, μέσω του LC574A συνεπικουρούμενο με δύο Xpresso ρολόγια (αυτά κατόπιν τα άλλαξε με NDK, όπως της παραπάνω φώτο)
και μετά οδηγείται προς την έξοδο για το dac.

Με όλη αυτή την πορεία του σήματος, κρίθηκε αναγκαίο να γίνουν μετρήσεις πριν και μετά το isolator και τέλος στην έξοδο δηλ. μετά το επαναχρονισμό.
Κατά αυτόν τον τρόπο θα διαπιστώσουμε τι ψάρια πιάνει από μόνο του το XMOS και γιατί προτιμήθηκε επαναχρονισμός πάνω στην κάρτα και δεν το άφησε ελεύθερο ο κατασκευαστής για το επόμενο στάδιο.

Μετρήθηκε με οδηγό 2.26 και όχι με τον τελευταίο, επειδή από τους οδηγούς που έχει στον ίστότοπό του ο κατασκευαστής ήταν ο μόνος συμβατός με τα Win 'XP που έχει ο υπολογιστής στο εργαστήριο.

Από τροφοδοσία αυτή η κάρτα λειτουργούσε με τις καλύτερες προϋποθέσεις, δύο αυτόνομα τροφοδοτικά ξεχωριστού τυλίγματος M/T πάρα πολύ χαμηλού θορύβου, έδιναν τροφοδοσία στις δύο πλευρές της κάρτας, τη μία για το usb και το άλλο για τη γαλβανική μεριά. Μετρήσεις θορύβου που έκανα πάνω σε rail τροφοδοσίας και των ρολογιών, έδειξαν πολύ χαμηλό θόρυβο και αρκετά καλή δουλειά σε αποσύζευξη.

Σήματα πριν το isolator

Εάν δούμε τη σύλληψη του data eye pattern, παρατηρούμε ότι υποφέρει από μετατόπιση στο χρόνο.
Αστάθεια στη συχνότητα και μετατόπιση συνθέτουν ένα φαινόμενο αυξημένου jitter που σε τρομάζει.
Στην αρχή πίστεψα ότι ήταν σφάλμα μου, αλλά γρήγορα διαπίστωσα την πραγματικότητα.

data pers5sec_before isolat.png

Το ίδιο φαινόμενο παρατηρείται και στο σήμα bclk, το σήμα παρουσιάζει 700-800ps jitter και μετατόπιση κατά 2nsec.

bclk pers5sec_before isolat.png


Σήματα μετά το isolator

Γνωρίζουμε τη σημασία ενός απομονωτή και για ποιο λόγο τον προτιμάμε, γνωρίζουμε φυσικά ότι ο καλύτερος isolator προσθέτει jitter περίπου 10ps RMS.
Στην περίπτωσή μας δεν χρησιμοποιείται ο καλύτερος isolator και όπως βλέπουμε παρακάτω το data eye pattern χειροτερεύει σε σημείο που να πλησιάζει σε κάποιες περιπτώσεις και τα 1.3nsec !
Αυτό είναι ένδειξη ότι αυτή η κάρτα θέλει οπωσδήποτε επαναχρονισμό του σήματος και όχι τυχαία την επέλεξε ο κατασκευαστής.

data pers5sec_after isolat.png


Σήματα μετά τον επαναχρονισμό.

Εδώ το σήμα data eye pattern μετά τον επαναχρονισμό πάνω στην έξοδο της φίσας.
Βλέπουμε ότι η κατά 2nsec μετατόπιση έχει εξαφανιστεί και έχει περιοστεί και το jitter, εδώ φαίνεται περίπου στα 500ps με τον τρόπο που κάναμε τη μέτρηση.
Βελτιωμένο σημαντικά το σήμα, αλλά όχι στην καλύτερη κατάσταση που θα έπρεπε να είναι, το eye pattern δεν είναι ούτε συμμετρικό ούτε ομαλό φανερώνοντας ότι από μόνο του το reclocking δεν μπορεί να κάνει θαύματα, όχι τουλάχιστον σε αυτή την εφαρμογή.

data pers5sec_recl_out.png

Το σήμα bclk είναι αρκετά καλό σε σήμα 44Κ, αλλά δυστυχώς από τα 88Κ και άνω αυξάνει το jitter (700ps περίπου), η δεύτερη σύλληψη είναι πάνω σε σήμα 192Κ.

bclk_recl_out_44K.png

bclk_recl_out_192K.png

Εν κατακλείδι, περιμέναμε καλύτερα αποτελέσματα.
Είτε το συγκεκριμένο XMOS έχει αρκετά προβλήματα είτε μιλάμε για αποτυχημένη έκδοση κάρτας usb receiver.
Για να γίνει αποδεκτό θέλει reclocking οπωσδήποτε!

...συνεχίζεται...
 

Savvas X

Senior Member
22 March 2008
376
Mανώλη δεν πιστεύω σε απόλυτες μετρήσεις με απλά εργαλεία που έχουμε, όπως και εσύ αναφέρεις, ιδίως σε μετρήσεις του jitter
Μπορούμε να το δούμε σε σχέση με άλλες υλοποιήσεις που πιθανόν να μας δείξουν κάποιες ατέλειες όσον αφορά τις τεχνικές που εφαρμόζει η κάθε μία συσκευή προσπαθώντας να αντιμετωπίσει τα προβλήματα κατά την μετατροπή. Πολύ σωστά δίνεις μετρήσεις πριν και μετά τον επανασυχρονισμό.

Καλό θα ήταν να υπάρχουν και ακουστικές εντυπώσεις αλλά αυτό χρειάζεται χρόνο οπότε ότι έχουν να πουν οι κάτοχοι αυτών των καρτών.

Προσφέρω το FIFO του Ian, το reclock και το isolator αν θες τα μετρήσεις

Keep up the good work
 

lemon

Supreme Member
3 March 2009
4,038
Απόλυτη μέτρηση του jitter με τέτοιο παλμογράφο και τέτοια μεθοδολογία, με τίποτα.
Είναι περισσότερο το εμφανιζόμενο jitter και το εμφανιζόμενο data eye pattern του συνόλου δηλ. κάρτας + παλμογράφου, έτσι όπως τηρώ τη μεθοδολογία δηλ. persist 5sec του παλμού και μετά ανανέωση. Ούτε Jitter RMS, ούτε periodical jitter ούτε τίποτα από αυτά.
Επειδή όμως ο παλμογράφος παραμένει ο ίδιος, οι όποιες αλλαγές - εφόσον η μεθοδολογία παραμένει κοινή - θα είναι της κάρτας.

Ήδη αύριο παραλαμβάνω υλικό από κάρτες (CMedia6631A, XMOS Wave IO ...), μεταξύ των οποίων και το FIFO/Ian (να είναι καλά ο Δημήτρης), οπότε σταδιακά θα παρουσιάζω υλικό...τα συστήματα επαναχρονισμού όπως του Ian προς το τέλος, αφού επιλεχθεί η κατάλληλη κάρτα για να δούμε το τι μπορεί να κάνει...
Ευχαριστώ για την προσφορά σου, δεν είμαστε και κοντά ρε παιδάκι μου...να το είχαμε αλλιώς.
 

petronik

Μέλος Σωματείου
18 June 2006
18,212
Θεσσαλονικη
Απάντηση: Re: Μετρήσεις πάνω σε USB Receivers

Mανώλη δεν πιστεύω σε απόλυτες μετρήσεις με απλά εργαλεία που έχουμε, όπως και εσύ αναφέρεις, ιδίως σε μετρήσεις του jitter
Μπορούμε να το δούμε σε σχέση με άλλες υλοποιήσεις που πιθανόν να μας δείξουν κάποιες ατέλειες όσον αφορά τις τεχνικές που εφαρμόζει η κάθε μία συσκευή προσπαθώντας να αντιμετωπίσει τα προβλήματα κατά την μετατροπή. Πολύ σωστά δίνεις μετρήσεις πριν και μετά τον επανασυχρονισμό.

Καλό θα ήταν να υπάρχουν και ακουστικές εντυπώσεις αλλά αυτό χρειάζεται χρόνο οπότε ότι έχουν να πουν οι κάτοχοι αυτών των καρτών.

Προσφέρω το FIFO του Ian, το reclock και το isolator αν θες τα μετρήσεις

Keep up the good work

Σάββα ,εσυ έχεις και τα εξωτερικά ρολόγια του Βούλγαρου ,οπότε μπορείς να πείς αν υπάρχει τουλάχιστον ακουστική βελτίωση
 

Savvas X

Senior Member
22 March 2008
376
Re: Απάντηση: Re: Μετρήσεις πάνω σε USB Receivers

Σάββα ,εσυ έχεις και τα εξωτερικά ρολόγια του Βούλγαρου ,οπότε μπορείς να πείς αν υπάρχει τουλάχιστον ακουστική βελτίωση
Τα ρολόγια δεν κάνουν την μεγάλη διαφορά από πλευράς μετρήσεων ιδίως μεταξύ των συγκεκριμένων (NDK - Chrystek) που στα χαρτιά μετράνε πάνω-κάτω το ίδιο.
Περιμένω με ενδιαφέρον τις μετρήσεις από τις άλλες υλοποιήσεις.
 

lemon

Supreme Member
3 March 2009
4,038
WaveIO

waveIO2.png



Από τις ακριβότερες κάρτες που είχαν κυκλοφορήσει πριν μερικά χρόνια με XMOS, τη χαρακτήριζαν ως audiophile και μάλιστα ήταν πάνω σε 4layer pcb.
Ο κατασκευαστής την εκθειάζει για το πόσο ποιοτική είναι, τη λεπτομέρεια που δόθηκε στην τροφοδοσία και πάει λέγοντας.

Φορά το XS1–L8A–64–LQ64–C5 τσιπ 500 MIPS, στην ουσία της σειράς XS1L8A Series
XMOS-8L6C5-l64.jpg


Στην ουσία είναι ένα επαυξημένο τσιπ σαν αυτό που φοράει η JLSound που είδαμε (6L6C5) και θα έχει ενδιαφέρων η σύγκριση μεταξύ τους.

Εδώ η usb είσοδος πριν πάει στο Usb usb3318 Transceiver, περνάει πρώτα από ένα τετράγωνο τσιπ με χαρακτηριστικά zwg 29k AHD1 και απευθείας μετά από αυτό καταλήγει πάνω στο XMOS.

Δεδομένου ότι στο ίδιο τσιπ, πέφτει άλλη μία είσοδος usb από βύσμα αναμονής (παράκαμψη του Usb type B), μας βάζει σε βάσιμες υποψίες ότι το zwg 29k AHD1 είναι κάτι σαν usb hub ή κάτι παρόμοιο που δέχεται δύο εισόδους και βγάζει μία.
Το περίεργο είναι ότι δεν υποστηρίζεται από τοπικό ρολόι ή κρύσταλλο, πιθανό βέβαια και το σενάριο να είναι δύο εισόδων usb conditioner κάτι παρόμοιο σαν την πατέντα της ΤΙ με το tusb211...το ψάχνω.

Το πακέτο XMOS-Transceiver δέχεται ρολόι της ΑΒΜ συχνότητας 13MHz, ενώ για τη δημιουργία του i2s σήματος υπάρχουν δύο 22,5+/24,5+ ρολόγια της NDK.

Ακολούθως το i2s σήμα καταλήγει είτε σε u.fl έξοδο είτε διαπερνά μέσα από Isolator της NVE (715-3) για να καταλήξει σε 10πιν φίσα.

Μετά το isolator δεν υπάρχει καμία άλλη προσθήκη ή επεξεργασία του σήματος.

Κρίθηκε αναγκαίο να γίνουν μετρήσεις πριν και μετά το isolator, έτσι ώστε να δούμε τι δίνει το ίδιο το XMOS αλλά και το πως επιδρά το συγκεκριμένο isolator πάνω σε αυτό το σήμα.

Μετρήθηκε με οδηγό 2.23.0 ο οποίος ήταν συμβατός με τα Win 'XP που έχει ο υπολογιστής στο εργαστήριο.

Τροφοδοσία της δώσαμε εξωτερική από εργαστηριακό τροφοδοτικό Rigol DP832, η κατανάλωσή της για αρχεία 44-384Κ κυμάνθηκε από 310-330mA για χρήση usb, το isolator κατανάλωνε μόλις 5mA.
Ο τοπικός θόρυβος σε διάφορα σημεία τροφοδοσίας ήταν αρκετά καλός με εξαίρεση το θόρυβο στα δύο ρολόγια NDK, η άποψή μου είναι ότι πρέπει να δεχθεί καλύτερη αποσύζευξη στο σημείο αυτό γιατί ανινχεύθηκαν αυξημένα επίπεδα θορύβου.


Σήματα πριν το isolator

Εάν δούμε τη σύλληψη του data eye pattern, παρατηρούμε ότι υποφέρει από μετατόπιση στο χρόνο, υπάρχει σχεδόν μια αλληλουχία ανά 2nsec η οποία σε persist 5sec του παλμού συλλαμβάνεται τρεις φορές, αυτή η αστάθεια στη συχνότητα αν και σε μικρότερο βαθμό την είχαμε δει και στην αντίστοιχη υλοποίηση της JLSound που στηρίζεται σε ίδιας γενιάς τσιπ. Μάλλον είναι χαρακτηριστικό αυτής της γενιάς XMOS.
Το σχήμα που τείνει να παρουσιάσει το data eye pattern είναι λίγο πιο ομοιόμορφο από το αντίστοιχο της JLSound παρόλο που ντριφτάρει περισσότερο αν το πούμε λαϊκά.

data_pers5sec_44K before isolator.png

Το ίδιο φαινόμενο παρατηρείται και στο σήμα bclk, το σήμα παρουσιάζει διπλή μετατόπιση και εδώ όπως στη JLSound και μάλιστα έχει μια τάση για μεγαλύτερο jitter. To μέτωπο του παλμού εδώ είναι λιγότερο απότομο ίσως από διαφορετική αντίσταση τερματισμού σε σχέση με το αντίστοιχο της JLSound.
Οι παρακάτω συλλήψεις αφορούν σήματα 44Κ και 192Κ ακολούθως.

bclk_pers5sec_44K before isolator.png
bclk_pers5sec_192K before isolator.png


Σήματα μετά το isolator

Γνωρίζουμε τη σημασία ενός απομονωτή και για ποιο λόγο τον προτιμάμε, γνωρίζουμε φυσικά ότι ο καλύτερος isoalator προσθέτει jitter περίπου 10ps RMS.
Στην περίπτωσή μας χρησιμοποιείται η NVE μια αμερικάνικη εταιρία που παράγει από τους καλύτερους απομονωτές.

Data Eye Pattern
data_pers5sec_44K after isolator.png

Bclk σε δειγματοληψίες 44Κ & 192Κ
bclk_pers5sec_44K after isolator.png
bclk_pers5sec_192K after isolator.png

Εάν συγκρίνουμε τα αντίστοιχα Data Eye Pattern & Bclk πριν και μετά την απομόνωση, βλέπουμε ότι το σήμα βγαίνει σχεδόν αναλοίωτο μετά τον απομονωτή της NVE, δείγμα του πόσο καλά κάνει τη δουλειά του. Φυσικά, προσθέτει jitter, αναφέραμε ότι υπάρχει στη βιβλιογραφία του διαδικτύου αναφορά για 10ps RMS, αλλά δεν θα ήταν δυνατόν να αποδοθεί εδώ με αυτά τα μέσα μέτρησης.
Η επιλογή της NVE - ως απομονωτής - δεν επιφέρει σημαντική χειροτέρευση του σήματος, κάτι που ίσως αποτελεί αναβάθμιση για τους κατόχους της JLSound που πρέπει το αντίστοιχο της Si να είναι συμβατό με κάποιο της NVE.

Εν κατακλείδι, περιμέναμε καλύτερα αποτελέσματα.

Φαίνεται πως η συγκεκριμένη XMOS γενιά είχε αρκετά προβλήματα που εντέχνως αποκρύφθηκαν και καλύφθηκαν από τους κατασκευαστές από άλλα κόλπα (επαναναχρονισμού κ.α)

Για να γίνει αποδεκτό θέλει reclocking οπωσδήποτε!
 

lemon

Supreme Member
3 March 2009
4,038
...
Εδώ η usb είσοδος πριν πάει στο Usb usb3318 Transceiver, περνάει πρώτα από ένα τετράγωνο τσιπ με χαρακτηριστικά zwg 29k AHD1 και απευθείας μετά από αυτό καταλήγει πάνω στο XMOS.

Δεδομένου ότι στο ίδιο τσιπ, πέφτει άλλη μία είσοδος usb από βύσμα αναμονής (παράκαμψη του Usb type B), μας βάζει σε βάσιμες υποψίες ότι το zwg 29k AHD1 είναι κάτι σαν usb hub ή κάτι παρόμοιο που δέχεται δύο εισόδους και βγάζει μία.
Το περίεργο είναι ότι δεν υποστηρίζεται από τοπικό ρολόι ή κρύσταλλο, πιθανό βέβαια και το σενάριο να είναι δύο εισόδων usb conditioner κάτι παρόμοιο σαν την πατέντα της ΤΙ με το tusb211...το ψάχνω.
...

Βρέθηκε και αυτό.
Είναι ένα TS3USB221DRCR High-Speed USB 2.0, 1:2 Multiplexer–Demultiplexer που στην ουσία κάνει τη διαμεταγωγή των δύο usb εισόδων.
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ts3usb221.pdf
Λογικό γιατί δεν έχει κρύσταλλο ή ρολόι λοιπόν.
 

dinos

Moderator
Staff member
17 June 2006
705
Πάτρα
Μπράβο Μανόλη για το κουράγιο σου και το ενδιαφέρον που δείχνεις.
Θα ήθελα μόνο να επισημάνω δυο πράγματα.
Πρώτο είναι χρήσιμο να κάνεις εξωτερικό trigger από το ρολόι της πλακέτας στην αντίστοιχη είσοδο του παλμογράφου, με σωστό τερματισμό και χαμηλή επιβάρυνση του σήματος.
Δεύτερο το χρονικό delay που εμφανίζεται σε όλε τις μετρήσεις ίσως να προέχεται από εσωτερική καθυστέρηση στο παλμογράφο (έχει την ιδία τιμή με τη βάση χρόνου στα 2 nsec). Ίσως αλλάξουν μερικά πράγματα στις κυματομορφές. Είναι σημαντικό να επισημάνουμε πως το jitter που απεικονίζεται είναι το αθροιστικό που περιλαμβάνει τη συσκευή που μετρούμε, την γραμμή μεταφοράς (probe, κτλ) και τα κυκλώματα του παλμογράφου (trigger jitter, ADC jitter, κτλ).
 

lemon

Supreme Member
3 March 2009
4,038
Ντίνο, δίκιο έχεις ότι το jitter είναι το σύνολο, το έχω αναφέρει στο μήνυμα 4 ότι δεν αφορά μόνο τη μετρούμενη συσκευή.

Θα είχα πλήρως ένσταση για το τι φαίνεται εάν δεν υπήρχαν κάρτες που να δείξουν καλύτερη συμπεριφορά και στο θέμα χρονικής μετατότισης και στο jitter.
Δηλαδή με λίγα λόγια υπάρχουν άλλες κάρτες που δεν παρουσιάζουν καμία χρονική μετατόπιση του παλμού, εννοείται με την ίδια μεθοδολογία και στον ίδιο παλμογράφο και σε οποιαδήποτε στιγμή.

Αυτό που με βάζει σε σκέψεις στη μεθοδολογία, είναι μήπως σε εκείνες τις περιπτώσεις - που θα παρουσιαστούν σε επόμενη φάση - που η μέτρηση βγαίνει σχεδόν "καθαρή" το αποτέλεσμα οφείλεται σε καλύτερη συνεργασία των κυκλωμάτων του παλμογράφου με τα ρολόγια αυτών...αλλά επειδή στις μετρήσεις που έχω κάνει μέχρι τώρα είμαι μερικά βήματα παρακάτω από αυτά που παρουσιάζω σιγά-σιγά, δεν είχαν (αυτά τα receiver) τα ίδια ρολόγια επάνω, είχαν διαφορετικά.

ΜΕΤΕΠΕΙΤΑ ΠΡΟΣΘΗΚΗ

Έκανα κάποιες γρήγορες δοκιμές στην τελευταία XMOS που δοκιμάζω.
Με εξωτερικό trigger από τη γεννήτρια Hameg που έχω (σήμα TTL) δεν κατέστει δυνατή η σύλληψη, κατόπιν έκανα την εξής δοκιμή, στη μία είσοδο ο παλμογράφος κατέγραφε τον παλμό στο bclk, στην άλλη είσοδο κατέγραφε το master clock της κάρτας XMOS και έβαλα ως trigger να λαμβάνει το κανάλι 2 δηλ. το master clock.
Και σε αυτή την περίπτωση όπως φαίνεται παρακάτω δίχως κανένα persist παλμού, ο παλμογράφος συλλαμβάνει δεύτερο παλμό κατά τη γνωστή μετατόπιση (κόκκινο γράφημα).
Θα το συζητήσουμε περισσότερο Ντίνο το θέμα...γιατί σήμερα θα ανεβάσω τα αποτελέσματα της τελευταίας XMOS κάρτας.

bclk_no persist.png
 
Last edited:

lemon

Supreme Member
3 March 2009
4,038
diyhnhk XMOS Multichannel

xmos-multi2.jpg

Στηρίζεται σε XMOS τελευταίας γενιάς XCORE-200 XU216-512 with 2 tiles 16 Cores και φθάνει τα 2000 MIPS έναντι των 500 της προηγούμενης γενιάς.
Είναι μαρκαρισμένη ως U11692C20 που αντιστοιχεί σε κωδικό XUF216-512-TQ128-C20 με Speed Grade ta 1000 MIPS. Επειδή όμως βρίσκεται σε dual issue mode
επιτυγχάνει τα 2000 MIPS

Η usb είσοδος πέφτει κατευθείαν πάνω στο τσιπ, που σημαίνει ότι σε αυτή τη γενιά ενσωματώθηκε ο usb Transceiver μέσα στο τσιπ και δεν χρειάζεται εξωτερικό.

Τοπικά το XMOS συνεπικουρείται από ένα 24άρι ρολόι και δύο 22,5+/24,5+ MHz ρολόγια της NDK.

Τίποτα άλλο δεν χρειάζεται για να λειτουργήσει, παρά μόνο την τροφοδοσία και την απαραίτητη αποσύζευξη σε κατάλληλα σημεία.

Μετρήθηκε με οδηγό 2.23.0 (DIYINHK DXIO Stereo USB Audio Driver v2.23) που υποστηρίζει Win'XP 32bit.
H σταθερότητα του οδηγού ήταν περίεργη, μέχρι και τα 192Κ πάει μια χαρά, στα 352/384 στο foobar έπαιζε παράξενα ο κέρσορας θέσης του track (ακουστική εκτίμηση σαφώς δεν έγινε).

Τροφοδοσία δώσαμε στην αντίστοιχη θέση 3.3V, από εξωτερικό εργαστηριακό τροφοδοτικό το οποίο κατέγραψε μια κατανάλωση 315-320mA όταν η συσκευή ενεργοποιείται και μια κατανάλωση από
375-385mA όταν της δώσαμε να παίξει αρχεία 44-192Κ.
Τα σημεία είτε μέτρησης είτε τροφοδοσίας φαίνονται στην παρακάτω εικόνα.

xmos-multi.jpg

Μετρήσεις σημάτων

Εάν δούμε τη σύλληψη του data eye pattern, είναι η καλύτερη που έχει καταγραφεί μέχρι στιγμής από XMOS.
Έχει ομοιόμορφο σχήμα (το ζητούμενο σε αυτή τη μέτρηση), δίχως εξάρσεις.
Δυστυχώς όμως έχει και αυτή η έκδοση επανάληψη παλμού (αστάθεια) κατά 2nsec περίπου, η οποία συλλαμβάνεται εάν ζητήσουμε παλμό με παραμονή (persist) 5sec.

data_pers5sec_44K.png

Αλλά και σε κανονική σύλληψη, φαίνεται ο διπλός παλμός.

bclk_no persist.png

Τείνει να είναι χαρακτηριστικό του XMOS το οποίο σε αυτή την έκδοση έχει βελτιωθεί, αλλά δυστυχώς δεν έχει εξαλειφθεί.
Σε κάθε παλμό εάν δούμε το πλάτος της μετατόπισης (jitter) με τη μεθοδολογία που τηρούμε, φαίνεται ότι για χρόνο σύλληψης παλμού τα 5sec, είναι κάπου στα 600ps με 300ps για τον πρώτο και δεύτερο παλμό αντίστοιχα.

Αυτό φαίνεται πιο καθαρά στη σύλληψη του bclk στα 44K αν και στα 192K δεν παρατηρείται σημαντική διαφορά.

bclk_pers5sec_44K.png
bclk_pers5sec_192K.png

Εν κατακλείδι, καλύτερα αποτελέσματα από τις άλλες παλιότερες εκδόσεις του XMOS, αλλά το θέμα της χρονικής μετατόπισης του παλμού παραμένει, αν και βελτιωμένο και αυτό ως προς τις προηγούμενες εκδόσεις.
Ακριβώς τα ίδια και για το πως εμφανίζεται το jitter, μειωμένο αλλά όχι καθαρό που να καλύπτεται μέσα στα όρια του παλμογράφου.

Για να εξαληφθεί η χρονική μετατόπιση θέλει reclocking οπωσδήποτε!

Μακάρι να αποδειχθεί ότι φταίει η μεθοδολογία και δεν είναι τερτίπι του XMOS, γιατί το XMOS είναι μία από τις μεγαλύτερες σε πωλήσεις κάρτα και μας δίνεται και η δυνατότητα να την αντιμετωπίσουμε μέσω του diy καθότι η εταιρία δίνει αρκετό υλικό για να φλασαριστεί από το χρήστη.
 

lemon

Supreme Member
3 March 2009
4,038
diyhnhk CMedia6631A Black no isolator

dsc02620-001.jpg


Στηρίζεται σε CMedia6631A, ένα τσιπ που έχει χιλιοφορεθεί κυρίως σε usb receiver χαμηλότερης τιμής.
Η audiophile κοινότητα, τουλάχιστον μια μερίδα της, τη σνόμπαρε καθώς τη θεωρούσε ότι ήταν στο κάτω άκρο των καλών receiver.
Έχει χιλιοκυκλοφορήσει σε διάφορες Κινέζικες κατασκευές, ο diyinhk την έχει φτιάξει σε διάφορες παραλλαγές με πράσινη, άσπρη, μαύρη πλακέτα, δίχως islator, με isolator
με διάφορα ρολόγια και πάει λέγοντας.
Κυκλοφορεί και ειδικό utility, παραμετροποίησης του fw με φλασάρισμα για έξοδο i2s ή spdif και παραλλαγές πάνω στο fw.

Το CMedia που φορά είναι μαρκαρισμένο ως CM6631A ROP79.7C.
Υποστηρίζεται από τσιπ μνήμης, τοπικό ρολοι 12MHz, ενώ τα ρολόγια καθορισμού του i2s σήματος είναι 45.158/49.152MHz διαφορετικών κατασκευαστών!

Η πλακέτα αυτή δεν έχει isolator αλλά βγάζει κατευθείαν το σήμα i2s πάνω σε πολυφίσα.

Τίποτα άλλο δεν χρειάζεται για να λειτουργήσει, παρά μόνο τροφοδοσία μέσω usb.

Μετρήθηκε με οδηγό 5.12.11.160 έκδοσης που υποστηρίζει τα Win'XP 32bit του υπολογιστή του εργαστηρίου.
H κάρτα αυτή πάει μέχρι και τα 192Κ.


Μετρήσεις σημάτων

Εάν δούμε τη σύλληψη του data eye pattern, δεν παρουσιάζει σύλληψη χρονικής μετατόπισης παλμού, όπως παρατηρήσαμε με τη συγκεκριμένη μεθοδολογία στις κάρτες με XMOS.
H oμοιορμοφφία του παλμού φαίνεται αρκετά καλή με μικρές εξάρσεις κατά το αριστερό μέρος του data eye pattern.

data_pers5sec_44K(2).png

Στη σύλληψη των 5sec, τείνει να αυξάνει το εμφανιζόμενο jitter, αλλά αυτό θα το δούμε καλύτερα στο bclk παρακάτω.

Στα δύο παρακάτω σήματα bclk στα 44Κ & 192Κ αντίστοιχα, φαίνεται ότι ο παλμός είναι σωστός, δείγμα σωστού τερματισμού.

bclk_pers5sec_44K.png
bclk_pers5sec_192K.png

Το εμφανιζόμενο jitter σε κύκλο 5sec. φαίνεται να είναι 600ps στα 44Κ, το οποίο αυξάνει στα 760ps στα 192KHz κατά προσέγγιση και στις δύο μετρήσεις.


Εν κατακλείδι, καλύτερα αποτελέσματα από τις μέχρι τώρα μετρήσεις του XMOS, λίγο αυξανόμενο jitter το οποίο ίσως να μειώνεται με καλύτερα ρολόγια, γιατί τουλάχιστον αυτά που φοράει είναι...

Δεν φαίνεται να απαιτεί reclocking απαραίτητα, αν και θα μπορούσε να την ωφελήσει σε θέματα jitter.
 
Last edited:

Salas

AVClub Addicted Member
4 December 2006
1,968
Άκουσα τον Pioneer U-05 DAC στο σύστημα μου και είχε χαρακτηριστικά καθαρή εστίαση. Χρησιμοποιεί C-Media CM6632A. Ίσως δεν έκαναν αυτήν την επιλογή απλώς για χαμηλοτερο κόστος.
 

lemon

Supreme Member
3 March 2009
4,038
Το πόσο σανό τρώμε Νικόλα δίχως να το ξέρουμε, το ανακαλύπτουμε σταδιακά μέσα από τα λάθη μας και τις εμπειρίες μας. Αναφέρομαι σε όλες τις πτυχές της ανθρώπινης δραστηριότητας όχι μόνο στο χόμπι μας.
Ειλικρινά, ακόμη τα κοιτώ διερευνητικά και με επιφύλαξη, γιατί πάντα ελοχεύει ο κίνδυνος μεθοδολογικού σφάλματος ακόμη και στα όρια της διαβολικής σύμπτωσης.
Σκέπτομαι αυτά που έγραψε ο Ντίνος και θα δούμε εάν όντως έχουμε πέσει στην περίπτωση...αλλά πολύ σύμπτωση για να είναι διαβολικό!

Παλιότερα, κοιτούσα το πως επιδρούν μερικές από αυτές τις κάρτες στο θόρυβο (noise floor), μετρήσεις παραμόρφωσης-ενδοδιαμόρφωσης πάνω σε σταθερό DAC μέσω Spectrum Analyser (FFT).
Είχα δει τότε ότι και οι δύο CMedia6631A κάρτες που είχα, μια τυπική κινέζικη πράσινη που χιλιοπωλείται και μια άσπρη diyinhk με isolator, ότι παρουσίαζαν αυξημένο noise floor σε σύγκριση με μια amanero, σε σημείο που η μέτρηση για παράδειγμα του jitter από την αναλογική έξοδο του dac, όταν η μέτρηση προερχόταν από τη CMedia να μην έχει σχεδόν τίποτα από αιχμές παράπλευρα της βασικής, ενώ όταν προερxόταν από amanero να βλέπεις κατά διαστήματα αιχμές (όχι κατά βάση πολλαπλάσια της βασικής), αλλά υπήρχαν...εάν τις παρατηρούσες προσεκτικά θα έβλεπες ότι οι κορυφές ήταν στο όριο που απέδιδε η CMedia το Noise Floor, οπότε στην ουσία τις ενσωμάτωνε μέσα στο noise floor και δεν ήταν ορατές.

Να είναι καλά η τρελοπαρέα, με προμήθευσε με αρκετές κάρτες, σε σημείο να καλύπτουμε μεγάλο κομμάτι αυτών που κυκλοφορούν, μέχρι και CMedia6631 σκέτη μου βρήκαν με μνήμη eeprom από υπολογιστή, θα τα βάλουμε όλα κάτω, θα δούμε την τελική σούμα, θα βάλουμε και 1-2 reclocker που έχουμε να δούμε τι πραγματικά αλλάζει με ένα πολύ καλό επαναχρονισμό και τα συζητάμε...
 

Savvas X

Senior Member
22 March 2008
376
Σούπερ. Δεν πρόκειται να βγάλουμε μετρήσεις για κριτική αλλά βλέποντας τα αποτελέσματα συγκριτικά και διασταυρώνοντας και άλλες πληροφορίες να κάνουμε μια πρώτη ιχνογράφηση της ψηφιακής διαδρομής του ήχου. Επί του θέματος δεν έχω δει πολλές μετρήσεις ούτε και σοβαρά συγκριτικά.

Για το XMOS ο αντίπαλος νομίζω είναι η Amanero κυρίως λόγω DSD, κάπου στο DIYAudio υπήρχαν μετρήσεις όπου η Amanero τα πηγαίνει καλύτερα
Μετρήσεις με reckocking εξωτερικό θα ήταν καλό να γίνουν καθώς σε asynchronous mode λένε ότι παίζουν καλύτερα τα DAC.
Αν και είμαστε μακριά, ότι έχω στη διάθεσή σου.
 

lemon

Supreme Member
3 March 2009
4,038
Καλημέρα,
Σάββα οι μετρήσεις που αναφέρεσαι ήταν του Ian και μάλιστα σε παλμογράφο αρκετών χιλιάδων ευρώ και πράγματι είχαν δείξει ότι ανάμεσα στις τότε κάρτες που είχαν δοκιμαστεί η amanero έδινε το μικρότερο jitter.
Οι δικές μας μετρήσεις είναι περισσότερο ενδεικτικές και ίσως οι μόνες που προσπαθούν να βάλουν και το data eye pattern.
Μακάρι να μπορούσαμε να μετρήσουμε και το usb data eye pattern, εκεί θα βλέπαμε τέρατα, αλλά είπαμε εξοπλισμός για τέτοια μέτρηση δεν...

Θα δούμε και με το Ντίνο, μήπως το βεζεβούλι μας έβαλε το ποδαράκι του και πέσαμε στην περίπτωση των XMOS, αν και από ότι βλέπουμε το jitter είναι αυξημένο, παρόλο που η συγκεκριμένη μέθοδος δεν είναι στις ενδεδειγμένες, όπως γράψαμε ούτε jitter RMS ούτε periodical jitter μετράμε, μετράμε όντως ένα περιοδικό Jitter στα 5sec, όπου βλέπουμε μέχρι τώρα ότι τα XMOS απαιτούν επαναχρονισμό (για παράδειγμα η βελτίωση στα 44Κ της JLSound), ενώ η CMedia6631Α ενώ δεν είναι άριστη στο πως εμφανίζει το jitter, εντούτοις τα έχει πάει καλύτερα από τις XMOS.

Έχω ακόμη στο συρτάρι, άλλες 4 κάρτες.
Δύο CMedia, amanero και μία δική μας πάνω στο Atmel.
Έχω του Ian και του Acko τα reclocking, που θα τα δούμε και αυτά που θα τα βάλουμε για να δούμε αλλαγές και ότι άλλο κατεβάσει η κούτρα μας στην πορεία. Μπορούμε να μετρήσουμε και τη δική μας κάρτα που ήδη παίζει σε slave mode με εξωτερικό ρολόι προγραμματιζόμενο, αλλά εδώ εισέρχονται πολλοί εξωτερικοί παράγοντες και το αποτέλεσμα μπορεί να θεωρηθεί τυχαίο ή εξ´ατομικευμένη περίπτωση.
Μπορούμε σε μία κάρτα που δεν τα έχει πάει καλά να αλλάξουμε τα ρολόγια της ή ακόμη και να δώσουμε και εξωτερική τροφοδοσία στα ρολόγια της και να δούμε εάν οι μετρήσεις θα αλλάξουν.
 

lemon

Supreme Member
3 March 2009
4,038
[email protected] CMedia6631A Green

$_57.JPG


Στηρίζεται σε CMedia6631A και είναι μάλλον η κάρτα που έχει χιλιοπωλήσει με αυτό το τσιπ.
Αυτούσιο σχέδιο με το το αντίστοιχο του diyinhk, μόνο που εδώ τα υλικά είναι ακόμη πιο φθηνά έτσι ώστε να βγει σε μια τιμή 20-30 ευρώ.

Κυκλοφορεί και ειδικό utility, παραμετροποίησης του fw με φλασάρισμα για έξοδο i2s ή spdif και παραλλαγές πάνω στο fw.

Το CMedia που φορά είναι μαρκαρισμένο ως CM6631A R23Μ9.06
Υποστηρίζεται από τσιπ μνήμης, τοπικό ρολοι 12MHz, ενώ τα ρολόγια καθορισμού του i2s σήματος είναι 45.158/49.152MHz διαφορετικών κατασκευαστών και σε αυτή την κάρτα και χαμηλότατης τιμής!

Η πλακέτα αυτή δεν έχει isolator αλλά βγάζει κατευθείαν το σήμα i2s πάνω σε πολυφίσα.

Τίποτα άλλο δεν χρειάζεται για να λειτουργήσει, παρά μόνο τροφοδοσία μέσω usb.

Μετρήθηκε με οδηγό 5.12.11.80 έκδοσης που υποστηρίζει τα Win'XP 32bit του υπολογιστή του εργαστηρίου.
H κάρτα αυτή πάει μέχρι και τα 192Κ.


Μετρήσεις σημάτων

Εάν δούμε τη σύλληψη του data eye pattern, δεν παρουσιάζει σύλληψη χρονικής μετατόπισης παλμού, όπως παρατηρήσαμε με τη συγκεκριμένη μεθοδολογία στις κάρτες με XMOS.
H oμοιορμοφφία του παλμού φαίνεται αρκετά παρόμοια με την άλλη του diyinhk, παρουσιάζει όμως μια τάση για μεγαλύτερο jitter.

data_pers5sec_44K.png

Στα δύο παρακάτω σήματα bclk στα 44Κ & 192Κ αντίστοιχα, φαίνεται ότι ο παλμός είναι σωστός, δείγμα σωστού τερματισμού.

bclk_pers5sec_44K.png
bclk_pers5sec_192K.png

Το εμφανιζόμενο jitter σε κύκλο 5sec. φαίνεται να είναι στα 500ps στα 44Κ, το οποίο αυξάνει στα 960ps στα 192KHz κατά προσέγγιση.
Δηλαδή βλέπουμε μικρότερο jitter στα 44K και μεγαλύτερο στα 192K σε σύγκριση με την αντίστοιχη του diyinhk.

Οι διαφορές πιθανόν να οφείλονται στα ρολόγια ή ακόμη και στο ίδιο το layout της κάρτας (θέμα διερεύνησης).

Εν κατακλείδι, καλύτερα αποτελέσματα από τις μέχρι τώρα μετρήσεις του XMOS, σχεδόν πανομοιότυπες μετρήσεις με την ομόσταυλη του diyinhk, λίγο αυξανόμενο jitter στα 192Κ.

Δεν φαίνεται να απαιτεί reclocking απαραίτητο, αν και θα μπορούσε να την ωφελήσει σε θέματα jitter.
 

lemon

Supreme Member
3 March 2009
4,038
Amanero 384 Combo.

Amanero-USB-I2S-module-PCM-combo384-module-support-DSD-512-for-LKS-ES9018-DAC.jpg


Στηριγμένη πάνω στη γενιά Atmel SAM3U Series.
Είναι μαρκαρισμένη ως ATSAM3U2CA-AU, ένα μέλος της οικογένειας των Flash μικροελεγκτών βασισμένα στην απόδοση ενός 32-bit ARM Cortex-M3 RISC επεξεργαστή.
Το ATSAM3U2CA-AU περιέχει 128Kbytes μνήμης σε συσκευασία LQFP100.

Η usb είσοδος πέφτει απευθείας πάνω στο ATSAM3U2CA-AU, οπότε το Transceiver Interface εμπεριέχεται μέσα στο τσιπ.

Το ATSAM3U2CA-AU στην amanero δέχεται ρολόι logic 12MHz (μάρκας KSS) και προς έκπληξη δεν οδηγείται από δύο εξωτερικά ρολόγια απευθείας, αλλά το i2s data σήμα οδεύει σε ένα CPLD και πιο συγκεκριμένα σε ένα Xilinx XC2C64A-5VQ44C πακέτου PQFP44, όπου πάνω σε αυτό πέφτουν τα δύο εξωτερικά ρολόγια MEC 22.5792/24.576 MHz και εν συνεχεία από το Xilinx φεύγουν οι συνιστώσες του i2s σήματος.

Αναφέρεται ότι η επιλογή προσθήκης CPLD, έγινε γιατί πρόσφερε το καλύτερο jitter σε αντιδιαστολή με το jitter των fpga που είναι μεγαλύτερο τουλάχιστον κατά 10 φορές.

Αυτή η κάρτα δεν χρησιμοποιεί ούτε isolator, ούτε επαναχρονισμό, το σήμα i2s δημιουργείται από το usb σήμα και το δίνει απευθείας στην έξοδο μέσω 20pin φίσας, ούτε u.fl ούτε τίποτα.

Μετρήθηκε με τον τελευταίο fw_1096c4w2 και CPLD_1080 που δίνεται από τον επίσημο ιστότοπο για φλασάρισμα της κάρτας.

Η τροφοδοσία της κάρτας έγινε όπως προβλέπεται από τον κατασκευαστή, δηλ. απευθείας από το usb δίαυλο.

Δεδομένης της αρχιτεκτονικής της κρίθηκε ότι πρέπει να μετρηθεί ακριβώς στην έξοδο του atmel για το data και ακολούθως στην 20πιν έξοδο.


Σήματα στην έξοδο του atmel

Εάν δούμε τη σύλληψη του data eye pattern, παρατηρούμε ότι είναι άψογο κατά εντυπωσιακό τρόπο, συμμετρικότατο, ομαλότατο με κάπως αργό slew rate. Tο εμφανιζόμενο jitter
είναι μέσα στα όρια σφάλματος του ίδιου του παλμογράφου. Εντυπωσιακό θα λέγαμε....

data pers5sec_atmel 44K.png

Σήματα μετά το Xilinx, στην έξοδο της κάρτας
Η σύλληψη του data eye pattern, είναι πολύ καλή αν και έχει χειροτερέψει κάπως ως προς τη συμμετρικότητα σε σχέση με το αντίστοιχο που έβγαινε από το atmel.
Απεναντίας έχει ανέβει το slew rate του παλμού.

data_pers5sec_44K.png

Το σήμα bclk είναι το ίδιο καλό σε σήμα 44Κ, όσο και σε μεγαλύτερες δειγματοληψίες, σε δειγματοληψία 44Κ με τη μέθοδο που ακολουθήσαμε δεν ξεπερνάει τα 120ps ενώ στα 192Κ προσεγγίζει με το ζόρι τα 130ps
Μακρά καλύτερα από οποιαδήποτε κάρτα μετρήσαμε ως τώρα, ακόμα και από το 44άρι της JLSound που είχε και επαναχρονισμό.

bclk pers5sec_44K.png
bclk pers5sec_192K.png

Αυτή η κάρτα όντως δίνει αποτελέσματα για σεμινάριο, σε σχέση με τις άλλες που έχουμε δει. Η αχίλειος πτέρνα της είναι ένα και μοναδικό σημείο, η τροφοδοσία της, επιλέχθηκε ένα rail τροφοδοσίας
από το usb δίαυλο, το οποίο φιλτράρεται από ένα μικρό πηνία smd 0805 και ένα πυνκωτή αποσύζευξης και έπειτα τύπου ADP-150 δίνει τόσο στα atmel, xilinx, ρολόγια ενώ το για το 1.8Vcore υπάρχει άλλο ένα ADP-150 για αυτό το λόγο.

3.3V output_noise.png

Εν κατακλείδι, πάρα πολύ καλά αποτελέσματα.
Δεν απαιτείται επαναχρονισμός σε τέτοιο σήμα, το μόνο σημείο που θα έπρεπε να βελτιωθεί είναι ο τρόπος τροφοδοσίας της κάρτας, έτσι ώστε τα rail να εμφανίζουν χαμηλό θόρυβο και η δυνατότητα προσθήκης διαφορετικών ρολογιών.
 
Last edited:

Savvas X

Senior Member
22 March 2008
376
Υποθέτω Μανώλη πως με κάποια από τα προβλήματα της Amanero θα έχουν ασχοληθεί αρκετοί καθώς υπάρχει μεγάλη βάση χρηστών της κάρτας

Όσον αφορά τα XMOS οι συγκεκριμένες υλοποιήσεις, δεν βγήκαν από ένα πολυμελές επιστημονικό εργαστήριο, είναι προϊόν κατά μεγάλο ποσοστό ενός ατόμου. Οπότε δεν περιμένω να είναι η τελευταία λέξη αυτού που μπορεί να δώσει το τσιπάκι. Έχω δει και άλλες υπολοποιήσεις ΟΕΜ από μεγαλύτερους κατασκευαστές αλλά δεν είναι διαθέσιμες ως μεμονομένο προϊόν

Νομίζω η παρουσίαση ήταν εκτενής και έγινε ότι ήταν δυνατόν με τα μέσα που ήταν διαθέσιμα, αν υπάρξει καλύτερη μεθοδολογία έχει καλώς.
Αν υπάρχουν συγκρητικές ακουστικές εντυπώσεις ας αναφερθούν. Η δικιά μου εμπειρία σε USB to I2S είναι δυστηχώς ανάμεσα σε XMOS (jlsounds) και 2706 που είναι αρκετά παλιό τσιπάκι με φυσικό συνεπακόλουθο να χάσει κατά κράτος, ιδίως στην ανάλυση και δυναμικά που του XMOS είναι άλλου επιπέδου.

Κάνε και ένα διάλλειμα Μανώλη να κρυώσει και ο παλμογράφος.