Проект за външен ЦАП - въпроси, съвети и т.н.

[dimithehunt]

От известно време имам идеята да направя външен ЦАП с възможност за включване към компютър. Поразгледах няколко проекти (много полезен се оказа проектът на Fenkiller). Вече до голяма степен съм готов със схемите и искам да обсъдим евентуални слабости, грешки в проекта, както и да задам въпроси относно някои неясности по схемите и намирането на компоненти.

Набързо идеята:
Самият ЦАП ще е TDA1541A, като сигнал ще получава по I2S от SPDIF ресивър CS8412 или USB през PCM2707. Превключването между двата източника ще става с мини-релета Omron G6S. Управлението на захранването и смяната на източниците ще се извършва от елементарна CMOS логика.

Първо схемата на ресивъра и смяната на източниците - nos_spdif01.jpg

Входовете за управлението са ISEL (избор на източник и подаване на захранването към него) и IMR (ръчен ресет на ресивъра). Изходът ОРО управлява подаването на ток към CS8412 или PCM2707 в зависимост от това, кой източник е активен.
LE4 до 7 (OR) се ползват за ресета на CS8412.
LE12 (NOR) e суматор за "докладваните грешки" от ресивъра и ръчния ресет. Всъщност има ли смисъл от ръчен ресет? Мисля, че няма да е излишно, въпреки че не знам кога ще го ползвам.
LE9 (NAND) и RC веригата на входовете му генерират кратък импулс при включването на захранването (положителен фронт на изхода на LE14).
Всичко останало на дясно генерира импулс, който изключва захранването при смяна на източника. Самото превключване на източника и на подаването на ток към съответната интегрална схема (CS8412 или PCM2707) ще се извършва по време на този импулс. Схемата която ще върчи съответната работа също е изградена от елементарни CMOS логически елементи с RC вериги на входовете.

И сега първите въпроси:
- IC11 (LE4 до 7) смятам да захранвам от същия източник като CS8412, всички останали ще се захранват от друг източник заедно с релетата. Така според мен не излагам на риск всодовете за управление на ресивъра. Има ли според вас логика в това и проблем ли е, ако наистина изпълня схемата по този начин?
- Докладването на грешките взимам от VERF, който заедно с грешките обозначавани чрез висок потенциал на ERF, показва и други "по-маловажни" грешки. Нужно ли е ресивъра да се ресетва и при всички грешки или е достатъчно това да се случва само при грешките докладвани от ERF.
- Смятам да ползвам пулс-трансформатор за входа. Не съм търсил много. Даже хич... Единствената ми идея за сега е тази. Би трябвало да са ми лесно достъпни от тук. По този въпрос вече ми трябват предложения и информация какво има на разположение в България и на каква цена.
- Превключването на I2S-шината с релета или с мултиплексор (например 74157) е по-добър вариянт? Реших да са релета, защото не исках сигналите да минават през полупроводници. Не знам доколко е оправдано - релетата са доста по-скъпи.

Това са ми питанията за сега. По-нататък сигурно ще има още.
Надявам се някой да има време да прегледа схемата и да провери за грешки и "неоптималности" - най-вече в управлението. Въпреки че го проверих три пъти, винаги е хубаво някой да го погледне с други очи.

[D.Kolev]

à 8412 îò êúäå.
àç ìèñëÿ âúðõó òîâà

[dimithehunt]

Оказах се късметлия и се сдобих с един брой CS8412-CP rev. E, произведена през 1993 в Тайван (ако съм прочел правилно бач кода). Оказах се обаче и карък, защото нямаше възможност да взема и останалите четири, които бяха на разположение.
Намирането на TDA1541A ми е проблем, но има много време до започването на изработката на проекта.

Стабилизирането в твоята схема май става с шунт-регулатор, най-вероятно TL431. Аз съм се ориентирал към същия вариянт, само че ще имам и CLC филтър. Схемата ще я пусна в най-скоро време.

Какъв точно трансформатор ще ползваш на входа? Пулс-трансформаторите на Schaffner, за които споменах в първото мнение би трябвало да свършат работа.

Какви са съпротивленията на изходите? Мисля да слагам металослойни резистори 220Ω между CS8412/PCM2707 и ЦАПа. Има ли нужда от тях в случай, че и трите схеми работят с TTL нива?

Имаш ли възможност да пуснеш схема, че така, от платката, много трудно се "чете"?

[D.Kolev]

ìàëêî å êîôòè, ùîòî ñúì ÿ ïðàâèë çà ìåí ñè



çà òðàíñôîðìàòîðè ñúì ñâàëèë íÿêîëêî îò ñòàðè ìðåæîâè êàðòè 3êîì íà áíö, ñ êîèòî ùå ïðîáâàì èíà÷å èäåÿòà å äà ñå ïîëçâà ïîêàçàíèÿ íà ñõåìàòà êîéòî ñå âîäè DIGITAL AUDIO DATA TX TRANSFORMER

[dimithehunt]

Няма проблем със схемата. Mоята е в същия "широкоекранен" формат. Всичките ми схеми стават странно, защото чертая на AutoCAD (ако кажа защо, някои може и да се смеят).


Това е филтрацията на захранването при мен, съответно за положително и отрицателно напрежение. Шунт-регулаторите ще са TL431, останалите елементи предстои да ги смятам.
Предположението ми за прилики при стбилизация на захранването в двата проекта се оказаха грешни. Тук съм отворен за мнения и сравнения.

Трансформаторът... Трябва да се поразровя малко и да видя какви са възможностите за закупуването му тук. В България как изглеждат нещата с намирането на този или някой от другите препоръчани? Видях, че Pulse Engineering нямат записан дистрибутор за България.
След този, първоначалният ми избор за пулс-траф вече не ми се струва много удачен.

Резисторите по I2S ги намалям на 51Ω.
Въпросите от първия пост все още остават отворени.

Като приключим с ресивъра минаваме на самия ЦАПа. Там почти няма въпроси.

[D.Kolev]

Íóæíî ëè å ðåñèâúðà äà ñå ðåñåòâà è ïðè âñè÷êè ãðåøêè

íå áè òðÿáâàëî äà äàâà ãðåøêè àêî âñè÷êî å íàðåä. äàæå ãî ðåñåòâàø îùå ïðåäè ðàçïàäàíåòî íà ñèãíàëà ïðè ñìÿíà íà âõîäà ïðåäïîëàãàì.

êàêâî èìà íà ðàçïîëîæåíèå â Áúëãàðèÿ

ñïàñåíèåòî å ôàðíåë èëè ãðóïîâà ïîðú÷êà. àç ñúì îñòàâèë ïî-ãîëåìè ïëîùàäêè íà ïóëñ òðàôà ùîòî íå çíàì êàêâî ùå ñòàíå.

ðåëåòàòà ñà äîñòà ïî-ñêúïè.

íî ïúê òè òðÿáâàò ñàìî äâå äâîéíè

êîíäåðèòå- òàíòàëîâè, à ìàëêèòå- ñìä êåðàìè÷íè. ðåçèñòîðèòå ñúùî ñìä, ìåòàëîñëîéíèòå ãè îñòàâè çà àíàëîãîâàòà ÷àñò çàåäíî ñúñ "ñâèðåùèòå" êîíäåðè. áúðçè èçïðàâèòåëíè äèîäè è áåç èçõâúðëÿíå âúâ ôèëòðàöèÿòà , òàêàâà å ìîÿòà èäåÿ.

[dimithehunt]

TL431 не държи на капацитет след него.

Ще поставя такъв капацитет, че да не осцилира. Погледни страница 23 от дейташийта на Tеxas Instruments.

даже го ресетваш още преди разпадането на сигнала при смяна на входа предполагам.

Под "входове" в горните постове имах предвид входа на TDA1541A и смяната между CS8412 и PCM2707. Тоест, дали ще свиря от SPDIF или USB. Ресивера ще е само с балансиран вход. Имам място на платката - мога да помисля за оптичен, но нещо не ми се нрави идеята за още електроника+оптика по пътя на сигнала.

За релетата беше почти решено. Просто исках да го чуя от някой по- напреднал в тази област.

Филтрацията ще е това, което е на схемата (то ще се намира на самата платка), плюс голям електролит веднага след изправителя. Смятам, че решение с втори стабилизатор би било по-лош вариянт. Така че оставам с по-изчистена и опростена схема. Надявам се да намеря fast & soft recovery диоди за изправителите.

За трансформатора: представителят на Pulse Engineering за Германия предлага тези на цена около две евро с данъците, без доставка. Проблема е, че се продават по 60 бройки. В Digikey видях пулс тансформатори на същата фирма. Не са правени специално за АЕS или SPDIF, но изглежда, че биха могли да свършат работа - достатъчно широка честотна лента, ниска индуктивност на първичната.
Ако ще се организира групова поръчка, моля да бъда известен.
Като последен вариянт ми остава Schaffner, но е наистина последен.

[Fenkiller]

За трансформатор на SPDIF-а може да използваш такъв от стара LAN карта с коаксиален вход/изход.Но намери такава в която трансформатора е разделен , а не е комбиниран с нормалния LAN (RJ45).

[tristan]

DIGITAL AUDIO TRANSFORMER в DIGIKEY..

[dimithehunt]

Благодаря за идеите за пулс-трафове.

Направих малък ъпдейт по ресивъра - до голяма степен само козметични промени. Линк към схемата - nos_spdif01.jpg
Новото:
Резисторите на входовете за управление на ресивъра М0, М1, М2 и М3 са 1.5kΩ, тези на SEL и FCK 22kΩ. Съпротивленията на статус-пиновете към маса са 47kΩ, изходите SDATA, FSYNC, SCK (генерираната I2S шина) се свързван през 51Ω към входовете на TDA1541А. IC11 се захранва заедно с CS8412,а IC12 и IC13 - заедно с останалата част от управлението.
Тъй като нямаше забележки по управлението на захранването и генерирането на ресет-импулс, продължаваме напред - PCM2707 и TDA1541А - nos_usbdac01.jpg.
"Произведението на BurrBrown" се захранва от стабилизиран източник, като този от схемата в началото, HID функциалността няма да се ползва. Същите стабилизирани захранвания ще се ползват и за "Произведението на Philips". Напрежението и към двете ще се подава 2s след включването на захранването, когато трансформатори и кондензатори вече са се успокоили. Към PCM2707 няма да се подава захранване, когато работи CS8412. Всичко това отново се управлява от елементарна логика с RC вериги на входовете (може би просто трябваше да хвана някого да ми напише програма за микроконтролер, ама нали ще си го правя сам...).
ЦАПа е с пасивнo I-V конвертиране. Резиторите (R19 и R20) са 17Ω, което означава 68mV максимален пад върху резистора.
Това е като цяло за ЦАПа. Питанки няма, надявам се, че и грешки не съм допуснал.

И най-накрая - изходния усилвател.



Т2 и Т4 - 2SK170 мачната двойка
C66 - 33nF, C62 - 100nF, C60 - 6,3µF, C64 - 3300µF (този ще се доуточнява)
R30 - 47kΩ, R32 - 34Ω (този също ще се доуточнява), R40 - 100kΩ, R34 - 680Ω, R36 - 13Ω, R38 - 170Ω
Vdd - 18V стабилизирано по същата схема като всичко останало.

При тази конфгурация на R34, R36 и R38 токът на покой е 17mA (за двата транзистора), усилването по напрежение - 25 (изходно ниво 1.7V), изходно съпротивление 680Ω.

До тук е проекта в момента. Отворен съм към критика, стига да е градивна, а не от сорта какъв кондензаторен "коктейл" да слагам. Вида на елементите до голяма степен е определен. Въпросите относно практическата реализация на проекта (елементи, платки, екрани и т.н.) ще обсъждаме най-накрая.

Поправка: стойностите, които бях написал първо, са за схема с един транзистор. Втория го добавих по-късно и съответно промених стойностите на резисторите.

[Stanislav Bratanov]

Като гледам схемата импеданса на конвертора е прекалено висок
Губиш линейност и разделителна способност.
Гледай стойността на ''резистора'' след дака да не превишава 10-15 ома!

[altium]

Проекта ти е много интересен и много ще се радвам да го докараш докрай. Аз от доста време се опитвам да измисля нещо подобно, но не ми достигат знанията

[dimithehunt]

Като гледам схемата импеданса на конвертора е прекалено висок
Губиш линейност и разделителна способност.
Гледай стойността на ''резистора'' след дака да не превишава 10-15 ома!

Смяташ ли? Горе съм писал 17Ω - малко над предложената от теб максимална стойност. Ако слеза по-ниско, ще се наложи да ползвам двустъпален изходен усилвател, да ползвам по-стръмен транзистор или да увелича R34 (с това и изходното съпротивление), за да постигна желаното изходно ниво. А аз искам да е максимално опростен и да има някаква минимална локала обратна връзка - в случая R36.
В моите очи 17Ω за пасивния I-V конвертор се оказаха "оптималния компромис".

Най-вероятно ще направя няколко проби - мога да променям усилването на стъпалото в малки граници. Без да го чуя не мога да твърдя нищо, просто мога да споделя съображенията си за избрания дизайн.

[altium]

dimithehunt,
как върви проекта?

[dimithehunt]

Не върви... Аз го тикам напред.

За жалост не му отделям толкова време, колкото бих желал, и все още е на чертожната дъска. Но пък така идеите имат време да отлежат и узреят.
В интерес на истината малка част от представеното в началото на годината остана непроменено, но основната концепция си е все същата.