Mångkanaligt analogt försteg?

Hemmapulare debatterar lämpligen i detta forum.

Moderator: Redaktörer

Användarvisningsbild
n-puh
 
Inlägg: 1057
Blev medlem: 2005-03-11
Ort: Sundbyberg

Mångkanaligt analogt försteg?

Inläggav n-puh » 2012-07-27 06:44

Jag har länge funderat på att byta ut min gamla Yamaha-receiver i anläggningen. Det är en 5.1-burk med DD och DTS avkodning som är så gammal att den saknar hdmi. Till den använder jag separata slutsteg och en hdmi-switch för att växla videokälla. Källorna består (bla) av en Sony blurayspelare med analog 7.1-utgång och en Pioneer DV-668AV. Nya format som DTS-HD MA och Dolby TrueHD avkodas således av bluray-spelare och kopplas in på analog 5.1-ingång vilket är en i många avseenden inte alldeles smidig uppkoppling bland annat för att 668:an tarvar ytterligare en analog 5.1-ingång som inte finns för avspelning av multikanal DVD-audioskivor och SACD.

I övrigt finns det 4x2 i serie anslutna små slutna muppar, slutsteg och basar etc för att kunna köra 7.1. Även om jag kanske inte kommer att göra så så känns dock verkligen Yamaha-receivern som en strypning i systemet.

Jag har vacklat mellan en idé att bygga ett analogt mångkanaligt försteg med flera ingångar eller skaffa en modern surroundljudprocessor.

En dumhet som de flesta tillverkare av apparater som avkodar surroundljud verkar ha enats om är en väldigt osmidig bashantering där LFE-utgången får fungera som utgång för all delad bas.

Det borde nog vara så att man ska kunna välja att låta basljud från kanaler där man har ställt in högtalarstorlek som liten mixas ner i till vänster och höger kanal fram, om frontarna är kapabla till det, eller matas ut till utgång för basmodul(er) och där man kan välja att låta LFE-kanalen mixas ner i den senare.

En prisvärd surroudljudsprocessor som jag har intresserat mig för är Emotiva UMC-1. Tyvärr har den en del hyss för sig som att den inte tillåter fantomcenter om man har aktiverat de bakre surrounderna i DTS-HD MA. Den behandlar dessutom LFE-kanalen som utgång för all delad bas. Fast problemet med fantomcenter kan man förstås åtgärda genom att låta Emotivan få tro att det finns en fullregister centerhögtalare inkopplad i systemet med ett externt kort som mixar in centern i höger och vänster kanal fram. I den här tråden kastade jag ur mig lite ogenomtänkta funderingar kring det :oops: men vad har man annars att göra på Faktiskt.se om man inte tänker lufta annat än fullt genomtänkta idéer - vänta på bifallsropen? :?

Även om man kan åstadkomma en smidigare kanal- och bashantering så finns det förstås många nackdelar med ett analogt försteg också:
    Anslutna dvd- och blurayspelare tex måste ha analoga multikanalutgångar och medge att man kan ställa in högtalaravstånd
    Kräver extern switch för mer än en videokälla
    A/V-synk måste antingen kunna ställas in manuellt i spelare eller att det sker automagiskt via hdmi mot anslutna tv-apparater eller projjar
    Ingen avkodning av digitala ljudströmmar från andra källor som dator mm

Jag tänkte i alla fall att delar av ett sådant projekt kunde vara av intresse för många (kanske för att dela med sig av egna lösningar). Så här såg lösningen ungefär ut i mitt huvud:

Ingångsväljare

Ursprungligen hade jag funderat på att använda vanliga bistabila 2-vägs signalreläer. Det skulle krävas åtminstone 4 st reläer för att växla mellan två 7.1-ingångar och därefter 4 per ytterligare multikanalingång eller ett relä per 2-kanalig stereoingång i en kedjekoppling.

Om man vill ha "rec out" -utgång så blir det många reläer om man väljer en topologi med en sådan utgång där man kan välja en tvåkanalig ingångskälla oberoende av omkopplarkretsen för att välja ingång för uppspelning. Och därtill vill då då kanske ha en "rec mon" ingång.

Är det någon i dessa tider som använder rec out när även multikanal och video rippas på PC?

Efter att ha konsulterat Douglas Self "Small Signal Audio Design" fann jag att en lösning med CMOS-grindar (eller diskret uppbyggt med JFET:ar) skulle kunna bli alldeles audiofilt nog och framförallt betydligt mer praktiskt skalbart.

Bas- och kanalhantering

För basfilter hade jag bara i huvudsak tänkt sno lösningen från LTS-filtret. Är den god nog för LTS är den det för mig. 7 st sektioner för center, sido- och baksurrounder behövs. Lite beräkning på kostnaden på Elfas priser var inte helt avskräckande.

En kik på vad IÖ skrivit om CHAD fick mig att ta med i tanken att även kunna dela centern vid 300Hz.

De mest grundläggande inställningarna för systemets konfigurering (som inte kommer att ändras mer än kanske någon gång) skulle ske mha enkla mekaniska skjutomkopplare på baksidan av förstegsapparaten. Där skulle man kunna ställa in:
    V+H fram "Full" (range) eller "Small" (delningsfrekvens 80Hz) - bas till baskanal
    Center "Phantom" eller "Small" och delningsfrekvens 80 eller 300Hz (delat basinnehåll att mixas in i V+H fram) eller "Full"
    Sidosurroundkanaler; "N/I" till V+H fram eller "Small" (80Hz delning) - bas till antingen baskanal eller V+H fram - eller "Full"
    Baksurroundkanaler (ungefär som ovan sidosurround*)
    LFE "N/I" eller "On" - till baskanal

*)Det har inte framstått för mig som alldeles klart hur surroundkanaler bör hanteras vid olika uppställningar får jag erkänna :oops:

Volymkontroll och kanalnivåjusteringar

Den fina analoga volymkontrollkretsen CS3318 från Cirrus Logic var självskriven. Den utgörs i princip av analoga multiplexar och resistorstegar samt lite logik för styrning via I2C-buss.

Den har mute-funktion.

Det går utmärkt att göra individuella kanalnivåjusteringar med en sådan krets.

Även IÖs lösning med nivåjustering av dialogcenter i CHAD kan med fördel utföras med denna.

Styrning med rattar och knappar och fjärkontroll samt display

Det mest självklara lösningen som utkristalliserat sig här baseras på att använda ett Arduino-kort.

Styrning av volymkrets via I2C-buss kräver en liten nivåjustering då CS3318 använder 3,3V och Arduino 5V TTL -nivåer tror jag. För övergripande volymkontrollstyrning en pulsgivare.

Billiga 2 raders LCD-dispalyer som kan visa vald ingångskälla och volym mm finns ett otal att välja bland som ansluts seriellt mot Arduino-kortet.

Den som tidigare har byggt små IR-mottagare för PC vet att det inte krävs mer än några få komponenter förutom själva sensorn för att ansluta mot en RS-232 port. När serieporten har ställts in på rätt baudrate, data- och stoppbitar som passar de vanliga fjärkontrollprotokollen så flaggar porten när data finns tillgängligt i dess register och det är bara att läsa av och göra en tabellslagning för att utröna vad som ska utföras.

Arduino kräver inga ytterligare komponenter utöver sensorn och det finns redan bibliotek för att hantera de vanligaste koderna.

Övrigt

I övrigt hade jag bara tänkt att det kunde vara praktiskt med en eller ett par triggerutgångar. Har man slutsteg som kan slås på mha av triggersignal så kan det kanske vara bra om sådana till surroundkanaler aktiveras vid val av multikanalingång (så kan man spara en del ström med att vara lat också).
En digital utgång på Arduinokortet kan möjligen användas för att vidarebefodra fjärkontrollkoder till externingångar för detta på andra apparater.

Den som vill ha ballade utgångar kan tex kika på Naqrefs 5 minutes design preamp (använd sökfunktion här på forumet). Detta multikanal-försteg är faktiskt inte högradigt mer avancerat när man börjar fundera på det.


Jaha, det var första gången jag satte den idén på pränt 8) Tyvärr har jag inte gjort några scheman eller nåt som jag kan visa.

Användarvisningsbild
n-puh
 
Inlägg: 1057
Blev medlem: 2005-03-11
Ort: Sundbyberg

Inläggav n-puh » 2012-09-29 15:42

Har nu fått hem de två huvudkomponenterna i projektet

Bild

En smutt litet Arduinokort i kreditkortsformat för att styra med

Bild

samt volymkontrollkretsen CS3318

Bild

Användarvisningsbild
Nattlorden
Pumpkin/Redaktör
 
Inlägg: 58401
Blev medlem: 2003-10-28
Ort: Grå Hamnarna

Inläggav Nattlorden » 2012-09-29 15:49

När du ändå gör något sådant här, varför inte ta några kanaler till och få det lite mer framtidssäkert? 11.2 eller mer.
Konceptartist Serenia på Spotify/ Youtube etc.
Rester o.dyl. som Nattlorden

Användarvisningsbild
n-puh
 
Inlägg: 1057
Blev medlem: 2005-03-11
Ort: Sundbyberg

Inläggav n-puh » 2012-09-29 16:13

Mjo, jag beställde förstås mer än en CS3318. De är inte särdeles dyra (141:50/st hos Mouser) och med hjälp av dess i2c-bussinterfece kan man ju lätt utvidga antalet kanaler till 16, 24, 32...

Jag hade tänkt att huvudsakligen kopiera layouten på Cirrus utvärderingskort fast då utan gränssnittet mot PC i form av USB och RS-232 och kontrollerkrets samt spi-buss utan bara använda i2c. Jag har föreställt mig ett litet piggy-back kort med stiftlister. Man kan ju också låta det bli ett kort med skruvhål för chassimontage och med anslutning i form av hylslister. Då öppnar ju möjligheterna sig för vidare utbyggnad betydligt.

Användarvisningsbild
lennartj
 
Inlägg: 6392
Blev medlem: 2007-10-03
Ort: Göteborg

Parasound Halo P 7 Multichannel Preamplifier

Inläggav lennartj » 2012-09-30 04:13

[size=50]Lyra Delos-Jelco SA-750D-Systemdek IIS, Oppo BDP-95, Mytek Stereo 192 DSD DAC, McIntosh C2300, ino cr80s+infra,Ezon PowerAmp,2x McIntosh MC75,Yamaha A-320, 4xOB52, 2xOA52.2,(2xB&W DM4),OD11[/size]

Användarvisningsbild
n-puh
 
Inlägg: 1057
Blev medlem: 2005-03-11
Ort: Sundbyberg

Inläggav n-puh » 2012-09-30 09:45

Fast den prislappen på en analogt multikanalförsteg som Halo är lite väl saftig. Jag har slutsteg från Parasound från den tiden då man ville erbjuda goda prestanda till lågt pris som jag är mycket nöjd med. Tyvärr lämnade man det spåret (kanske för att det inte gick rent ekonomiskt ihop - vad vet jag - synd i alla fall). Hade det inte varit för bristfällig hantering av fantomcenter och ogenomtänkt bassmanagement och en del allmänna buggar hade jag valt en processor från Emotiva som bara kostar ca en fjärdedel så mycket som Halo-försteget.

Begränsningen hos ett analogt multikanalfösteg är att man blir beroende av att inkopplade DVD/BD-spelare och TV-boxar mm måste ha analoga multikanalutgångar för surroundljud. Att ha tillgång till ett antal hdmi-ingångar för att dessutom ansluta media-PC etc hade varit najs.

Men som gammal Linux-användare så attraheras jag av öppna lösningar som Android, Arduino etc. Jag tänker nog ta Nattlorden på orden och låta den här lösningen bli så modulär och utbyggbar som möjligt. Vem vet. Det kanske dyker upp öppna lösningar för avkodning av digitala strömmar som man kan utnyttja och bygga in.

Skaffar man sig en receiver så går det inte att behålla eventuella goda slutstegsdelar i dom när avkodningen inte längre ger stöd för nya format man vill kunna spela av. Det är ju begränsningen hos sådana kompakta lösningar.

Användarvisningsbild
Nattlorden
Pumpkin/Redaktör
 
Inlägg: 58401
Blev medlem: 2003-10-28
Ort: Grå Hamnarna

Inläggav Nattlorden » 2012-09-30 10:58

:)

Har du gett feedback till Emotiva om det du saknar? De har ju ganska stor del av sin konstruktion mjukvarumässig om jag förstått saken rätt - det kanske inte är så svårt för dem att ändra på om man öppnar ögonen på dem att det är intressanta ändringar?
Konceptartist Serenia på Spotify/ Youtube etc.
Rester o.dyl. som Nattlorden

Användarvisningsbild
n-puh
 
Inlägg: 1057
Blev medlem: 2005-03-11
Ort: Sundbyberg

Inläggav n-puh » 2012-09-30 14:50

Nattlorden skrev::) Har du gett feedback till Emotiva om det du saknar?


Nix! Kanske man borde.


Volymkontrollkortet

Eftersom Arduino använder 5V TTL-nivåer och CS3318 3,3V för den digitala styrdelen krävs en liten anpassning av signalnivåer. Hur detta kan genomföras kan man läsa sig till i följande Application Note (AN97055) från NXP.

Elfa har ett par passande FET:ar, bla BSN20 (71-317-33 ).

En grund för layout och schema hittar man på CDB3308 Evaluation Board Data Sheet

Som sagt, USB och RS-232 samt SPI behövs inte. Bortsett från signalnivåanpassning för i2c-buss med pull-up motstånd och glättning-/avkopplingskondingar för digitala och analoga matninsspänningsledningar är det det hela.

Ingångsväljare

Mekaniska vridomkopplare och dylikt kan man ju glömma i sammanhanget.

Egentligen är väl reläer närmast ideala. Små signalreläer tar inte upp så mycket plats. De finns av bistabil typ med en eller två spolar för att toggla över vippomkopplingen. Enkel spole kräver att man måste kunna vända på strömriktningen för att toggla. Att använda monostabila reläer kommer att dra rätt mycket ström kontinuerligt med multikanalingång aktiverad men innebär också att man får tänka över layouten pga fälten som spolarna omger sig med.

Det mest ekonomiska skulle bi att använda en kedjekoppling. Jag har satt ut de, som jag tror, huvudsakliga källorna till överhörning (parasitkapicitanserna C) mellan kanalerna i figur.

Bild

En betydligt billigare och mer skalbar lösning ges genom att använda CMOS-switchar (som tex 4066). De kostar kanske en tjugondel av ett billigt signalrelä och då kan man nyttja en skalbar parallell buss-design istället.

Bild

CMOS-switchens stora nackdel är att den inte är linjär. Insignalen återverkar på kanalmotståndet i ON-läge som tydligt kan ses i figur nedan.

Bild

För att trycka ner distorsionen finns det några saker man kan göra.
I figur ovan ser man en väg. Man kan parallellkoppla flera switchar för att minska kanalmotståndet. Framför allt måste ingångsimpedansen till försteget hållas högt för att kanalmotståndets inverkan ska minska i betydelse vilket betyder att man får använda sig av tex OP med JFET-ingångar med extremt liten ingångström för att inte bruset istället ska skena iväg. TL074 och OPA2134 är lämpliga kanditater där den senare givetvis är bäst (om man nu inte vill konstruera en egen diskret lösning - som lär ta plats). För att avstängd ingång ska bli så "av" som möjligt kan man använda en avkopplings-switch (som också kan parallellkopplas för att ingång ska bli än mer "av"). R bestämmer ingångsimpedansen i principiell koppling nedan med inverterande buffertsteg.

Bild

En annan nackdel är att CMOS-kanalen utgör en kondensator som laddas upp när den är stängd. Det kommer att resultera i ett "tjoff"- eller "pang"-ljud när vi slår på switchen. Här tänker jag mig dämpar detta genom att nyttja volymkontrollkretsens mute-funktion. Det får visa sig med några experimentuppkopplingar vilka vägar tjoffet kan ta.

Användarvisningsbild
Nattlorden
Pumpkin/Redaktör
 
Inlägg: 58401
Blev medlem: 2003-10-28
Ort: Grå Hamnarna

Inläggav Nattlorden » 2012-09-30 14:56

Bistabilt relä med dubbla spolar låter som bästa lösningen.
Konceptartist Serenia på Spotify/ Youtube etc.
Rester o.dyl. som Nattlorden

Användarvisningsbild
n-puh
 
Inlägg: 1057
Blev medlem: 2005-03-11
Ort: Sundbyberg

Inläggav n-puh » 2012-09-30 17:15

Re-lä-er - fy så oflashigt :)

Men i stort sett alla receivrar och processorer på marknaden använder nog CMOS-switchar i ingångsväljardelen tror jag (min Yamaha-receiver gör det iaf). Kostnaden är förstås en avgörande faktor då.

Jo, reläer är säkert bättre lösning för låg distorsion och brus. Fast klickljud vid omkoppling måste ändå hanteras på nåt sätt. Det är bara med diskreta FET:ar man kan göra softa omkopplingar. Jag har en hög J112 också jag kan leka med eftersom Rds(on) är typiskt lägre än för CMOS-switcharna.

Ska man välja en kedja av reläer måste man bestämma på förhand max antal kanaler multikanalingångar kan ha. Med en mer bussorienterad topografi kan man utan vidare utöka kanalerna vid behov men det kan bli dyrbart med reläer.

Mätningar Douglas Self har utfört på CMOS-switchar uppvisar rätt goda data. De mätningarna är egentligen bara begränsade av TL072 som använts som ingångsbuffertsteg.

Användarvisningsbild
Nattlorden
Pumpkin/Redaktör
 
Inlägg: 58401
Blev medlem: 2003-10-28
Ort: Grå Hamnarna

Inläggav Nattlorden » 2012-09-30 17:28

Det gör väl inget med reläomslagsljud, att det låter tungt mekaniskt vid byte låter snarare förtroendeingivande än något annat.
Konceptartist Serenia på Spotify/ Youtube etc.
Rester o.dyl. som Nattlorden

Användarvisningsbild
n-puh
 
Inlägg: 1057
Blev medlem: 2005-03-11
Ort: Sundbyberg

Inläggav n-puh » 2012-09-30 18:24

Jaha :D

Fast med klickljud menade jag inte ljudet från reläet i sig utan att omkoppling från en signal till en annan upplevs som ett "klick" beroende på den abrubta ändringen.


Douglas Self har ägnat ett helt kapitel i "Small Signal Audio Design" åt switchar. Det jag tycker mig se är att hans data begränsas av användandet av TL02 med CMOS-switchar och 5532 som han betecknar som Rload (undrar varför) för diskreta JFET:ar där kanalmotstånden har förefallit tillräckligt låga för att kunna använda den senare. Det är min tolkning i vart fall.

Slutsatsen är dock klar vad som orsakar brus och dist med FET-switchar och att det nog går att fila ner dessa ytterligare under bättre betingelser.

Användarvisningsbild
Nattlorden
Pumpkin/Redaktör
 
Inlägg: 58401
Blev medlem: 2003-10-28
Ort: Grå Hamnarna

Inläggav Nattlorden » 2012-09-30 20:17

n-puh skrev:Jaha :D

Fast med klickljud menade jag inte ljudet från reläet i sig utan att omkoppling från en signal till en annan upplevs som ett "klick" beroende på den abrubta ändringen.


Mjuk sänkning av volymen innan reläomslag och sedan motsvarande återställning?
Konceptartist Serenia på Spotify/ Youtube etc.
Rester o.dyl. som Nattlorden


Återgå till DIY-forum


Vilka är online

Användare som besöker denna kategori: sammel och 19 gäster