Технический форум
Вернуться   Технический форум > Электроника, самоделки и техника > Форум по электронике > Наши самоделки


Ответ
 
Опции темы Опции просмотра
Старый 05.09.2013, 20:17   #1 (permalink)
pryanic
Member
 
Аватар для pryanic
 
Регистрация: 19.06.2011
Сообщений: 1,070
Записей в дневнике: 32
Сказал(а) спасибо: 0
Поблагодарили 8 раз(а) в 2 сообщениях
Репутация: 5632
По умолчанию USB ЦАП на PCM1738

Давно зреет проект ЦАПа для совместного использования с моим композитным ушничком. Изначально проект разрабатывался как весьма скромный ЦАП на PCM1798:

1798-dac.jpg

Плата изначально проектировалась четырехслойной. Дискретные стабилизаторы построены по классической схеме ИОН - ФНЧ - ОУ общие для обоих каналов.

ps.jpg

Хотел я использовать стабилизаторы из этой статьи, но уж больно много они места занимают на плате.

Питание генераторов построено по тому же принципу, но применен более качественный ИОН ADR02 для максимального снижения фазового шума тактовых генераторов. Система полностью синхронная, т.е. USB транспорт тактируется от генераторов, установленных на плате ЦАПа. Плата проектировалась таким образом, чтобы можно было использовать ОУ с различными схемами балансировки нуля. Возможно использование ОУ с подключением потенциометра к 1-5 и к 1-8 ногам, и к +/- питания. Так же предусмотрена установка дополнительного резистора к среднему контакту потенциометра для тех ОУ, которым это требуется, в другом случае заменяется перемычкой размера 1206.

Плата уже была разведена, почти отправились файлы на завод, но вдруг планы резко изменились). Посмотрел я в сторону PCM1794/1792, обладающих лучшими объективными параметрами. Но тут сразу появляется проблема с проектированием преобразователей ток - напряжение, так как эти МС имеют весьма большой выходной ток, и для получения напряжения на выходе 2 V RMS резистор в ОС преобразователя должен иметь номинал порядка 250 Ом. Что невероятно сужало круг ОУ для применения в этом узле с учетом того, что они должны были при таком сопротивлении в цепи ОС иметь уровень искажений не выше МС ЦАПа. Возможно было применять довольно мощные ОУ с ТОС типа AD811 и др.
Другой путь, позволяющий применять почти любые ОУ в этом узле - умощнение выхода ОУ эмиттерным повторителем. Но в этом случае мощность, выделяемая на транзисторах (коих нужно 4 пары) может достигать 5-6 Вт.

После некоторых раздумий решено было использовать ЦАП PCM1738, обладающий как хорошими объективными параметрами, так и довольно низким током модуляторов - 2,48 мА, что позволяет использовать практически любые типы ОУ. Но при использовании этого типа ЦАП появлялась проблема в организации управления. Рассматриваемые выше МС цап имели версии как с хардварным управлением, так и с программным: 1792/1794 и 1796/1798. 1738 может управляться только программно, что первое время и отталкивало от ее применения в своей конструкции. Но волевым решением было принято попытаться написать программу управления.

Схема и плата тоже претерпели значительные изменения: стабилизаторы выполнены по несколько другой схеме (известной как Sulzer Regulator):

ps-sulzer.jpg

Основное отличие в типе применяемого ИОН - LM329DZ и главное в том, что ИОН питается уже стабилизированным напряжением. Более подробно с подобного типа стабилизаторами можно знакомиться в статьях Walt Jung. Для каждого канала было принято решение использовать отдельный стабилизатор. Так же была изменена выходная часть ФНЧ: вместо одиночного оу я решил использовать дополнительный буфер BUF634 опять же для возможности применения любых типов ОУ в фильтре и стабильной работы его на емкостную нагрузку, которую представляет собой межблочный кабель. Хотя возможно изменю на ЭП с активной нагрузкой и током покоя порядка 10-15 мА.

Плата увеличилась вдвое:

1738-board.jpg


Вернемся к управлению 1738. Возможно было бы и оставить дефолтные настройки, но входной формат в них установлен на 16 бит, что сразу делает невозможным прослушивание записей высокого разрешения. Но раз уж решено было возиться с управлением, то почему бы и не поиграться с другими параметрами? Цифровая регулировка громкости сразу исключается, из интересного остается характеристика цифрового фильтра и кратность передискретизации: 32x, 64x 128x. Так же отключены всякие ненужные функции, такие как дополнительный выход MCK. В начале разработки я хотел программно реализовать протокол SPI на контроллере Atmega8 чтобы не зависеть от выводов, что давало определенную свободу в трассировке платы, но основной причиной было то, что выводы SPI совпадают с выводами внутрисхемного программирования и при прошивке контроллера ЦАП может начать колбасить. В итоге после танцев с бубнами и дико глючной работы программного SPI было решено все-таки применить аппаратный вариант, что сокращало и без того короткий листинг программы)
После небольших переделок и испытаний на отладочной плате протокол заработал:

1738-spi.jpg

Сначала на пин MUTE подается высокий логический уровень, затем заливается конфигурация. Будет еще управление реле от сигнала MUTE транспорта, но это уже совсем мелочи). В отсутствии сигнала транспорт выдает сигнал MUTE, по которому реле будут соединять выходные разъемы с землей. Чтобы не шлепало между переключениями треков будет введена задержка в несколько секунд между сигналом управления и работой реле. Чтобы не возникало вопросов что куда коротится, приведу схему:

dac-out.jpg

В качестве преобразователей ток/напряжение планирую использовать либо ОУ с ТОС AD844, либо AD744.

Переключением генераторов управляет USB интерфейс, управляющие сигналы которого довольно гибко настраиваются).

TO BE CONTINUED
pryanic вне форума   Ответить с цитированием
Старый 05.09.2013, 22:03   #2 (permalink)
Cryman
Member
 
Аватар для Cryman
 
Регистрация: 13.02.2011
Сообщений: 167
Сказал(а) спасибо: 0
Поблагодарили 0 раз(а) в 0 сообщениях
Репутация: 1471
По умолчанию

Все серьезно ). четырехслойка круто ничего не скажешь, я полагаю цена заводской платы полностью себя оправдывает в плане конечного результата ? Один слой отведен полностью под земляной полигон ? Кондеры все стандартно ELNA, NICHICON и тп.?)) На счет ЦАП на АДшке не думал, только PCM ? Что на выходе будет в плане соотношении сигнал/шум все-таки четырехслойка)) ?
Cryman вне форума   Ответить с цитированием
Старый 05.09.2013, 22:22   #3 (permalink)
pryanic
Member
 
Аватар для pryanic
 
Регистрация: 19.06.2011
Сообщений: 1,070
Записей в дневнике: 32
Сказал(а) спасибо: 0
Поблагодарили 8 раз(а) в 2 сообщениях
Репутация: 5632
По умолчанию

Компоновка слоев обычная: крайние слои сигнальные, внутренние земля и питание.
1955 хорошая МС, но опять же большой выходной ток.
По комплектующим:
резисторы в аналоговой части Vishay MELF 0204, в цифре обычные плоские 0805.
Пленочные конденсаторы в питании Wima FKP2 10 nF в фильтрах пока думаю, либо вима, либо LCR Components серии FSCEX.
Электролиты в аналоге Elna Silmic, в цифре Panasonic FC

SNR спрогнозировать трудно, но думаю никак не меньше 112-114 db.
pryanic вне форума   Ответить с цитированием
Старый 07.09.2013, 00:09   #4 (permalink)
pryanic
Member
 
Аватар для pryanic
 
Регистрация: 19.06.2011
Сообщений: 1,070
Записей в дневнике: 32
Сказал(а) спасибо: 0
Поблагодарили 8 раз(а) в 2 сообщениях
Репутация: 5632
По умолчанию

Удалось найти снятые с производства BUF03 в корпусе TO-99. Так что выходной буфер будет на них)
pryanic вне форума   Ответить с цитированием
Старый 08.09.2013, 11:30   #5 (permalink)
pryanic
Member
 
Аватар для pryanic
 
Регистрация: 19.06.2011
Сообщений: 1,070
Записей в дневнике: 32
Сказал(а) спасибо: 0
Поблагодарили 8 раз(а) в 2 сообщениях
Репутация: 5632
По умолчанию

Тем временем начал рисовать плату блока питания:

ps-board.jpg
pryanic вне форума   Ответить с цитированием
Ads

Яндекс

Member
 
Регистрация: 31.10.2006
Сообщений: 40200
Записей в дневнике: 0
Сказал(а) спасибо: 0
Поблагодарили 0 раз(а) в 0 сообщениях
Репутация: 55070
Старый 08.09.2013, 11:48   #6 (permalink)
Cryman
Member
 
Аватар для Cryman
 
Регистрация: 13.02.2011
Сообщений: 167
Сказал(а) спасибо: 0
Поблагодарили 0 раз(а) в 0 сообщениях
Репутация: 1471
По умолчанию

ты платы вообще не травишь ?) только завод ? или в Москве дешевле заводские ?)
Cryman вне форума   Ответить с цитированием
Старый 08.09.2013, 18:49   #7 (permalink)
pryanic
Member
 
Аватар для pryanic
 
Регистрация: 19.06.2011
Сообщений: 1,070
Записей в дневнике: 32
Сказал(а) спасибо: 0
Поблагодарили 8 раз(а) в 2 сообщениях
Репутация: 5632
По умолчанию

Последнее время получается что сам очень редко делаю, в основном что-то попробовать.
На заводе конечно дороже в любом случае, но проект делается для себя. Да и цена платы блока питания по сравнению с бюджетом проекта особой роли не играет)
Да и металлизацию отверстий в домашних условиях очень непросто сделать. Блок питания в принципе можно сделать и в домашних условиях.
pryanic вне форума   Ответить с цитированием
Старый 08.09.2013, 20:19   #8 (permalink)
Cryman
Member
 
Аватар для Cryman
 
Регистрация: 13.02.2011
Сообщений: 167
Сказал(а) спасибо: 0
Поблагодарили 0 раз(а) в 0 сообщениях
Репутация: 1471
По умолчанию

Я что-то полной схемы не вижу =) схему посмотреть хорошо было бы. Блок питание можно и на односторонке сделать без металлизации отв.
Cryman вне форума   Ответить с цитированием
Старый 08.09.2013, 20:34   #9 (permalink)
pryanic
Member
 
Аватар для pryanic
 
Регистрация: 19.06.2011
Сообщений: 1,070
Записей в дневнике: 32
Сказал(а) спасибо: 0
Поблагодарили 8 раз(а) в 2 сообщениях
Репутация: 5632
По умолчанию

Можно и на однослойке, но с двумя слоями трассировка получается оптимальнее.

Схемы (правда половина номиналов не подписана):

dacanalog.jpg

power2nd.jpg

daccpu.jpg

Фильтр скорее всего будет на AD744, сигнал на буфер будет сниматься с 5 вывода микросхемы, который является выходом УНа (в обход ВК ОУ) и подаваться на BUF03 (в корпусе TO-99).
В качестве I/U попробую несколько ОУ с ТОС, такие как AD844, LM6181 и AD811. Может еще чего к моменту сборки придумаю.
Глянул сейчас даташиты на 844, 744 и buf03 - все МС могут работать с питанием +/-18, так что номиналы в схеме блока питания изменятся, но это уже мелочи)

Последний раз редактировалось pryanic; 08.09.2013 в 20:40
pryanic вне форума   Ответить с цитированием
Старый 08.09.2013, 20:47   #10 (permalink)
Cryman
Member
 
Аватар для Cryman
 
Регистрация: 13.02.2011
Сообщений: 167
Сказал(а) спасибо: 0
Поблагодарили 0 раз(а) в 0 сообщениях
Репутация: 1471
По умолчанию

А какую ты выбрал частоту среза по высоте ? и в какой прогамме выполняешь трассировку платы ?
Cryman вне форума   Ответить с цитированием
Ads

Яндекс

Member
 
Регистрация: 31.10.2006
Сообщений: 40200
Записей в дневнике: 0
Сказал(а) спасибо: 0
Поблагодарили 0 раз(а) в 0 сообщениях
Репутация: 55070
Ответ

Опции темы
Опции просмотра

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Выкл.
HTML код Выкл.
Trackbacks are Вкл.
Pingbacks are Вкл.
Refbacks are Выкл.




Часовой пояс GMT +4, время: 11:27.

Powered by vBulletin® Version 6.2.5.
Copyright ©2000 - 2014, Jelsoft Enterprises Ltd.