Il 1541 è morto, lunga vita al 1541

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Re: Il 1541 è morto, lunga vita al 1541

Messaggio Da b.veneri il 2/6/2015, 10:05

E come funziona, a grandi linee e semplificato cosi' che anche io possa capirlo, il "simultaneous mode" ?

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Re: Il 1541 è morto, lunga vita al 1541

Messaggio Da bandAlex il 4/6/2015, 00:12

@b.veneri ha scritto:E come funziona, a grandi linee e semplificato cosi' che anche io possa capirlo, il "simultaneous mode"?

Il TDA1541, nella stragrande maggioranza dei casi, e come avviene normalmente per quasi tutti i chip dac, ha l'input che rispetta il protocollo I2S. Tale protocollo viene definito alla fine degli anni '70 del secolo scorso, e nasce con lo scopo di standardizzare il trasferimento di dati audio tra chip (il nome esatto sarebbe IIS, Inter-IC-Sound).

Normalmente, per l'I2S i segnali utilizzati sono tre: un bit clock o BCK, un word clock o WS e un segnale dati o DATA. Nel TDA1541 tali segnali corrispondono ai piedini 1, 2 e 3.  



Con l'I2S i segnali dei due canali sinistro e destro viaggiano multiplexati, ovvero usano la stessa linea dati (il segnale DATA). Gli altri due segnali (BCK e WS) servono per il timing, in modo da sincronizzare correttamente la lettura. Questo è il diagramma relativo all'I2S:



Quando WS è basso (nella figura PBLRC) i bit della linea DATA (PBDAT) sono quelli del sinistro, quando è alto sono quelli del destro. I bit di ciascun valore digitale sono serializzati, ovvero scorrono sulla linea DATA uno dietro l'altro: il primo a  passare è l'MSB (il bit più significativo) di ciascuna parola e di seguito tutti gli altri. Il bit clock (BCK) fornisce il sincronismo per i bit, e facendo un semplice calcolo si ricava quella che deve essere la sua frequenza: dal momento che in un periodo corrispondente alla frequenza di campionamento (segnale PBLRC) devono scorrere n bit, tale frequenza sarà di fs * n; nel caso dei 44.1 KHz e 16 bit quindi 44.1 * (16 + 16) = 1.411 MHz. Normalmente oggi il flusso I2S in uscita, ad esempio, da un'interfaccia USB, ha un frame di 64 bit, ovvero ogni parola di ciascun canale è composta da 32 bit e quindi il BCK, per una frequenza di campionamento di 44.1 KHz, ha una frequenza di 64 fs = 2.8 MHz circa.

Se invece il segnale è campionato a 96 KHz, la frequenza del BCK, per una risoluzione di 16 bit, è di 3 MHz circa, mentre per una risoluzione di 24 bit è di 4.6 MHz.

Come è facilmente comprensibile, la frequenza di bit è legata alla frequenza di campionamento e alla lunghezza della parola (cioè alla risoluzione). Dal momento che oggi, con i moderni ricevitori USB, il BCK è fissato a 64 fs, al chip dac arriveranno sempre due parole da 32 bit per ciascun campione, anche quando la sorgente si ferma a 16 (cioè anche quando ascoltiamo un brano 16 bit). Questo ha delle profonde implicazioni che vedremo in seguito.

In un circuito digitale i segnali più problematici sono quelli a frequenza più alta. E' chiaro quindi che si deve porre una particolare attenzione al BCK e soprattutto alla linea DATA. Più alta è la frequenza del BCK e più diventa importante il perfetto allineamento tra i due segnali.

Il TDA1541 può ricevere i dati anche con una seconda modalità, il cosiddetto "simultaneous mode". Tale modalità è ereditata dal precedente TDA1540, che poteva funzionare solo così (il protocollo I2S non era ancora stato finalizzato).

Mentre nell'I2S i due canali L e R sono multiplexati e viaggiano sulla stessa linea, nel simultaneous mode (come lascia intuire il nome stesso) ciascun canale ha una linea dedicata, e i dati sono ricevuti contemporaneamente dal dac. In questa modalità, i segnali utilizzati sono quattro: DATA-L, DATA-R, BCK e LE (Latch Enable).



I dati di ciascun canale sono sempre serializzati, con l'MSB a passare per primo. Dopo che l'LSB (il bit meno significativo) è arrivato, il segnale LE diventa positivo per un ciclo del BCK e sull'uscita analogica del dac si ha il valore corrispondente al campione appena letto.

Con il simultaneous mode, a parità di risoluzione e di frequenza di campionamento, il BCK ha una frequenza che è la metà rispetto a quella necessaria con l'I2S.
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Re: Il 1541 è morto, lunga vita al 1541

Messaggio Da b.veneri il 4/6/2015, 08:21

Grazie! wink

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Re: Il 1541 è morto, lunga vita al 1541

Messaggio Da mariovalvola il 4/6/2015, 21:44

scusami ma in simultaneous mode, come comunica il dac con l'ingresso USB?
Grazie
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Re: Il 1541 è morto, lunga vita al 1541

Messaggio Da bandAlex il 5/6/2015, 00:18

@mariovalvola ha scritto:scusami ma in simultaneous mode, come comunica il dac con l'ingresso USB?
Grazie

Sia in multiplexed che in simultaneous mode è necessario un ricevitore USB, ovviamente. La totalità dei ricevitori USB però esce in I2S, e quindi per far funzionare il TDA1541 in simultaneous mode è necessaria un'apposita elettronica di conversione, da interporre subito dopo il ricevitore USB. Quindi il percorso è USB -> I2S -> PCM.

Uso il termine "PCM" per indicare il formato necessario al dac per il simultaneous mode.

Questa elettronica aggiuntiva naturalmente non si trova in commercio, e che io sappia non vi è traccia su internet di alcun progetto di pubblico dominio realmente funzionante.

Il tipo di trasformazione in se' non è cosa complicata, ma se non si ha la possibilità di utilizzare un DSP o un processore con relativo software, essa va realizzata in hardware con porte logiche e shift register. Sto studiando il problema per capire se è fattibile la cosa. In pratica, si tratterebbe di una scheda aggiuntiva da frapporre tra la scheda USB e il dac. Naturalmente quest'ultimo dovrebbe essere impostato per ricevere in simultaneous mode, con tutti i vantaggi che ne conseguono, in primis quello di poter riprodurre flussi fino a 384 KHz, e poi di far lavorare il dac con il BCK a frequenze più basse.
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Re: Il 1541 è morto, lunga vita al 1541

Messaggio Da fstiffo il 7/6/2015, 11:54

Faccio una domanda lievemente off-topic: che motivi ci sono per preferire il TD1541 al TDA1543? Mi scuso se lo hai spiegato già da qualche altra parte.
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Re: Il 1541 è morto, lunga vita al 1541

Messaggio Da NEMO il 7/6/2015, 19:54

@bandAlex ha scritto:
@mariovalvola ha scritto:scusami ma in simultaneous mode, come comunica il dac con l'ingresso USB?
Grazie

Sia in multiplexed che in simultaneous mode è necessario un ricevitore USB, ovviamente. La totalità dei ricevitori USB però esce in I2S, e quindi per far funzionare il TDA1541 in simultaneous mode è necessaria un'apposita elettronica di conversione, da interporre subito dopo il ricevitore USB. Quindi il percorso è USB -> I2S -> PCM.

Uso il termine "PCM" per indicare il formato necessario al dac per il simultaneous mode.

Questa elettronica aggiuntiva naturalmente non si trova in commercio, e che io sappia non vi è traccia su internet di alcun progetto di pubblico dominio realmente funzionante.

Il tipo di trasformazione in se' non è cosa complicata, ma se non si ha la possibilità di utilizzare un DSP o un processore con relativo software, essa va realizzata in hardware con porte logiche e shift register. Sto studiando il problema per capire se è fattibile la cosa. In pratica, si tratterebbe di una scheda aggiuntiva da frapporre tra la scheda USB e il dac. Naturalmente quest'ultimo dovrebbe essere impostato per ricevere in simultaneous mode, con tutti i vantaggi che ne conseguono, in primis quello di poter riprodurre flussi fino a 384 KHz, e poi di far lavorare il dac con il BCK a frequenze più basse.
Salve!

Qualcuno ha cercato di arrivare al limite dei 384KHz

http://www.diyaudio.com/forums/digital-line-level/220407-drive-nos-ad1865-62-pcm1704-02-63-tda1541-fifo-universal-i2s-pcm-driver-board-53.html

http://www.nexthardware.com/forum/cmp2-cmp-cplay/83828-bulgarizzare-un-dac-lector-digicode-tda1541.html
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Messaggio Da bandAlex il 8/6/2015, 00:47

@fstiffo ha scritto:Faccio una domanda lievemente off-topic: che motivi ci sono per preferire il TD1541 al TDA1543? Mi scuso se lo hai spiegato già da qualche altra parte.

Il motivo fondamentale per preferire il TDA1541 è che quest'ultimo è nettamente superiore al TDA1543 in quanto a linearità. Il TDA1543 nasce per impieghi audio generici, praticamente è una versione "economica" del TDA1541.
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Re: Il 1541 è morto, lunga vita al 1541

Messaggio Da bandAlex il 8/6/2015, 01:41


Per quanto riguarda il secondo link, forse ci hanno provato ma non credo ci siano riusciti.  roll

Per il primo link invece si tratta del solito DIYAUDIO, e precisamente si tratta di un thread aperto dal forumer Iancanada, che ha progettato e realizzato una scheda di conversione I2S -> PCM per pilotare non solo il TDA1541, ma anche altri dac. La scheda è basata su un CPLD, ovvero un Complex Programmable Logic Device, per il quale (come per altri CPLD) esiste un sistema di sviluppo apposito, con tanto di linguaggio di programmazione. Il progetto però (e lo schema elettrico) non sono di dominio pubblico, ne' tanto meno lo è il codice, anche se il thread affronta in maniera abbastanza esaustiva il lavoro svolto da Iancanada. L'utilizzo di un CPLD svuota un po' il progetto di quell'interesse che potrebbe stuzzicare l'hobbista, soprattutto se non viene pubblicato il codice sorgente. Invece, lo rende più interessante (e redditizio) per chi produce la scheda. Ho il sospetto che questo prodotto contenga per l'appunto una di quelle schede.

Senza nulla togliere al progetto di Iancanada che è senz'altro di altissimo livello (basti pensare all'integrazione ottenuta), devo dire però che, nonostante le finalità siano le stesse, la strada che intendo seguire io è molto diversa, e non prevede l'utilizzo di un CPLD e nemmeno di un GAL (Generic Array Logic). La scheda sarà così realizzabile da chiunque abbia dimestichezza con un saldatore, ammesso che io riesca nell'intento ovviamente.
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