TDA1541 "INSIDE"

[blaxtor35]

Contexte: Un projet de lecteur CD abandonné pendant......un long moment, mal né, puis exhumé pour le faire vivre un peu.

Une vue d'ensemble pour avoir une idée du "Machin"

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Après exhumation, seule la carte inférieure avec un TDA1541A est conservée. Un oscillateur TCXO ajouté et un circuit d'expérimentation DEM. On peut voir en bleu le commutateur à bascule pour choisir la vitesse d'horloge DEM, restée à 1,4112 Mhz içi.



Le circuit de pilotage du multivibrateur interne DEM du TDA 1541A se connecte sur les broches 16 et 17 du DAC, à la place du condensateur externe. Ce circuit reprend pour partie les deux schémas suivant:

Jusqu'aux sortie des NAND 74HC00, à peu prêt à ça:

Puis entre la sortie des NAND et les broches du DAC, tout ce qu'il y à après les 10K. Le  -6V est remplacé par le -15V disponible à proximité.

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J'ai effectué une série de tests et quelques mesures avec cette configuration. Mais j'ai été bien trop légé pour ce qui concerne les considérations thermiques liées à l'augmentation significative de la fréquence DEM.Le système pédalant beaucoup plus vite chauffe beaucoup plus, évidement, du coup la témpérature s'est emballée faute de dissipation: adieu TDA1541A paix à son ame

En faisant en parallèle quelques recherches sur le procédé, j'apprends que le TDA1541 a le condensateur de DEM connecté en interne et ses broches 16 et 17 déclarées NC sur le Data Sheet.



Mais que ces broches sont en fait connectées, preuve en est que l'on mesure bien un signal triangulaire à la fréquence DEM sur ces broches.

Quitte à reprendre l'expérience, je remplace le TDA1541A par un TDA1541 le même pilotage de DEM externe shuntant le condensateur interne.

J'y ajoute deux nouveautés: un bon radiateur plaqué sur le boitier avec graisse silicone et un doublement de la capacité de découplage sur le Bit MSB, passant de 220nF À 440nf.

Pour info, une vue extraite d'une document SIGNETIC sur le TDA1540:



en 8 et 9 on retrouve le condensateur de DEM , appliquée sur les 10 bits de poids fort, la valeurs de condensateur augmentant en se rapprochant du MSB.

Fichiers joints

tda1540d.pdf Vous n'avez pas la permission de télécharger les fichiers joints.(364 Ko) Téléchargé 0 fois

[blaxtor35]

Conditions de mesures:

DEM à 1,4112 Mhz

1. PC portable DELL bureautique avec alimentation sur batterie sous linux MINT
   Un cordon standard Jack - RCA
   Logiciel Audacity configuré en 48Khz 32bits flottants à l'enregistrement, lissage Triangle
   Logiciels de traitement FFT : RightMark Audio Analyzer 6.4.5 et REW
   Les signaux  stimulus proviennent d'un disque de Test Pierre Verany.
   

Pour chaque image présentée je défini le réglage de FFT.

Premier signal: Stimulus 1khz 0db (  262144 samples, zero padding 8x, FFT overlap:93.75, fenètre de Kaiser )




Mesure pour la prémière configuration avec le TDA1541A ( 262144 samples, zero padding 8x, FFT overlap:93.75, fenètre de Kaiser )

On peut voir le 50hz, le degradé harmonique et le plafond de bruit




Mesure pour la seconde configuration avec le TDA1541 ( 262144 samples, zero padding 8x, FFT overlap:93.75, fenètre de Kaiser )

Le dégradé harmonique a une décroissance plus linéaire, quoi qu'avec un peu plus d'harmoniques paires



Même chose pour  le TDA1541A, mais FFT avec REW ( mode SPECTRUM, no SMOTHING, 128k, AVERAGE 32, Blackman-Harris 7, Overlap 93.75%)




Même chose pour  le TDA1541, mais FFT avec REW ( mode SPECTRUM, no SMOTHING, 128k, AVERAGE 32, Blackman-Harris 7, Overlap 93.75%)

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Second signal Stimulus: Intermodulation 400hz - 7khz ( 262144 samples, zero padding 8x, FFT overlap:93.75, fenètre de Keiser )






Mesure pour la prémière configuration avec le TDA1541A ( 262144 samples, zero padding 8x, FFT overlap:93.75, fenètre de Keiser )






Mesure pour la seconde configuration avec le TDA1541 ( 262144 samples, zero padding 8x, FFT overlap:93.75, fenètre de Keiser )





Même chose pour  le TDA1541A, mais FFT avec REW ( mode SPECTRUM, no SMOTHING, 512k, AVERAGE 32, Blackman-Harris 7, Overlap 93.75%)




Même chose pour  le TDA1541, mais FFT avec REW ( mode SPECTRUM, no SMOTHING, 512k, AVERAGE 32, Blackman-Harris 7, Overlap 93.75%)

[blaxtor35]

Troisième signal Stimulus: intermodulation 19k-20k ( 262144 samples, zero padding 8x, FFT overlap:93.75, fenètre de Keiser )







Mesure pour la prémière configuration avec le TDA1541A ( 262144 samples, zero padding 8x, FFT overlap:93.75, fenètre de Keiser )







Mesure pour la seconde configuration avec le TDA1541 ( 262144 samples, zero padding 8x, FFT overlap:93.75, fenètre de Keiser )

Il y a un truc bizarre à 1khz et moins de pics de mesures également....difficile  à interpréter





Même chose pour  le TDA1541A, mais FFT avec REW ( mode SPECTRUM, no SMOTHING, 512k, AVERAGE 32, Blackman-Harris 7, Overlap 93.75%)




Même chose pour  le TDA1541, mais FFT avec REW ( mode SPECTRUM, no SMOTHING, 512k, AVERAGE 32, Blackman-Harris 7, Overlap 93.75%)

[blaxtor35]

ZERO DIGITAL


Mesure pour la prémière configuration avec le TDA1541A ( 262144 samples, zero padding 8x, FFT overlap:93.75, fenètre de Keiser )










Mesure pour la seconde configuration avec le TDA1541 ( 262144 samples, zero padding 8x, FFT overlap:93.75, fenètre de Keiser )





Même chose pour  le TDA1541A, mais FFT avec REW ( mode SPECTRUM, no SMOTHING, 512k, AVERAGE 32, Blackman-Harris 7, Overlap 93.75%)





Même chose pour  le TDA1541, mais FFT avec REW ( mode SPECTRUM, no SMOTHING, 512k, AVERAGE 32, Blackman-Harris 7, Overlap 93.75%)

[Flo]

Bonjour,

Quel objectif souhaites tu atteindre avec cette modification? Je ne suis pas certain d'avoir compris.

Si c'est pour obtenir un oscillateur plus précis, pour les tests, je recommanderai d'utilier un sinus à 19997Hz (pitch error).

Pour les FFT, je vois beaucoup d'erreurs de "windowing" qui empêchent l'analyse précise. Mais dans le contexte de tester un oscillateur, ce n'est pas trop grave.

Au pire il faudrait utiliser un fenêtre Blackman Harris 7, ou Dolph Chebychev qui offrent une plus grande profondeur de lobes latéraux pour les fenêtrages FFT. Si les erreurs de windowing continuent, alors il y a un soucis digital, je pense. Mais Hann n'est pas adaptée à l'analyse de distorsion fine avec des signaux de grande amplitude comme il semble que tu utilises.

Dans le contexte d'un oscillateur, ce serait peut être cool d'analyser le jitter aussi?

A+

[blaxtor35]

Bonjour,

Quel objectif souhaites tu atteindre avec cette modification? Je ne suis pas certain d'avoir compris.

Si c'est pour obtenir un oscillateur plus précis, pour les tests, je recommanderai d'utilier un sinus à 19997Hz (pitch error).

Pour les FFT, je vois beaucoup d'erreurs de "windowing" qui empêchent l'analyse précise. Mais dans le contexte de tester un oscillateur, ce n'est pas trop grave.

Au pire il faudrait utiliser un fenêtre Blackman Harris 7, ou Dolph Chebychev qui offrent une plus grande profondeur de lobes latéraux pour les fenêtrages FFT. Si les erreurs de windowing continuent, alors il y a un soucis digital, je pense. Mais Hann n'est pas adaptée à l'analyse de distorsion fine avec des signaux de grande amplitude comme il semble que tu utilises.

Dans le contexte d'un oscillateur, ce serait peut être cool d'analyser le jitter aussi?

A+

Salut Flo,

Merci de ton intervention, ça fait plaisir d'avoir un avis . Pour l'objectif il faudrait que tu te plonge dans le fonctionnement de la DEM, Dynamic Elements Matching qu'utilisait Philips sur ses convertisseurs TDA1540 et 1541. L'idée était d'augmenter la précision sur les bits de poids fort par pondération en utilisant une commutation de 4 éléments via un multivibrateur dont la fréquence était callée sur plage variable liée à chaque puce produite et qui tournait autour de 170khz uil me semble. La manip consistait à forcer la vitesse de fonctionnement du multivibrateur pour augmenter la linéarité finale, sur les 6 bits du TDA1541A concerné.

Donc en fait je m'étais amusé à maniper autour de cette idée. Ce que je voulais montrer au delà de cette bidouille, ce sont les différences entre le TDA1541 ET LE tda1541a. 9a ne veut pas dire que je sois sur de moi, ni un ayatolla, mais utiliser ces composants de cette façon ça me semblait interessant de l'évoquer içi.

Il se trouve que j'avaisessayer quelques mesures, dont j'ai refait quelques FFT avec les outils dont je dispose et le peu de compétances que j'ai dans leur mise en oeuvre. Je peux refaire l'opération en suivant tes consignes quant aux paramètrages. On verra bien ce qu'il en ressort

franck

[Flo]

Trop cool, je ne connaissais pas: A-Monolithic-14-Bit-DA-Converter.pdf

Mais du coup, comme l'objectif est effectivement d'améliorer la précision de conversion, cela se verra à travers une diminution de la distorsion.

Donc je te confirme que pour les mesures, il vaut mieux utiliser une fenêtre Blackman Harris 7 et avec une grande taille de FFT, 128k si tu capture à 44.1kHz ou 48kHz, et 256k si tu capture à 96kHz.

Enfin, je te recommande d'utiliser une sinusoïde de 999.91khz si le DAC tourne à 44.1kHz en entrée. Cela permet de se passer d'utiliser du dither dans le signal et permet donc une analyse bien plus fine de la distorsion.

A+

[blaxtor35]

Trop cool, je ne connaissais pas: A-Monolithic-14-Bit-DA-Converter.pdf

Mais du coup, comme l'objectif est effectivement d'améliorer la précision de conversion, cela se verra à travers une diminution de la distorsion.

Donc je te confirme que pour les mesures, il vaut mieux utiliser une fenêtre Blackman Harris 7 et avec une grande taille de FFT, 128k si tu capture à 44.1kHz ou 48kHz, et 256k si tu capture à 96kHz.

Enfin, je te recommande d'utiliser une sinusoïde de 999.91khz si le DAC tourne à 44.1kHz en entrée. Cela permet de se passer d'utiliser du dither dans le signal et permet donc une analyse bien plus fine de la distorsion.

A+

En effet cela devrait se voir, mais comme tu l'as sans doute constaté, il y avait déjà eu pas mal de modifications opérées sur ce lecteur et l'ambition de ces mesures étaient de voir un  petit peu ce qui allait ou n'allait pas, pour corriger ultérieurement. Je n'ai pas fait de mesures avant - après modifications sur la DEM, restant callé sur la fréquence de fonctionnement évoquée, me paraissant satisfaisante à l'écoute. Quoi qu'il en soit, lorsque je reviendrai sur ce projet, il faudra que je revois ma copie pour ce qui concerne la synchronisation de cette DEM.

Suite à ton intervention, j'ai fait quelques recherches sur la FFT et le logiciel RightMark Audio Analyzer 6.4.5. Déjà outre la problèmatique de calibration, il faut tenir compte de la façon dont ce logiciel fonctionne et rajouter quelques Db aux mesures. J'ai effectué quelques modifications de parametrage, je suis passé à une fenetre de Keiser ( il n'y a pas de fenetre Blackmann harris disponible ....), conservé la capture à 262k, (zero padding 8x, FFT overlap:93.75, pour la précision Max) et j'ai réussi à trouver le moyen de lisser les pics de windowing... j'ai fait une mise à jour des mesures sur le 1k 0 dB, Je corrigerai les autres par la suite, l'essentiel de toute façon reste de se faire une idée comparative entre le TDA 1541A et son ainé le TDA1541.

Pour la sinusoide à 999.91hz ( je pense que c'est ce que tu voulais dire, non pas 999.91khz) je comprends tout à fait l'objectif, mais mes mesures sont dans le dur, il faut que je fasse avec ce que j'ai, pour le moment.

Je peux mettre à disposition les fichiers Wave de mes enregistrements, pour faire une analyse différente plus critique, etc ...

Dernière précision, pour mes enregistrements, j'utilisais le serveur audio "Jack" sous Linux.

[Flo]

Salut,
Tu pourrais essayer le logiciel REW. Il est encore assez facile à utiliser avec quelques instructions que je peux te donner. Le lecteur CD fonctionne toujours oui? Ou bien tu envoies les sinus de test depuis le logiciel directement?

[blaxtor35]

Salut,
Tu pourrais essayer le logiciel REW. Il est encore assez facile à utiliser avec quelques instructions que je peux te donner. Le lecteur CD fonctionne toujours oui? Ou bien tu envoies les sinus de test depuis le logiciel directement?

Salut Flo,

Oui je sais bien qu'il faudrait que je me mette à utiliser REW, mais pour le moment je suis occupé par d'autres préoccupations ça viendra. Le lecteur CD est rangé, je le remettrai sans doute en route lorsque j'en aurai fini avec celui dont je parle régulièrement sur le forum PHILIPS CD380 - Optimisations sous contraintes, pour le faire évoluer et corriger ses défauts. Mais il est plus probable que je reviennes sur mon lecteur dématérialisé sur la base d'un PC. Il commence à dater et il y a de nombreuses évolutions à lui appliquer.

J'ai dis une bétise en précisant que les fichiers de tests avaient été Ripés, en fait c'est vrai pour ce qui concerne les mesures sur le lecteur dématérialisé. Par contre pour le lecteur CD j'utilise directement le CD Test Pierre Verany. Dans le cas présent, je rentre directement les enregistrements Wav dans le logiciel. C'est la raison pour laquelle je disais que les mesures sont dans le dur, je ne peux les reprendre pour l'instant.

Quoi qu'il en soit, j'ai commencé par ces quelques résultats de mesures, sans autre forme de superlatifs, parce que je sais que cela intéresse certaines personnes içi. La valeur de ces mesures est toute relative mais elles ont au moins l'intéret d'éxister pour montrer le comportement des 2 options, TDA1541 et TDA1541A. Ensuite, en dehors de cette DEM que je n'ai pas vu développée sur ce forum, il y a l'usage dans ce lecteur de la conversion I/V par simple résistance, filtrage passif et amplification par un étage hybride Mos/Tube, qui ont sans doute aussi in finé leurs signatures dans ces mesures.