De PFM Flea
De PFM Flea << terug naar pagina 1 pagina 2 Jitter  Een kloksignaal, zoals dat in
een CD speler
wordt toegepast,
wordt
opgewekt door een oscillatorschakeling. Dit is een stukje elektronica
dat een versterker bevat die door terugkoppeling als het ware aan het
'rondzingen' wordt gebracht. Door een frequentie-bepalend element in de
terugkoppellus op te nemen (een kristal of een filternetwerkje) wordt
een smalbandig signaal verkregen. In het ideale geval bevat dit signaal
slechts één enkele frequentie, die ook nog eens zeer
stabiel is. Maar doordat de elektronica nu eenmaal niet ideaal is,
bestaat dit signaal in werkelijkheid uit meerdere frequenties
(harmonischen en diverse mengproducten) en heeft het een bepaalde
bandbreedte. Ook is de beoogde
frequentie niet helemaal stabiel. Door
factoren zoals (thermische) ruis en niet-lineair gedrag van de
componenten wordt het signaal iets in frequentie gemoduleerd.De flanken van het kloksignaal vallen hierdoor niet exact op het juiste tijdsinterval (UI). Deze afwijking in tijd van een periodiek signaal, in dit geval de blokgolf van het kloksignaal, wordt jitter genoemd. De orde van grootte ligt (in het geval van audio) in het picoseconden (ps) bereik. Als de jitter geheel wordt veroorzaakt door willekeurige verstoringen, dan zal de verdeling van de afwijking in tijd een normale of Gauss-verdeling zijn, net zoals bij veel andere natuurlijke processen. De flank wijkt dan evenveel in positieve als negatieve zin af. Het verschil tussen beide uitersten is de piek-piek waarde van de jitter. De RMS-waarde is gelijk aan één standaard-afwijking σ (= sigma) van de verdeling.  Hiernaast is te zien hoe de oscillator in
veel digitale audio-apparatuur vaak is opgebouwd. Met slechts enkele
losse onderdelen en een inverter
wordt het kloksignaal
opgewekt.
De inverter is als versterker geschakeld door
middel van Rf en is meestal geïntegreerd
in één van de andere
IC's
in het apparaat, zoals de DAC, decoder of
het digitale filter. Maar hierdoor wordt de voedings- spanning via
dezelfde aansluitpennen of spanningsregelaar
aangeleverd als bij de rest van de schakeling. Dit heeft tot gevolg dat
hoogfrequent stoorsignalen
gemakkelijk vanuit andere delen van
het IC via de gemeenschappelijke voedingslijnen kunnen doordringen tot
de oscillator, waar ze jitter veroor- zaken. Ook dringen
harmonischen vanuit de oscillator gemakkelijk door tot andere delen in
het IC, of andere delen van de schakeling. Een verre van ideale
situatie. Door de oscillator extern uit te voeren en deze te voeden met
een ruisarme spanningsregelaar en een aparte voedingsmodule, wordt de
overspraak sterk verminderd en de jitter teruggebracht. Vanuit deze
gedachte is The Flea ontwikkeld.Metingen Jitter meten in het pico-seconden bereik is tegenwoordig met de juiste (kostbare) analyzer goed te doen. Helaas zijn de mogelijkheden in dit geval beperkt door de beschikbare apparatuur, te weten een Agilent Infiniium oscilloscoop van het type 54835A en een LeCroy Waverunner oscilloscoop, type 104MXi. Door de beperkte functionaliteit op het gebied van jitter, is het niet mogelijk het jitter signaal te filteren. De scoop geeft dan ook het volledige jitter-spectrum weer, terwijl voor audio eigenlijk alleen het laagfrequente gebied interessant is. Hierdoor valt het resultaat hoger uit en daarom is deze meting slechts een relatieve vergelijking. Er is een tweetal metingen gedaan aan The Flea, ingebouwd in de ezDAC. Het eerste scoopbeeld geeft het histogram weer van het 16,9344MHz kloksignaal in een standaard ongemodificeerde CD57. Hierop is te zien dat de jitter van het kloksignaal 66,9ps RMS bedraagt. Het tweede beeld laat het 24,576MHz kloksignaal van The Flea zien zoals dit in de ezDAC aanwezig is. Vanwege de verschillende klokfrequenties is de vergelijking niet helemaal eerlijk, maar het is duidelijk te zien dat de jitter in het tweede geval een stuk lager is, namelijk 8,9ps RMS voor The Flea. De derde meting met de Waverunner scoop geeft een iets hoger resultaat: hier wordt 13,8ps RMS jitter gemeten.
Ingebouwd in de Marantz CD67mkII-OSE Ingebouwd in de Marantz SA8400 In de SA8400 werkt de digitale logica op een voedingsspanning van 3,3V in plaats van 5V. Voor deze speler moet het aangeboden kloksignaal hierop worden aangepast om oversturing van de ingangen te voorkomen. Aangezien de XO- module is gespecificeerd voor een voedingsspanning van 3,3...5V is dit eenvoudig te doen door de XO-module ook met 3,3V te voeden. De uitgangsspanning van de Flea kan worden aangepast door de twee weerstanden van de spanningsdeler te wijzigen. Naast de weerstanden wordt de uitgangsspanning ook bepaald door de voorwaartse spanningsval (Vf) van de groene LED. Met onderstaande formule kan de uitgangsspanning worden uitgerekend:
Ingebouwd in de Rotel RCD-991 5V Flea benodigd, frequentie 16,9344MHz. De klok komt binnen op pin 3 van IC206 (74HC04). Verwijder C211, C212, R202 en X201. R201 kan blijven zitten. Sluit de uitgang van The Flea aan op de lege pads van C211. Meer volgt... Ingebouwd in een Music Hall CD25.2 > Met dank aan Everett voor de foto's! Ingebouwd in de ezDAC In de ezDAC werkt de digitale logica eveneens op 3,3V. Daarom is ook deze Flea aangepast voor deze spanning. Deze keer is voor R7 de originele 820Ω gebruikt en zijn voor R6 twee 1k2 weerstanden parallel geschakeld, waarvan de tweede op de onderkant van de print is gemonteerd. Dit maakt van R6 600Ω en samen met de 820Ω voor R7 zorgt dit voor een perfecte 3,3V uitgangsspanning. > Met dank aan 'Mags' voor het beschikbaar stellen van deze Flea print! << terug naar pagina 1 |
