CS43198 and CS43131 DACs - features of standard digital filters for artificial NOS emulation

Original text in Russian. You can translate text of Google. The original text in Russian page.

ЦАП CS43198 и CS43131 - особенности штатных цифровых фильтров при искуственной эмуляции NOS

Существует устойчивая мода на звук ЦАП с архитектурой R2R без оверсемплинга. Такой режим называется NOS и с учетом архитектуры R2R в таком режиме сигнал строится "лесенкой".

ЦАП с архитектурой дельта-сигма работают иначе, через воспроизведение коротких импульсов на высокой частоте, и перед преобразованием сигнала в импульсный вид звуковой поток повышается по частоте дискретизации. Основные алгоритмы цифровых фильтров разобраны отдельно.

Если рассматривать ЦАП как черный ящик, то часть ЦАП-ов делают повышение поэтапно, сперва через фильтр до определенной частоты дискретизации, настройки которого доступны пользователю, а потом уже другим фильтром в более высокую частоту дискретизации (и меньшей разрядности). На графиках можно отследить максимальную частоту для первого фильтра, где с повышением входной частоты вид меандра перестает меняться. Соответственно при эмуляции NOS через SRC можно ограничиться именно этой пороговой частотой, т.к. дальнейшее повышение не будет менять результат. А вот тем, кто планирует делать ресемплирование в режиме Sharp в максимальных частотах дискретизации, этот тест позволяет понять вероятность эффективности при апсемплинге в максимальную частоту. Если штатный фильтр работает до меньшей частоты, что можно подать на ЦАП, то ресемплиравние в самую высокую частоту имеет смысл. Если нет, то эффект от ресемплирования будет минимальным.

У CS43198 и CS43131 одинаковый вид меандра становится на частоте 352 кГц. Соответственно эффект от внешнего апсемплинга в максимальную частоту с Sharp будет минимален.

В некоторых продуктах существует режим эмулирующий NOS. В CS43198 и CS43131 такая настройка фильтра так и называется. С учетом того, что ЦАП на вход поддерживает частоту дискретизации в 384 кГц, то можно проверить, можно ли получить более "качественный NOS", нежели тот, что заложен штатно. Тестирование показывает, что внешний NOS в 352 кГц получается лучше, чем встроенный. Встроенный в CS43198/CS43131 по своей эффективности схож с внешним для частоты 174 кГц.

Для оценки был выбран продукт с низким уровнем искажений и в каждом режиме фильтра было воспроизведение с разным коэф. умножения, где промежуточные координаты семплов просто дублировались.

Для оценки внешнего вида волны использовался осциллограф. Для формирования тестовых сигналов использовался плагин NOS R2R simulator.





Образец вида меандров с R2R NOS - Hiby FC6

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS

Первая группа показывает меандр с частотой 1378 Гц с разным уровнем, 0 и -6 dBFS. В "чистом NOS" форма волны должна быть одинакова, в то время как в остальных случаях меандр с уровнем под 0 dBFS может "поджиматься" в виде среза колебаний на волне.



Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS

Вторая группа показывает меандр с частотой 21100 Гц с разным уровнем 0, -6 и -12 dBFS. В "чистом NOS" форма волны должна показывать прямоугольную форму, где длительность прямоугольников соответствует 1 семплу с редкими в 2 семпла. С цифровыми фильтрами Sharp должны быть существенные по амплитуде колебания и за счет уровней от 0, -6 и -12 dBFS можно оценить перегрузочную способность.

Архив с тестовыми файлами можно скачать и провести тест своего устройства самостоятельно (при наличии осциллографа). И поделится своими результатами в комментариях или в телеграм канале.




АЧХ и алиасинг по спектру импульсных характеристик


Импульсная характеристика в логарифмическом масштабе по модулю


Мультитон


CCIF


Direct/44 кГц

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS



Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS



2x/88 кГц

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS



Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS



4x/176 кГц

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS



Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS



8x/352 кГц

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS



Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS




АЧХ и алиасинг по спектру импульсных характеристик


Импульсная характеристика в логарифмическом масштабе по модулю


Мультитон


CCIF


Direct/44 кГц

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS



Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS



2x/88 кГц

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS



Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS



4x/176 кГц

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS



Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS



8x/352 кГц

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS



Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS




АЧХ и алиасинг по спектру импульсных характеристик


Импульсная характеристика в логарифмическом масштабе по модулю


Мультитон


CCIF


Direct/44 кГц

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS



Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS



2x/88 кГц

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS



Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS



4x/176 кГц

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS



Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS



8x/352 кГц

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS



Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS




АЧХ и алиасинг по спектру импульсных характеристик


Импульсная характеристика в логарифмическом масштабе по модулю


Мультитон


CCIF


Direct/44 кГц

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS



Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS



2x/88 кГц

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS



Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS



4x/176 кГц

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS



Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS



8x/352 кГц

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS



Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS




АЧХ и алиасинг по спектру импульсных характеристик


Импульсная характеристика в логарифмическом масштабе по модулю


Мультитон


CCIF


Direct/44 кГц

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS



Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS



2x/88 кГц

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS



Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS



4x/176 кГц

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS



Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS



8x/352 кГц

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 1378 Гц с уровнем -6 dBFS



Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем 0 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -6 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS

Воспроизведение меандра 21100 Гц с уровнем -12 dBFS



В большинстве случаев уже в 176 кГц вид волны близок к идеологии NOS, а в 352 кГц вид волны становится и вовсе такми, что колебания уже малоразличимы. При этом штаный NOS в ЦФ для 44.1 кГц заметно уступает в качестве реализации программному варианту от NOS R2R simulator.


2024.02.13


More detailed

The FAQ was made by the creator of the RAA project Roman Kuznetsov.

Each FAQ is a detailed answer to a question from a site visitor. Or a text that could be repeated from review to review, but framed in a separate article allows you to make the reviews more compact.




Kuznetsov Roman
Founder of RAA



Known by the nickname romanrex
Аuthor of articles iXBT.com



Information for Authors. You can freely use the graphics in your articles with a link to us.







Original text in Russian page. Translation page is not yet ready

You can help with translation via the: facebook and feedback.




Comments

No comments for this page.


Want to leave a comment or ask a question? Register now or log in