Adaptor audio USB DIY de înaltă calitate. Versiunea multibiți a circuitului. Era seară, nu era nimic de făcut... Personalizare

Îmi amintesc bine de copilăria mea de radio amatori desculți. Atunci nu era internetul tău, dar existau reviste „Tânăr tehnician”, „Designer de model”, „Radio”.
Componentele au fost obținute din gropile de gunoi, de la dealeri și uneori din magazine. Gama de echipamente audio nu era foarte largă. Tovarășii mei care au norocul să aibă echipament acasă productie industriala, s-au măsurat pe paginile pașapoartelor casetofonelor, amplificatoarelor și playerelor lor, unde erau indicate caracteristicile.
Cuvintele magice „Nivel de zgomot”, „THD”, „Puterea de ieșire” ne-au entuziasmat mintea și nu ne-au permis să dormim liniștiți.

Iar dispozitivul din Japonia a fost cea mai puternică impresie. Doar ai. Era mai elegant decât cel mai recent model de iPhone* acum pentru tinerii de astăzi - cu siguranță.

* prin acest termen mă refer la orice dispozitiv electronic, prelungind, mărind și, de asemenea, permițându-vă să vă simțiți mai rece decât alții sau să nu fiți mai rău. Scuze, m-am distras.

Deși am întâlnit copii – de vârsta mea – care încă se compară cu iPhone-urile. Și cei care nu au avut ocazia să cumpere, au făcut-o singuri. Și uneori chiar mai bine decât cel din fabrică. Desigur, era imposibil să măsoare parametrii, dar i-au comparat după ureche și s-au bucurat ca copiii. Dar ce să-ți amintești? Eram copii atunci!

Timpul a trecut și oportunitățile au crescut. Cineva, după ce și-a realizat un vis din copilărie, și-a cumpărat în cele din urmă un BMW, reprezentat de un difuzor Martin Logan. Și unii, ca mine, continuă să-și facă echipamente cu propriile mâini. Și ideea nu este că nu-mi pot permite Logan-uri, ci că să o fac singur este mai interesant. Important aici nu este rezultatul, ci procesul. În caz contrar, îl cumpărați, îl instalați și ștergeți praful o dată pe săptămână. Nu este atât de mult timp ca în copilărie. Uneori trebuia să mă târăsc până la pat. Despre ce vorbesc? O da. M-am distras din nou!

Bine atunci. Făcut. Lansat. Totul sună bine. Dar trebuie să-l încerci! În caz contrar, cineva arată imediat toate specificațiile ambarcațiunii sale, dar nu este nimic de arătat aici... Dar cum să o măsori?

Puterea amplificatorului - ușor. Întărirea de asemenea. Dar cum rămâne cu nivelul de zgomot notoriu și factorul de distorsiune neliniară? Ar trebui să cumpăr un contor de distorsiune neliniară pentru asta? Pentru o dimensiune? Sens? Să duci o bucată de fier la laborator? Deci mai trebuie să găsim un laborator. Și ce să măsoare? Cum?
Există distorsiuni neliniare sau armonice? Este clar că aceste concepte sunt diferite, dar atunci când se evaluează caracteristicile căii audio, la valori mici vor fi aproximativ aceleași. Dar ceea ce este nevoie nu este analiză, ci valoare cantitativă. Străinii folosesc în principal termenul THD (Total Harmonic Distortion). Și instrumentele de măsură sub formă de computer și programele pentru acesta măsoară exact acest parametru. Este indicat și în fișele tehnice. Este din nou pe forumuri și recenzii de dispozitive. Deci, este logic să evaluăm acest parametru special.

Conform observațiilor mele, a devenit deja un standard „de facto” să folosești programul RMAA pentru măsurători acasă.
Am început să bănuiesc cu mult timp în urmă că „ceva nu este în regulă la conservator”. Asta a fost acum câțiva ani. Creative Live m-a dezamăgit deja, iar singurul ADC care mi-a rămas este semnalul audio încorporat. Și așa am decis să fac măsurători. Am descărcat RMAA, am făcut cablurile și m-am pregătit. Și... Păcat.

Rezultatul măsurării propriilor parametri ai sunetului încorporat a fost atât de capodoperă încât eu, plângând și lovindu-mă cu capul de masă, numai prin forța voinței nu am aruncat unitatea de sistem pe fereastră.
Am regretat colecția de muzică porno pe discuri. -70dB de zgomot și THD de 0,25% în jurul inelului nu este nici măcar hi-fi. Caseta de pe RSM2906 a dat același rezultat. Cum să trăiești cu asta?

Așa că am abandonat ideea măsurătorilor. Pur și simplu nu mă puteam decide să cumpăr o cartelă externă scumpă, chiar dacă aveam mai multe DAC-uri, așa că nici măcar nu mă puteam face să mă minunez de cifre. Cânta? Amenda! Ca? Minunat!
Dar în sfârșit un camion cu bere și chipsuri s-a răsturnat pe strada mea! Prietenul meu a primit un card extern. Ei bine, am decis să scutur praful de pe cabluri și, doar pentru distracție, să încerc ce am creat în ultima vreme.

Acesta este dispozitivul. Creative X-Fi THX. Judecând după recenzii și descrieri, ar trebui să fie potrivit pentru măsurători.

Ei bine, acum voi încerca să încerc ce mi-a mai rămas. Cert este că fie am distribuit unele dintre dispozitivele descrise în părțile anterioare ale articolelor mele celor care le-au dorit, fie le-am demontat, fie le-am modificat într-un fel. În primul rând, am îngropat toate RSM2704-2707. Unul a rămas ca sursă de test SPDIF/I2S.
Același lucru s-a întâmplat și cu TDA1541, cu excepția unuia, care, împreună cu SM5813, adună praful pe raft. Cel mai probabil nu știu cum să le gătesc, dar nu prea îmi place sunetul lor.

Testul nr. 1

Testul a implicat DAC-uri pe care le-am asamblat în momente diferite și parțial pe cele care nu fuseseră încă asamblate.
1.TDA1541+SM5813+ fișă de date de evacuare pe AD822 AD827 (am scos ce era acolo și am rămas)

2. PCM1702+DF1706+ fișă tehnică (RSM1702) evacuare pentru 4x (!) OU ORA2604.
este descris unul similar, dar pe PSM63. Diferă în aspectul plăcii pentru un DAC diferit.

3. AD1865+DF1706+ evacuare pe transformatoarele de instrumente sovietice, vopsite fantezie în negru de mine. Aceste transe sunt aici, nu sunt încă pictate.

4. Unul dintre ultimii. DAC diferențial pentru 2x RSM1700 + SM5842 + SRC4192+ fisa tehnica evacuarii. La momentul măsurătorilor, era întins pe masa mea, mânjit pe masă fără carcasă.

Toate DAC-urile operate de la sursa SPDIF interfața EDEL USB Audio prin SPDIF. Mod de măsurare 16 biți 48 kHz. (TDA1541 nu poate suporta mai mult)

Apropo! Există cineva printre voi care îi cunoaște pe dezvoltatorii acestui sistem de sunet creativ? Dacă există, vă rog să le băgați un cui în cap în numele meu, le voi rambursa cuiul. Sau brațele până la coate cu un ferăstrău plictisitor? A?
Ce fel de geniu trebuie să fii pentru a tăia complet o frecvență care este multiplu de 44 kHz dintr-un dispozitiv audio??? Este ca și cum ai merge fără un picior? Surpriza a fost atât de ușor neașteptată pentru mine. Înțeleg că un marketer are un smartphone și ascultă prin el, dar nu chiar la fel...

Bine, hai să o măsurăm cu ceea ce avem. Cum funcționează programul și cum calculează, nu știu. Dar ceva s-a schimbat. Cu permisiunea dumneavoastră, voi comenta ceea ce am adunat pe parcurs.

Rezultat

După cum puteți vedea, este destul de așteptat. Pentru mine. Am crezut că va fi mult mai rău. Graficele sunt mai interesante.
Raspuns in frecventa:

Aici puteți vedea o scădere de neînțeles a TDA1541 și o creștere în AD1865. Ei bine, cu AD1865 este clar, există un transformator la ieșire și se pare că există un circuit rezonant undeva. Fie la intrare, fie la ieșire. Totul sună grozav.

Zgomot:

Cocoașa la 50 Hz este clar vizibilă aici. Nu curata deloc. DAC-ul și computerul sunt pe o masă comună, în aceeași priză, neutrul este separat, SPDIF este izolat peste tot printr-un transformator. Filtrează după reguli. Poziția ștecherului în priză nu afectează imaginea. Nu pot să aud cu urechile mele. Ciudat...

Ei bine, THD+zgomot:

Aici puteți vedea că bucla armonică este în creștere în TDA1541 și puțin mai scăzută în AD1865. Restul nu sunt rele. Nu pot spune ce este în neregulă cu 1541, evacuarea este făcută conform fișei de date. Nu am schimbat amplificatorul operațional, am vrut doar să-l măsoare. După cum am spus deja, nu știu cum să le gătesc. Dar AD1865 pare să aibă un transformator care se face simțit. Deci, selecția și coordonarea sa cu DAC-ul și amplificatorul operațional nu este o sarcină ușoară nici la prima vedere.

BINE. Deoarece am împrumutat caseta de sunet pentru o perioadă, trebuie să încerc alte opțiuni.
Este necesar să se verifice influența sursei și a metodei de prezentare a numărului asupra rezultatului măsurării.

Testul nr. 2

Acum testez două dispozitive:
1.DAC pe RSM58 cu „coarne - evacuare discretă” descris:

2. Ultima ambarcațiune pe RSM1700în legătură diferenţială.

Ambele dispozitive sunt asamblate folosind aceeași topologie, SRC4192 funcționează în modul „master port de ieșire 256fs”, frecvența ceasului 24.576.000 MHz pentru un multiplu de grilă de 48 kHz. SM5824 cu jumătate de frecvență (la frecvență maximă funcționează defectuos).

Au fost utilizate două surse de semnal digital: interfața EDEL USB Audio și interfața Phantom USB pe TAS1020. Modul 16*48 și 24*64.
Aici a apărut imediat un bloc de echipamente de măsurare de la Creative:
Date pentru 16*48.

Și pentru 24*96.

Diferență uimitoare de nivel de zgomot. Ambele DAC au depășit Creative în ceea ce privește zgomotul.
Iată graficele de zgomot:
16*48:

și 24*96:

Nu cred că acest lucru are legătură cu funcționarea DAC-ului, SRC face totul în medie, dar ADC-ul 24*96 al lui Creative funcționează în mod clar în cel mai bun mod pentru el, așa că există mai puțin gag.

Dar THD este neschimbat, ceea ce este de înțeles.
16*48:

și 24*96:

Motivul acestui comportament al RSM58 nu este greu de explicat aici. Evacuarea „Rogov” a fost asamblată folosind ceea ce era deja acolo, fără selecție conform h21, motiv pentru care sunetul său este mai „armonios”.
Apropo, îmi place sunetul său mai mult decât PCM1700 cu o eșapament de date. Deși în ceea ce privește măsurarea aceasta din urmă este clar mai bună.

Dar în acest caz, un lucru este clar - sursa semnalului digital nu are nicio influență asupra măsurării. Am trecut chiar și prin ASIO. Nu cred că rezoluția acestui sistem de măsurare, precum și DAC-urile mele în sine, sunt suficiente pentru a detecta diferența de surse, dacă există.
Nu pot să aud după ureche.

Testul nr. 3

A fost interesant pentru mine să pun diferite amplificatoare operaționale. Și comparați. Înțeleg că din punct de vedere tehnic acest lucru nu este corect, ceea ce trebuie selectat
evaluările părților, ajustați circuitul și placa pentru un anumit amplificator operațional, dar aici a existat un interes pur sportiv.
După cum a vrut norocul, nu era la îndemână selecție mare amplificatoare operaționale singure, așa că testul s-a dovedit a nu fi atât de extins pe cât ne-am dorit.

DAC-ul este același - RSM1700.

În secțiunea I/U am testat AD811 și LT1363 (au fost mai mult de 4), în secțiunea filtru – OPA627, LME49990, LT1122.
THD:

Aici imaginea a fost stricat doar de LME49990, care din anumite motive a arătat un nivel foarte ridicat atât al armonicilor, cât și al distorsiunii de intermodulație.
Nu spun că nu are loc în filtru, dar se pare că evaluările și conductele trebuie selectate mai atent pentru el. O voi face în timpul liber dacă nu iau dispozitivul de măsurare.

Ei bine, în concluzie, un litru de balsam pentru amatori și profesioniști.
Întâlni! Delta și Sigma! Gheață și foc! Tablă și plastic!
Acestea sunt .
SPDIF. Nu este nimic altceva acolo.
24 de biți, 96 kHz.

1.AK4113 + 2*RSM1794Aîn modul mono.
2. AK4113 + AK4396.
Evacuare peste tot - fișă tehnică. Consolidat de un tampon pe BUF634 cu un curent de repaus de 30 mA.

Aici, în afară de defecte minore de instalare și cablare, nu este nimic de comentat....
Raspuns in frecventa:

Zgomot:

THD:

Creșterea IMD-ului AK4396, cred, se datorează funcționării amplificatorului operațional de însumare, al cărui mod și cablare trebuie selectate cu mai multă atenție. Nu-mi amintesc tipul de amplificator operațional, mi-a fost prea lene să deschid carcasa.
Și din moment ce nu le am în munca mea, ci pe raft, nu știu dacă le voi ajunge vreodată sau dacă le voi reasambla rapid într-o altă capacitate.

Ce concluzii am tras pentru mine pe baza acestor rezultate?

Am dezvoltat termenul „sunet confortabil” pentru mine cu mult timp în urmă. Dacă am crezut odată că cu cât THD-ul este mai mic, cu atât este mai confortabil - nu. Exact invers. Poate alții nu. Acest lucru poate explica probabil dragostea oamenilor pentru tuburile din amplificatoare. Tuburile adaugă semnalului propriile armonice și cele de ordin scăzut, deoarece sunt mai audibile, armonând astfel sunetul.
Eu însumi am trecut la pietre în amplificatoare „armonizare” excesivă în comparație cu pietrele pierdute în ochii mei.
Adevărul este încă acolo undeva.

Total:

1. Mai am mult de parcurs până ajung la monștrii construcției DAC.

2. Calitatea sunetului DAC este cel mai influențată de partea analogică. Deoarece curentul la ieșirea Delta-Sigma este mai mare decât în ​​DAC-ul Multibit, modul de funcționare al amplificatorului operațional în stadiul convertor curent/tensiune va fi diferit, va exista mai puțin zgomot și interferență. Tipul de amplificator operațional este, de asemenea, important, dar acest lucru încă trebuie rezolvat.

3. Alimentare și cablare. Acest lucru afectează zgomotul și așa mai departe. Deși totul sună grozav. Conform observației personale, dacă nu aveți o cameră anecoică acasă, atunci acest parametru nu este atât de important. Vara, printr-o fereastră ușor deschisă, aud zgomotul și țipetele copiilor de pe stradă, deși stau cu căștile.
Despre ce fel de zgomot -90dB putem vorbi?
Dacă bagi urechea în tweeter în timpul unei pauze și ridici volumul la maxim, poți auzi un zgomot ușor. Nu există fundal de 50/100 Hz. Dispozitive de economisire a energiei, calculatoare, DVD-uri ieftine, WI-FI, GPRS, GPS, etc. S nu vor mai fi anulate, sau intr-un camp unde cea mai apropiata linie electrica este la 5-10 km distanta. Dar asta este pentru notorii...

4. THD scăzut al deltelor – sunet inconfortabil. Ei bine, nu mă pot forța să-l ascult dacă PSM58 funcționează în paralel cu el, iar comutarea a două DAC-uri este doar un clic al selectorului la limită. Eu nu schimb.

5. Dacă aveți nevoie de THD ca în fișa de date, este mai bine să cumpărați unul gata făcut de la un guru sau de la un producător cunoscut. Este destul de dificil să pregătiți singur un număr cu mai multe zerouri și, uneori, este imposibil acasă, cu excepția cazului în care aveți o linie pentru producția de PP multistrat în subsol sau vecinul dvs. nu face acest lucru pur întâmplător. Dacă nu ai nevoie, fă-o singur - este distractiv!

Pentru cei care sunt interesați de ce fel de DAC există pe PCM1700

Circuitul este similar cu DAC-ul de pe RSM58. S-a adăugat capacitatea de a opera de la patru intrări. SPDIF coaxial, SPDIF optic, I2S, I2S master/slave pentru lucrul cu EDEL. Multiplexarea intrărilor pe SN74LVC1G125. Suport complet dovedit 24*192.
Izolarea galvanică completă a intrărilor I2S prin ADuM1400 și IL715. Receptor SPDIF AK4113. Deoarece AK4113 nu poate regenera un ceas peste 128fs în modul 192 kHz, ceasul său nu este utilizat, iar datele sunt procesate în SRC4192 cu un ceas extern de la TCXO la 40.000 MHz.
Reklok pentru trei frecvențe - sincron la 24,576000 MHz, 22,579400 MHz și asincron la 40,000000 MHz Hobby - electronică radio.
Fierul m-a interesat încă din copilărie, ceea ce a cauzat o mulțime de probleme părinților mei.
Nu m-au dus la radio club în clasa a IV-a, pentru că... Nu predau încă fizică la școală (acestea erau regulile).
Momentan fac reparatii si configurare. calculatoare, gratuit este timpul să lipim ceva sau să asamblați și să dezasamblați :)

Ți-a plăcut? Bravo!

• total aprecieri: 94

Așa că, în primul rând, vreau să-mi exprim profunda recunoștință unui om bun(de dragul secretului, nu spun cine este :)), care mi-a trimis un cadou în cadrul proiectului de Anul Nou Cat-Frost 2012. Printre alte lucruri utile, în interior a fost găsit un cip PCM1794 de la Burr-Brown. Interesul sănătos a preluat, iar eu, lăsând deoparte tot ce făcusem înainte, am început să caut informații despre ce este și cu ce se mănâncă. S-a dovedit că acest cip este folosit pentru a construi convertoare digital-analogic de înaltă calitate care convertesc un flux audio digital într-un semnal audio analogic cu cea mai înaltă calitate posibilă. De asemenea, s-a dovedit că astfel de dispozitive de la producători de top (Cyrus, Cambridge Audio, Hegel etc.) costă mulți bani, iar cipul în sine nu este ieftin. Interesul s-a dublat - pentru ce sunt maniacii de audio și audiofilii dispuși să plătească bani mari - pentru o carcasă și design frumoase sau pentru un sunet cu adevărat de înaltă calitate?

Această zonă a electronicii s-a dovedit a fi nouă pentru mine și, pentru a nu pătrunde prea adânc în jungla conversiei digital-analogic (după cum s-a dovedit mai târziu, mai trebuia să merg mai adânc), am decis să mai întâi căutați pe internet modele DAC de casă gata făcute. În primul rând, căutam modele folosind cipul pe care îl aveam. După cum sa dovedit, Acest subiect Se dezvoltă activ pe diferite forumuri despre sunet de înaltă calitate (în special, Vegalab). După ce m-am uitat la mai multe diagrame, am disperat - deoarece s-a dovedit a fi problematic pentru mine să achiziționez componentele necesare pe teritoriul Ucrainei. Dar, așa cum se întâmplă adesea, am dat de o resursă străină pur întâmplător, unde existau multe modele DAC. Din modulele individuale descrise acolo, am reușit să asamblam un singur circuit DAC, pentru care am găsit componente în magazinele online și baze de date disponibile pentru mine (a trebuit să comand de la mai multe). Vreau să vă spun despre acest design.

Cele mai multe echipamente audio moderne au o ieșire pentru transmiterea unui flux audio digital, numit S/PDIF. De asemenea, o ieșire digitală poate fi prezentă în plăcile de sunet pentru PC-uri și plăcile de bază. Este disponibil și în modelele mai vechi de CD-ROM-uri de computer (cu butoane Redare/pauză, oprire și, în unele modele, de asemenea, cu comutare de piesă).

Acest standard a fost dezvoltat de SONY și PHILIPS și reprezintă Sony/ PhilipsInterfață digitală. Este o colecție de specificații de protocol nivel scăzutși implementarea hardware care descrie transferul audio digitalîntre diferite componente audio. Semnalul digital poate fi transmis printr-un cablu coaxial de 75 ohmi (ieșirea este desemnată COAX) sau peste cablu de fibra optica(ieșirea este desemnată TOSLINK sau OPTICAL) (Fig. 1). Ieșirea optică este de obicei închisă cu un capac.

Fig.1

Formatul S/PDIF presupune transmiterea semnalelor audio digitale de la un dispozitiv la altul fără a fi convertite la un semnal analog, ceea ce evită deteriorarea calității sunetului.

Sistem.

Mai întâi am desenat o diagramă bloc a DAC (Fig. 2):

Orez. 2 Diagrama bloc DAC

Receptorul S/PDIF la I2S este un receptor/convertor al unui flux audio digital de la S/PDIF la o magistrală asincronă bidirecțională cu transmisie serială de date I2S (Inter-IC Sound sau Integrated Interchip Sound), poate include mai multe intrări digitale care sunt comutate prin software sau hardware, filtru digital, suprimare jitter și multe alte lucruri utile. Datele din magistrală intră în DAC-ul propriu-zis, unde sunt convertite într-un semnal audio. Ieșire DAC - diferențială, curent. Apoi, semnalele canalelor stânga și dreapta merg la convertorul curent/tensiune (I/U+ single-endedout) și după acesta la ieșirea dispozitivului, care are o ieșire asimetrică cu împământare. După aceasta, semnalul stereo poate fi trimis către preamplificator sau amplificator de putere. Trebuie remarcat faptul că amplificatorul de putere și acustica trebuie să fie, dacă nu de calitate HI-END, atunci aproape de aceasta. Fiecare dintre dispozitivele din această diagramă bloc are propria sa sursă de alimentare de înaltă calitate (în special partea analogică). Acest lucru este necesar pentru a evita penetrarea reciprocă a interferențelor care pot apărea în timpul funcționării modulelor individuale ale dispozitivului.

Conform diagramei bloc, în pachete software KiСad a desenat o diagramă schematică a DAC (Fig. 3). Dispozitivul are două intrări digitale: coaxială și optică. De la intrarea coaxială S/PDIFINPUT, fluxul audio digital este alimentat prin transformatorul de izolare T1 și condensatorul C47 către intrarea RXP0 (pin 4) a chipului decodor U9 CS8416, de la cel optic prin cipul opto-receptor U10 și condensator C46 la intrarea RXP1 (pin 3) a cipului U9. Astfel, avem posibilitatea de a conecta două surse de semnal audio digital. Intrările RXP2 și RXP3 nu sunt utilizate și sunt împământate la carcasă folosind jumperii JP11 și JP12 (dacă dintr-o dată nu sunt suficiente intrări, atunci încă două surse de semnal audio digital pot fi conectate la ele în același mod printr-un transformator de izolare sau un opto). -receptor). Selectarea unei intrări digitale se realizează folosind jumperii JP5 și JP6 (a se vedea tabelul 1 de mai jos. În principiu, acesta nu este un lucru bun, deoarece dacă dispozitivul este ambalat într-o cutie, vor exista anumite inconveniente cu comutarea intrărilor. În în acest caz, fie scoateți jumperii pe peretele din spate, fie folosiți o singură intrare Deocamdată l-am lăsat așa cum este).

Cipul U9 CS8416 are o ieșire audio digitală serial și capacități extinse de control atât în ​​software (prin magistrala I2C) cât și în hardware, folosind jumperi conectați la anumiți pini ai cipului.

Fig.3 Diagramă schematică DAC

În acest caz, este implementată o metodă de control hardware. Pentru a face acest lucru, pinul 26 al microcircuitului SDOUT este conectat prin rezistența R38 la carcasă. În acest mod, funcțiile cipului sunt limitate, dar nu este necesară conectarea unui controler de control extern. IC2 este supraveghetorul de putere pentru cipul de decodor. De la ieșirea microcircuitului, fluxul audio digital convertit prin rezistențele R27-R30 intră în magistrală și apoi în cipul DAC ІС1, în timp ce este posibil să selectați unul dintre cele patru formate folosind jumperii JP8 și JP10: 24 de biți I2S, 24 -bit justificat la dreapta, 24 de biți, justificat la stânga, Direct AES3. Jumperele JP1-JP4 sunt folosite pentru a configura cipul DAC. De la ieșirea DAC, semnalele canalelor stânga și dreapta prin convertoarele de curent/tensiune de pe rezistențele R7-R10 vin la intrările amplificatorului operațional cu zgomot redus TL072 (U5) și apoi, prin rezistențele de limitare a curentului R19, R20, la ieșirea audio a DAC-ului.

Circuitul este alimentat de sursa de alimentare prezentată în Fig. 4

Fig.4 Alimentare DAC

Sursa de alimentare este construită folosind stabilizatori de putere redusă, cu pierderi reduse, din seria LE00 de la ST. Stabilizatoarele U6, U7, U8 alimentează cipul de decodor, U1, U2 - cipul DAC, U3, U4 - amplificatorul operațional.

Acest DAC a fost asamblat doar de dragul experimentării și pentru a auzi cum sună (despre ascultare și impresii mai jos). Unul dintre colegii mei, după ce a auzit sunetul produs de acest dispozitiv, era dornic să-l asambleze pe același pentru el, dar cipul PCM1794 nu a putut fi găsit la vânzare - doar la comandă și numai cu markupuri nebunești (într-un magazin online, pretul la comanda a fost in jur de 80$). Dar nu contează - cipul WM8740 de la Wolfson a fost disponibil pentru vânzare gratuită - este și un DAC pe 24 de biți cu o frecvență de eșantionare de până la 192 kHz și aproape cu un ordin de mărime mai ieftin. Acest microcircuit s-a andocat cu succes cu partea de intrare a circuitului anterior și, ca urmare, avem un alt circuit DAC:

Asamblare si configurare

Ambele DAC-uri sunt realizate pe plăci de circuite imprimate din fibră de sticlă cu două fețe - pe o parte a pistei, pe a doua lăsăm un strat de folie ca ecran și îl conectăm la firul comun.

(Aici în desenele PP puteți vedea artefacte de transformare - acesta este rezultatul extragerii desenului PP din KiCad. În proiectul KiCad în sine, fișierele PP sunt normale)

Efectuăm instalarea în următoarea secvență: mai întâi, asamblam sursele de alimentare - lipim toate punțile de diode, condensatorii de filtrare și stabilizatorii. În loc de stabilizatori din seria LE00, pot fi utilizați stabilizatori din seria L78Lxx, UA78Lxx. Apoi conectăm transformatorul de rețea. Transformatorul folosit este unul toroidal cu o putere de 6 -10 W cu tensiuni pe înfășurările secundare de 9V și 12Vx2 (Când am comandat aceste transformatoare nu era disponibilă putere și tensiune adecvată. A trebuit să comand două puteri mai mici și să derulez înapoi. înfășurările secundare la tensiunea necesară Acesta, apropo, este cel mai scump detaliu din acest design).

Apoi, îl conectăm la rețea și verificăm tensiunea de pe stabilizatori conform diagramei. Dacă nu există efecte speciale și toate tensiunile sunt normale, trecem mai departe (pot fi efecte speciale dacă 79L12 este lipit incorect - dispunerea lor de pin este diferită de 78xx).

Asamblam partea de intrare - lipire în cipul decodor CS8416 cu cablare, circuite de intrare - transformator de intrare, receptor optic cu elementele corespunzătoare. Aici trebuie să spuneți câteva cuvinte despre transformator și receptor optic. După ce am căutat pe Google aceste produse folosite în (1), mi-am dat seama că nu va fi posibil să le cumpăr. Doar la comandă și doar la prețuri exorbitante. Vom folosi ceea ce am găsit. Transformatorul de intrare a fost smuls dintr-o placă RF fabricată în URSS. Parametrii săi nu au fost determinați - a fost lipit așa cum este. Aproximativ, acesta este un inel de ferită de dimensiunea 10x6x6, cel mai probabil din ferită de înaltă frecvență. Două înfășurări sunt înfășurate pe el cu sârmă de 0,1 mm în izolație de mătase în cantitate de 15 - 20 de spire fiecare. Receptorul optic poate fi găsit în magazinele online folosind numele de cod GQ-04 și costă în jur de 2 USD. Dacă încercați să găsiți vreo fișă de date pentru acest produs al industriei chineze și chiar dacă reușiți, nu credeți! În tot ceea ce am reușit să găsesc, locația și pinout-ul acelor au fost indicate incorect și în toate în mod diferit. Folosind metoda marelui Scientific Poke, a fost determinată conexiunea corectă - este desenată în a doua diagramă DAC.

Conform tabelului, configurăm cipul de decodor cu jumperi:

Intrări digitale
		Intrare
		RXP0 - electric
		RXP1 - optic
		RXP2 - opțional
		RXP3 - opțional
Format de iesire
		Format
		24 de biți, justificat la stânga
		24 de biți, justificat la dreapta
Ceasul sistemuluiRMCK (SCK)
		Frecvență
Selectarea ratei de actualizare a detectorului de fază

Ne uităm cu atenție sub lentilă pentru a vedea dacă există scurtcircuite între contactele microcircuitului, spălați cu atenție fluxul rămas în zona în care este instalat. Apoi conectăm placa noastră pe jumătate asamblată la o sursă S/PDIF. Acesta este ceea ce s-a dovedit a fi playerul meu DVD chinezesc. Puteți conecta două intrări simultan, electrice și optice - acestea sunt comutate prin jumperi RXSEL1, RXSEL0. Noi furnizăm energie plăcii. Dacă totul este făcut corect, LED-ul de alimentare ar trebui să se aprindă și LED-ul de eroare ar trebui să se stingă. Dacă eroare este activată, atunci căutăm contact prostîn cablul de conectare (intrarile sunt foarte sensibile și orice contact slab/slab va avea ca rezultat o Eroare), sau priviți din nou cu atenție tabelul. De asemenea, puteți obține o eroare dacă frecvența este setată incorect cu jumperul RMCK. Puteți pune un osciloscop în anumite puncte:

Iată cum arată S/PDIF după transformator:

Și această imagine poate fi văzută pe magistrala de ieșire:

Etapa finală a asamblarii este instalarea unui cip DAC și a unui amplificator operațional cu cablare adecvată pe placă. PCM1794 din prima diagramă necesită, de asemenea, configurarea conform tabelului:

Pin, jumper				Format audio
				Format	Stereo/mono
				Pe 16 biți justificat la dreapta
				Pe 24 de biți justificat la dreapta
				Justificată la stânga/Slow
				16 biți/Slow justificat la dreapta
				Bypass filtru digital
					mono, stânga
					mono, stânga
				Pe 16 biți justificat la dreapta	mono, stânga
				Pe 24 de biți justificat la dreapta	mono, stânga
					mono, corect
					mono, corect
				Pe 16 biți justificat la dreapta	mono, corect
				Pe 24 de biți justificat la dreapta	mono, corect

După cum putem vedea din tabel, acest microcircuit are cele mai largi capacități pentru a construi DAC-uri de diferite configurații. Aici este important să setați formatul de date la același ca în chipul decodorului.

Despre rezistențele R7 - R16. Când placa a fost deja asamblată și testată complet, am citit în (1) despre calitatea și acuratețea lor: „Ar trebui să fie rezistențe de carbon de înaltă calitate.” Nu, nu am auzit niciodată de așa ceva. Am lipit ieșirile obișnuite în miniatură. Trebuie să fie selectați în perechi cu aceleași denominații, dar nici eu nu am făcut asta. Condensatoarele electrolitice, cu excepția celor din filtrul de alimentare, sunt SMD de tantal, restul sunt ceramice.

Gata, acum poți conecta orice amplificator la ieșire și poți asculta ceva.

Câteva fotografii cu placa:

Apoi, a fost necesar să împachetăm totul într-un fel de cutie. După câteva deliberări, alegerea a căzut pe un DVD player mort de origine chineză care zăcea prin preajmă. Totul a fost scos din el, lăsând doar cablul de rețea și comutatorul de alimentare. Pe peretele din spate al carcasei avem găuri gata făcute pentru toți conectorii de intrare și ieșire necesari. Autocolantul cu inscripțiile a fost scos de pe panoul frontal. Panoul în sine și peretele din spate al carcasei sunt acoperite cu fier cu o peliculă decorativă texturată autoadeziv „ca piele”.

Deoarece nu există comenzi, vor exista doar două LED-uri pe panoul frontal: „Power” - verde și „Error” - roșu. Și pentru ca panoul să nu arate plictisitor, am adăugat câteva inscripții și iluminare de fundal. Pentru a face acest lucru, am imprimat un șablon cu inscripții pe folie transparentă. Ca lumină de fundal - bucăți de bandă LED cu o strălucire albă, nu aveam alta la îndemână. Dar nu mi-a plăcut culoarea albă, așa că am decis să experimentez și să imprim un filtru de lumină. Pentru a face acest lucru, din nou, un dreptunghi albastru pur a fost imprimat pe folie transparentă folosind o imprimantă cu jet de cerneală. Dar densitatea sa dovedit a fi insuficientă. Apoi am ratat-o ​​de încă 2 ori - exact. Fotografia prezintă componentele panoului frontal:

Iluminarea de fundal este montată pe o bucată de fibră de sticlă: o lipim pe o parte Benzi LED, pe de altă parte, montam un stabilizator obișnuit pe 7812 pentru a-l alimenta. Stabilizatorul este conectat la o înfășurare separată a transformatorului de putere.

Ordinea de asamblare a panoului frontal este următoarea: pe partea din spate a panoului, o placă iluminată din spate este înșurubat pe suporturi la o anumită distanță (1,5 cm), pe partea din față, mai întâi instalăm o bucată de hârtie de birou albă de dimensiune pentru a difuza lumina de la LED-uri, apoi un filtru de lumină, un șablon cu inscripții și apăsați totul în jos cu o bucată de plexiglas de 1,5 - 2 mm grosime decupată la loc. folosind șuruburi subțiri (M2, M2.5). Pentru a face și mai importantă și pentru ca capetele șuruburilor să nu strice vederea, acoperim plexiglasul cu o folie de oglindă, care este de obicei folosită de iubitorii de auto tuning extrem pentru a acoperi geamul în pepelats.

Sincer să fiu, timp de o oră am stat și am ascultat și totul la rând - de la clasice la pop pur și simplu, iar Nightwish a rupt-o complet. Mi-am amintit imediat de sunetul de la placa turnantă Vega - 006 Hi-fi, pe care tatăl meu a cântat Boney-M și Pesnyarov. Compozițiile binecunoscute au sunat complet nou, poți simți creșterea colosală a frecvențelor înalte și medii și efectul prezenței - ca și cum chiar la un concert live. CD-urile originale simple în format cda sună cel mai bine, mp3 sună puțin mai rău (deși mp3 poate fi diferit - dacă este codificat corect, atunci cu greu puteți simți diferența). Apoi ascultarea s-a mutat la un coleg audiofil din nucleu și sursele digitale de sunet nu există pentru el - doar înregistrări și role, iar amplificatorul este doar unul cu tuburi. Am conectat DAC-ul la un amplificator cu tuburi de casă, acustica era tot de casă, sferică, sursa de semnal era același DVD player. Surpriza colegului nu a cunoscut limite - cum poate fi asta, cum poate un sunet digital să sune la fel ca un disc??? A ascultat totul, a comparat sunetul de la platană, apoi de la magnetofonul cu bobină la bobină, apoi de la DAC, apoi în ordine inversă - chestia asta a durat până cu mult după miezul nopții. Am fost mai ales surprins când au introdus în DVD un disc original Pink Floyd, pe care cineva îl adusese cândva din Anglia, iar basul a început să facă să cadă praful de pe covoare. Drept urmare, verdictul audiofilului este următorul (încă nu și-a schimbat principiile): locul 1 - înregistrare, 2 - bobină la bobină, 3 - DAC, toate celelalte surse audio digitale sunt respinse. Ei bine, urechile mele, care nu sunt audiofile, dar iubesc sunetul de înaltă calitate, practic nu simt diferența.

Apoi a venit rândul să pun în funcțiune acest dispozitiv, ca să zic așa. Folosirea DVD-ului ca sursă de sunet nu este profitabilă din punct de vedere economic: nicio sumă de bani nu este suficientă pentru a cumpăra în mod constant discuri originale sau semifabricate pentru tăierea muzicii (apropo, chiar și tăierea din discul original copia sună mai rău decât originalul). Prin urmare, s-a decis conectarea DAC-ului la PC. Acum puteți descărca o cantitate imensă de muzică de înaltă calitate în format fără pierderi de pe Internet. Înainte de asta, PC-ul meu avea placa de sunet Creative SB Audigy 7.1SE, și calitatea sunetului care iese din el mi s-a potrivit destul de bine (deși la volume mici auzeam zgomot de la hard disk-uri și coolere), până când am auzit sunetul de la DAC. O încercare de a conecta un DAC la ieșirea digitală a acestui card a eșuat. După cum sa dovedit, Creative amestecă un fel de „gag” în S/PDIF pur (vizibil clar pe un osciloscop) și numai DAC-urile Creative pot descifra acest flux. Bătrânii card LAN(de fapt, au fost necesare doar o bandă și un conector de la ea) și s-a transformat într-o bandă S/PDIF:

Ce parere aveti de acest articol?

Igor GUSEV, Andrey MARKITANOV

Gavrila era un audiofil,
Gavrila a creat DAC-uri...

Într-adevăr, de ce nu facem noi înșine un DAC? Este deloc necesar? Cu siguranță! Un convertor extern va fi util, în primul rând, proprietarilor de CD playere lansate în urmă cu 5 - 10 ani. Tehnologia de procesare audio digitală se dezvoltă într-un ritm rapid, iar ideea de a reînvia sunetul unui dispozitiv vechi, dar iubit, folosind un DAC extern, pare foarte tentantă. În al doilea rând, un astfel de dispozitiv poate fi de mare beneficiu pentru cei care au un model ieftin echipat cu o ieșire digitală - aceasta este o șansă de a-și duce sunetul la un nou nivel.

Nu este un secret că atunci când creează un CD player ieftin, dezvoltatorul se află în limite financiare stricte: trebuie să aleagă un vehicul decent și să echipeze noul produs cu fiecare serviciu la maximum, să-l afișeze pe panoul frontal. mai multe butoane cu indicator multifunctional etc., in caz contrar, conform legilor stricte ale pietei, aparatul nu va fi vandut. Într-un an, de regulă, va apărea unul nou, care uneori nu este mai bun ca sunet decât cel vechi (și adesea mai rău), și așa mai departe la infinit. Și majoritatea companiilor mari își schimbă de obicei întreaga gamă în fiecare primăvară...

Fondurile alocate nu sunt de obicei suficiente pentru un DAC de înaltă calitate și partea analogică a circuitului, iar mulți producători economisesc în mod deschis bani pe acest lucru. Există, totuși, excepții de la această regulă atunci când astfel de decizii sunt luate în mod deliberat, ca element al politicii tehnice a companiei.

De exemplu, japonezul S.E.S., binecunoscut audiofililor noștri. pune în modelele sale CD2100 și CD3100 transport costisitor cu un număr mare de reglaje manuale, folosind în același timp un simplu DAC, care clar nu corespunde clasei de mecanică. Aceste dispozitive sunt poziționate de companie ca transport cu o cale audio de control și sunt proiectate inițial să funcționeze cu un convertor extern. Situația este oarecum diferită cu playerele TEAC VRDS 10 - 25 Prin instalarea unei unități de înaltă calitate și a cipurilor DAC TDA1547 (DAC 7), din anumite motive, inginerii au decis să economisească etapele de ieșire. O companie rusă, știind despre această caracteristică a modelelor, face o actualizare, înlocuind partea analogică a circuitului.

Despre autori

Andrey Markitanov, inginer la Three V Sound Engineering Design Bureau din Taganrog. Dezvolta și pune în producție DAC-uri sub marca Markan și participă regulat la expozițiile Hi-End din Rusia. Îi plac soluțiile non-standard, urmează moda audio și este mereu la curent cu cele mai recente progrese în domeniul circuitelor digitale. El știe pe de rost pinout-urile multor cipuri Crystal, Burr-Brown și Philips.

Puțină teorie

Deci, s-a decis - vom face un DAC. Înainte de a începe să privim diagrama, ar fi util să descifrăm câteva abrevieri general acceptate:

S/PDIF (format de interfață digitală Sony/Philips)- standard pentru transmisie digitală date audio între dispozitive (interfață asincronă cu auto-sincronizare). Există și o variantă optică numită TosLink (de la Toshiba și Link). Aproape toate modelele de CD playere ieftine sunt echipate cu această interfață, dar acum este considerată învechită. Există interfețe mai avansate folosite în dispozitivele scumpe, dar nu vom vorbi încă despre ele.

DAC (DAC)- convertor digital-analogic.

IIS (magistrală de semnal Inter IC)- standard pentru o interfață sincronă între elementele circuitului din cadrul aceluiași dispozitiv.

PLL (buclă blocată în fază)- sistem de buclă blocată în fază.

Accent- pre-accentuare.

În prezent, există două tipuri complet diferite de formate CD Audio: căi diferite conversie digital-analogic: un singur biți și multi-biți. Fără a intra în detalii despre fiecare dintre ele, observăm că în majoritatea covârșitoare modele scumpe DAC folosește conversia multibiți. De ce scump? Pentru o implementare decentă a acestei opțiuni, este necesară o sursă de alimentare multicanal de înaltă calitate, o procedură complexă de configurare a filtrelor de ieșire, în unele modele aceasta se face manual, iar în țările dezvoltate munca unui specialist calificat nu poate fi ieftină. .

Cu toate acestea, convertoarele pe un singur bit au și multe ventilatoare, deoarece au un caracter unic de livrare a sunetului, dintre care unele caracteristici sunt dificil de realizat folosind tehnologia multi-biți existentă. Acestea includ liniaritatea mai mare a DAC-urilor pe un singur bit la niveluri scăzute de semnal și, prin urmare, microdinamică mai bună și sunet clar și detaliat. La rândul său, argumentul susținătorilor DAC-urilor multibiți este un impact emoțional mai puternic asupra ascultătorului, amploarea și deschiderea sunetului, care sunt perfect reproduse de așa-numitele. „drive” și „ches”, care sunt deosebit de apreciate de iubitorii de rock.

În teorie, DAC-urile pe un singur bit necesită o viteză de ceas foarte mare pentru a funcționa impecabil. În cazul nostru, adică 16 biți și 44,1 kHz, ar trebui să fie în jur de 2,9 GHz, ceea ce este o valoare complet inacceptabilă din punct de vedere tehnic. Cu ajutorul trucurilor matematice și a diverselor recalculări, acesta poate fi redus la valori acceptabile în câteva zeci de megaherți. Aparent, acest lucru explică unele dintre caracteristicile audio ale DAC-urilor pe un singur bit. Deci care este mai bun? Vom descrie ambele opțiuni și vom decide singur pe care să o alegeți.

Principalul lucru care ne-a ghidat la dezvoltarea circuitului a fost simplitatea sa extremă, care permite chiar și unui audiofil care nu are experiență în tehnologia digitală să înțeleagă ideea și să o implementeze într-un design specific. Cu toate acestea, DAC-ul descris este capabil să îmbunătățească semnificativ sunetul unui dispozitiv de buget echipat cu o ieșire digitală coaxială. Dacă jucătorul tău nu are unul, atunci nu va fi dificil să-l organizezi singur. Pentru a face acest lucru, în cele mai multe cazuri, este suficient să instalați un conector RCA pe peretele din spate și să lipiți lobul de semnal în locul corespunzător de pe placă. De regulă, versiunea de bază a plăcii de bază este făcută pentru mai multe modele simultan, doar că este „ambalată” în moduri diferite și trebuie să existe un loc pe ea pentru lipirea unei prize de ieșire digitală. Dacă nu este cazul, va trebui să căutați o diagramă a dispozitivului - în centrele de service autorizate, pe piețele radio sau pe Internet. În viitor, acest aspect poate servi ca obiect al eforturilor de a-l îmbunătăți și, în sfârșit, ne va permite să obținem o „cețuire blândă asupra unei imagini curate”.

Aproape toate dispozitivele de acest tip sunt construite pe o bază de elemente similare, alegerea elementelor pentru dezvoltator nu este atât de largă. Printre microcircuitele disponibile în Rusia, să numim Burr-Brown, Crystal Semiconductors, Dispozitive analogice, Philips. Dintre receptoarele de semnal S/PDIF, CS8412, CS8414, CS8420 de la Crystal Semiconductors, DIR1700 de la Burr-Brown, AD1892 de la Analog Devices sunt acum mai mult sau mai puțin disponibile la prețuri rezonabile. Alegerea DAC-urilor în sine este ceva mai largă, dar în cazul nostru pare optimă utilizarea CS4328, CS4329, CS4390 cu conversie delta-sigma, acestea îndeplinesc cel mai pe deplin criteriul calitate/preț. Cipurile multi-biți Burr-Brown PCM63 de 96 USD, care sunt larg răspândite în high-end, sau cipurile PCM1702 mai moderne, necesită și anumite tipuri de filtre digitale, care sunt și costisitoare.

Așadar, alegem produsele Crystal Semiconductors, iar documentația pentru microcircuite cu o descriere detaliată, pinout și tabele de stare poate fi descărcată de pe site-ul www.crystal.com.

Piese de convertizor
Rezistenţă
R1	220	1/4w
R2	75	1/4w
R3	2k	1/4w
R4 - R7	1k	1/4w
R8, R9	470k	1/4w carbon
Condensatoare
C1	1,0 µF	ceramică
C2, C4, C8, C9	1000 µF x 6,3 V	oxid
C3, C5, C7, C120	1 µF	ceramică
C6	0,047 uF	ceramică
C10, C11	1,0 µF	K40-U9 (hârtie)
Semiconductori
VD1	AL309	LED roșu
VT1	KT3102A	tranzistor npn
U1	CS8412	receptor de semnal digital
U2	74HC86	tampon TTL
U3	CS4390	DAC

Să trecem la diagramă

Deci, întrebarea rămâne: ce schemă să alegi? După cum sa menționat deja, ar trebui să fie simplu, repetabil și să aibă un potențial suficient pentru calitatea sunetului. De asemenea, pare obligatoriu să existe un comutator absolut de fază, care va permite o mai bună coordonare a DAC-ului cu restul căii audio. Iată opțiunea optimă, după părerea noastră: receptorul digital CS8412 și DAC-ul pe un bit CS4390 care costă aproximativ 7 USD per carcasă (este mai bine să încerci să găsești o opțiune DIP, asta va face instalarea mult mai ușoară). Acest DAC este folosit în binecunoscutul model de player Meridian 508.24 și este încă considerat cel mai bun de către Crystal. Versiunea multibiți folosește un cip Philips TDA1543. Circuitul convertorului pe un singur bit arată astfel:

Rezistoarele R1-R7 sunt de dimensiuni mici, de orice tip, dar R8 și R9 sunt mai bine să luați seria BC sau cele din carbon importate. Condensatoarele electrolitice C2, C4, C8, C9 trebuie să aibă o valoare nominală de cel puțin 1000 μF cu o tensiune de funcționare de 6,3 - 10 V. Condensatoarele C1, C3, C5, C6, C7 sunt ceramice. Pentru C10, C11, este recomandabil să folosiți K40-U9 sau MBGCH (hârtie în ulei), dar sunt potrivite și foliile K77, K71, K73 (afișate în ordinea descrescătoare a priorității). Transformer T1 este pentru audio digital, obținerea acestuia nu este o problemă. Puteți încerca să utilizați un transformator de la un computer defect card de retea. Diagrama nu arată conexiunea de alimentare a microcircuitului U2;

Pentru a maximiza potențialul de sunet al circuitului, este recomandabil să respectați următoarele reguli de instalare. Este mai bine să faceți toate conexiunile la firul comun (marcat cu pictograma GND) la un moment dat, de exemplu, la pinul 7 al cipul U2. Cea mai mare atenție ar trebui acordată nodului de intrare a semnalului digital, care include mufa de intrare, elementele C1, T1, R2 și pinii 9,10 ai microcircuitului U1.

Este necesar să folosiți cele mai scurte conexiuni și cabluri ale componentelor. Același lucru este valabil și pentru un nod format din elementele R5, C6 și pinii 20, 21 ai microcircuitului U1. Condensatoarele electrolitice cu șunturi ceramice corespunzătoare trebuie instalate în imediata apropiere a pinii de alimentare ai microcircuitelor și conectate la acestea cu conductori de lungime minimă. Diagrama nu prezintă un alt electrolit și un condensator ceramic, care sunt conectate direct la pinii de alimentare 7 și 14 ai microcircuitului U2. De asemenea, este necesar să conectați pinii 1, 2, 4, 5, 7, 9, 10 ai cipul U2.

După ce ați acumulat ceva experiență, veți putea selecta după ureche dimensiunea și tipul condensatoarelor electrolitice și ceramice amplasate în circuitele de putere din fiecare zonă specifică.

Acum câteva cuvinte despre funcționarea circuitului în sine. LED-ul D1 servește pentru a indica faptul că receptorul digital U1 a captat un semnal din transport și prezența erorilor de citire. Nu ar trebui să se aprindă în timpul redării normale. Pinii S1 comută faza absolută a semnalului de ieșire, similar cu schimbarea polarității cablurilor difuzoarelor. Schimbând fazarea, veți putea observa modul în care aceasta afectează sunetul întregii căi. DAC-ul are și un circuit de corectare a de-accentuării (pin 2/U3) și, deși nu au fost lansate multe discuri cu pre-accentuare, o astfel de funcție poate fi utilă.

Acum despre circuitele de ieșire. Este posibilă conectarea directă a cipului DAC la ieșire numai prin condensatoare de cuplare, deoarece cip-ul CS4390 are deja un filtru analogic încorporat și chiar un buffer de ieșire. Cipurile CS4329 și CS4327 au fost construite pe un principiu similar și DAC-ul CS4328 a avut o parte analogică bună. Dacă știți să faceți filtre trece-jos de înaltă calitate și etape de potrivire, ar trebui să încercați excelentul microcircuit CS4303, care are un semnal digital la ieșire și face posibilă construirea unui dispozitiv cu sunet excelent dacă, pt. de exemplu, conectați un tub tampon cu energie kenotron la acesta.

Dar să revenim la CS4390-ul nostru. Principiul construirii DAC-urilor pe un singur bit presupune prezența unui zgomot impuls de amplitudine semnificativă în circuitele interne de putere. Pentru a reduce influența lor asupra semnalului de ieșire, ieșirea unor astfel de DAC-uri este aproape întotdeauna realizată folosind un circuit diferențial. În acest caz, nu ne interesează valorile semnal-zgomot record, așa că folosim o singură ieșire pentru fiecare canal, ceea ce evită utilizarea unor etape analogice suplimentare care pot afecta negativ sunetul. Amplitudinea semnalului la mufele de ieșire este destul de suficientă pentru operatie normala, iar tamponul încorporat face față bine sarcinilor precum cablul de interconectare și impedanța de intrare a amplificatorului.

Acum să vorbim despre alimentarea dispozitivului nostru. Sunetul este doar o sursă de alimentare modulată și nimic mai mult. Așa cum este mâncarea, la fel este și sunetul. Vom încerca să acordăm o atenție deosebită acestei probleme. Versiunea inițială a stabilizatorului de putere pentru dispozitivul nostru este prezentată în Fig. 2

Avantajele acestei scheme sunt simplitatea și claritatea. Cu un redresor comun, se folosesc diferiți stabilizatori pentru părțile digitale și analogice ale circuitului - acest lucru este obligatoriu. Sunt izolate unul de celălalt la intrare printr-un filtru format din C1, L1, C2, C3. În loc de stabilizatori 7805 de cinci volți, este mai bine să instalați LM317-uri reglabile cu divizoare rezistive corespunzătoare în circuitul de ieșire de control. Calculul valorilor rezistenței poate fi găsit în orice carte de referință despre microcircuite liniare. LM317 în comparație cu 7805 au o gamă de frecvență mai largă (nu uitați că transportăm nu doar curent continuu prin circuitele de alimentare, ci și un semnal digital de bandă largă), zgomot intern mai mic și un răspuns mai calm la sarcinile pulsate. Cert este că atunci când apare un zgomot pulsat (și alimentarea lor este vizibilă și invizibilă!), circuitul de stabilizare, acoperit de feedback negativ profund (este necesar să se obțină un coeficient de stabilizare ridicat și o rezistență scăzută de ieșire), încearcă să compenseze aceasta. Așa cum era de așteptat pentru circuitele cu OOS, are loc un proces oscilator amortizat, pe care se suprapune interferența nou sosită și, ca urmare, tensiunea de ieșire sare constant în sus și în jos. Rezultă că pentru alimentarea circuitelor digitale este indicat să folosiți stabilizatori bazați pe elemente discrete care nu conțin OS. Desigur, în acest caz, impedanța de ieșire a sursei va fi mult mai mare, astfel încât toată responsabilitatea pentru combaterea zgomotului de impuls este transferată la condensatoare de șunt, care se descurcă bine cu această sarcină, iar acest lucru are un efect benefic asupra sunetului. În plus, devine în mod clar necesară utilizarea unei surse de alimentare pentru fiecare putere de ieșire. cipuri digitale un stabilizator separat împreună cu elementele de decuplare a puterii (similar cu L1, C2, C3 din Fig. 2).

Acest lucru se realizează în DAC-urile Markan, iar filtrul cu suprimare suplimentară a zgomotului digital și redresorul funcționează dintr-o înfășurare separată a transformatorului de rețea, iar pentru decuplarea suplimentară a părților digitale și analogice ale circuitului, se folosesc chiar și diferite transformatoare. Același lucru se face pentru a îmbunătăți și mai mult DAC-ul nostru, deși pentru început puteți utiliza circuitul din Fig. 2, acesta va oferi un nivel inițial de calitate a sunetului. Este mai bine să folosiți diode Schottky rapide în redresor.

Versiunea multibiți a circuitului

De obicei, DAC-urile multibiți necesită mai multe surse de tensiune cu polarități diferite și un număr considerabil de elemente discrete suplimentare pentru funcționarea lor. Printre varietatea mare de microcircuite, vom alege Philips TDA1543. Acest DAC este o versiune „buget” a excelentului cip TDA 1541, costă un ban și este disponibil pentru vânzare cu amănuntul în țara noastră.

Cipul TDA 1541 a fost folosit în CD player-ul Arcam Alpha 5, care la un moment dat a câștigat multe premii, deși a fost și mult criticat - un DAC antediluvian, interferență puternică, dar ce sunet! Acest cip este, de asemenea, folosit în continuare în plăcile turnante Naim. TDA1543 este perfect pentru scopurile noastre, deoarece... necesită o singură sursă de alimentare +5V și nu necesită piese suplimentare. Dezlipiți CS4390 de la receptor digital iar în locul său conectăm TDA 1543 în conformitate cu diagrama din Fig. 3.

Aici sunt necesare câteva clarificări suplimentare. Toate DAC-urile multibiți au o ieșire de curent și există mai multe soluții de circuit pentru a converti semnalul în tensiune. Cel mai comun este un amplificator operațional conectat cu o intrare inversoare la ieșirea DAC. Conversia curent-tensiune este efectuată de sistemul de operare care îl acoperă. În teorie, funcționează excelent, iar această abordare este considerată clasică - poate fi găsită în opțiunile recomandate pentru pornirea oricărui DAC multi-biți. Dar dacă vorbim despre sunet, atunci totul nu este atât de simplu. Pentru a implementa această metodă în practică, aveți nevoie de amplificatoare operaționale de foarte înaltă calitate, cu caracteristici bune de viteză, de exemplu AD811 sau AD817, care costă mai mult de 5 USD bucata. Prin urmare, în proiectele bugetare ei fac adesea lucrurile diferit: pur și simplu conectează un rezistor obișnuit la ieșirea DAC, iar curentul care trece prin acesta va crea o cădere de tensiune, de exemplu. semnal complet. Mărimea acestei tensiuni va fi direct proporțională cu dimensiunea rezistorului și cu curentul care circulă prin acesta. În ciuda simplității și eleganței aparente a acestei metode, nu a fost încă utilizată pe scară largă de către producătorii de echipamente scumpe, deoarece are, de asemenea, multe capcane. Problema principală este că ieșirea curentă a DAC-urilor nu asigură prezența tensiunii pe acesta și este de obicei protejată de diode conectate spate în spate și care introduc o distorsiune semnificativă în semnalul primit la rezistor. Printre producători celebri Cei care au decis să folosească această metodă ar trebui să evidențieze compania Kondo, care folosește în M-100DAC un rezistor bobinat cu fir de argint. Evident, are foarte puțină rezistență și amplitudinea semnalului de ieșire este, de asemenea, foarte mică. Pentru a obține o amplitudine standard, se folosesc mai multe etape de amplificare a tubului. O altă companie cunoscută cu o abordare neconvențională a problemei conversiei curent-tensiune este Audio Note. În DAC-urile sale, folosește un transformator în aceste scopuri, în care curentul care trece prin înfășurarea primară provoacă un flux magnetic, ceea ce duce la apariția unei tensiuni de semnal pe înfășurarea secundară. Același principiu este implementat în unele DAC-uri din seria Markan.

Dar să revenim la TDA 1543. Se pare că dezvoltatorii acestui microcircuit din anumite motive nu au instalat diode de protecție la ieșire. Acest lucru deschide perspectiva utilizării unui convertor rezistor curent-tensiune. Rezistențele R2 și R4 din Fig. 3 este doar pentru asta. La valorile indicate, amplitudinea semnalului de ieșire este de aproximativ 1 V, ceea ce este suficient pentru a conecta direct DAC-ul la un amplificator de putere. Trebuie remarcat faptul că capacitatea de încărcare a circuitului nostru nu este foarte mare și în condiții nefavorabile (capacitate mare a cablului de interconectare, impedanță scăzută de intrare a amplificatorului de putere etc.), sunetul poate fi ușor comprimat în dinamică și „pătat”. ”. În acest caz, tamponul de ieșire va ajuta, circuitul și designul căruia le puteți alege dintre multe opțiuni existente. Se poate întâmpla ca în unele versiuni fabricate ale microcircuitului TDA 1543 să fie încă instalate diode de protecție (deși nu există astfel de informații în specificații și nici nu am întâlnit copii specifice). În acest caz, va fi posibil să eliminați un semnal din acesta cu o amplitudine de cel mult 0,2 V și va trebui să utilizați un amplificator de ieșire. Pentru a face acest lucru, este necesar să reduceți valoarea rezistențelor R2 și R4 de 5 ori. Condensatorii C2 și C4 din fig. 3 formează un filtru de ordinul întâi care elimină interferențele de înaltă frecvență semnal analogși formarea răspunsului în frecvență dorit în partea superioară a intervalului.

Multe modele DAC folosesc filtre digitale, ceea ce simplifică foarte mult sarcina dezvoltatorului la proiectarea părții analogice, dar, în același timp, DF poartă cea mai mare parte a răspunderii pentru sunetul final al dispozitivului. Recent, acestea au început să fie abandonate, deoarece un filtru analog competent suprimă eficient zgomotul de înaltă frecvență și nu are un efect atât de dăunător asupra muzicalității. Este exact ceea ce se face în DAC-urile Markan, care folosesc un filtru convențional de ordinul trei cu un răspuns de fază liniar, realizat pe elemente LC. În diagrama noastră din fig. 3, pentru simplitate, se folosește un filtru analogic de ordinul întâi, care în cele mai multe cazuri este destul de suficient, mai ales dacă utilizați amplificator cu tub putere și chiar și fără feedback. Dacă aveți echipament cu tranzistori, atunci este foarte posibil să fiți nevoit să creșteți ordinea filtrului (totuși, nu exagerați, un circuit prea rece va înrăutăți cu siguranță sunetul). Veți găsi diagramele și formulele corespunzătoare pentru calcul în orice carte de referință decentă pentru radioamatori.

Vă rugăm să rețineți că rezistențele R2, R4 și condensatoarele C2, C4 sunt amplasate exact în locul de unde provine sunetul analogic. High End începe de aici și, după cum se spune, „mai departe peste tot”. Calitatea acestor elemente (în special rezistențe) va depinde în mare măsură de sunetul întregului dispozitiv. Rezistoarele trebuie instalate în carbon BC, ULI sau bor-carbon BLP (după ce le-ați selectat după aceeași rezistență folosind un ohmmetru), este binevenită și utilizarea exoticelor importate. Condensatorii sunt acceptați de orice tip enumerat mai sus. Toate conexiunile trebuie să aibă o lungime minimă. Desigur, sunt necesari și conectori de ieșire de înaltă calitate.

Ce am primit?

Cântam prost versuri,
a șuierat, a țipat și a mințit...

(J.C. Jerome, „Trei într-o barcă”
fără să socotească câinele")

Nu voi fi lene să vă reamintesc că înainte de a porni dispozitivul pentru prima dată, trebuie să verificați cu atenție întreaga instalație. În acest caz, controlul volumului amplificatorului trebuie setat la poziția minimă, iar volumul trebuie crescut treptat dacă nu există interferențe, șuierat sau zgomot de fundal la ieșire. Fii atent și atent!

În general, DAC-urile single-bit se caracterizează printr-un sunet foarte moale, plăcut, cu o abundență de detalii subtile. Se pare că își aruncă tot potențialul sonor în ajutorul solistului, împingând pe ceilalți participanți la opera muzicală undeva în fundal. Orchestrele mari sunt oarecum „reduse” în compoziția muzicienilor, iar puterea și amploarea sunetului lor suferă. DAC-urile multibiți acordă o atenție egală tuturor participanților la acțiunea muzicală, fără a înstrăina sau evidenția niciunul dintre ei. Gama dinamică este mai largă, sunetul este mai fin, dar în același timp ceva mai îndepărtat.

De exemplu, când redați binecunoscuta melodie „I Put A Spell on You” interpretată de Creedence Clearwater Revival printr-un DAC multi-biți, energia sa este perfect transmisă, fluxul puternic de emoții este pur și simplu fascinant, intenția creatorilor săi. devine clar, simțim acut ceea ce au vrut să ne spună. Piese mici oarecum neclară, dar pe fondul caracteristicilor dominante ale unei astfel de difuzări a sunetului descrise mai sus, acesta nu pare a fi un dezavantaj serios. Când redați aceeași melodie printr-un DAC de un bit, imaginea este oarecum diferită: sunetul nu este atât de mare, scena este oarecum mutată înapoi, dar detaliile producției de sunet și mici atingeri sunt clar audibile. Momentul în care muzicianul aduce chitara mai aproape de amplificator, obținând o autoexcitare ușoară a amplificatorului, este transmis bine. Dar când ascultăm pe Elvis Presley, toată bogăția vocii sale este dezvăluită magnific. Se observă clar cum s-a schimbat odată cu vârsta, impactul emoțional asupra ascultătorului este și el puternic, iar acompaniamentul, oarecum retrogradat pe fundal, se încadrează organic în tabloul de ansamblu.

Deci alegerea tipului de DAC depinde de dvs. ambele opțiuni au atât puncte forte, cât și puncte slabe; În ciuda simplității lor, potențialul sonor al circuitelor descrise este destul de mare, iar dacă recomandările date sunt urmate în mod creativ, rezultatele finale nu ar trebui să te dezamăgească. Vă dorim succes!

Întrebări de la dezvoltatorul circuitului

Un convertor digital-analogic (DAC) este un dispozitiv pentru conversie cod digitalîntr-un semnal analog în mărime proporțională cu valoarea codului.

DAC-urile sunt folosite pentru a conecta sistemele de control digital cu dispozitive care sunt controlate de nivelul unui semnal analogic. De asemenea, DAC este o parte integrantă în multe structuri dispozitive analog-digitaleși convertoare.

DAC este caracterizat de o funcție de conversie. Leagă o modificare a codului digital cu o modificare a tensiunii sau curentului. Funcția de conversie DAC este exprimată după cum urmează

ieși- valoarea tensiunii de iesire corespunzatoare codului digital Nin, alimentat la intrările DAC.

U max- tensiune maximă de ieșire corespunzătoare codului maxim aplicat intrărilor N max

mărimea K DAC, determinat de raport, se numește coeficient de conversie digital-analogic. În ciuda naturii treptate a caracteristicii asociate cu o modificare discretă a valorii de intrare (cod digital), se crede că DAC-urile sunt convertoare liniare.

Dacă valoarea Nin reprezentată prin valorile greutăților cifrelor sale, funcția de transformare poate fi exprimată după cum urmează

, Unde

i- numărul categoriei cod de introducere Nin; A i- sens i a-a cifră (zero sau unu); Ui – greutate i-a categoriei; n – numărul de biți ai codului de intrare (numărul de biți ai DAC-ului).

Greutatea bitului este determinată pentru o anumită capacitate de bit și este calculată folosind următoarea formulă

U OP - Tensiune de referință DAC

Principiul de funcționare al majorității DAC-urilor este însumarea cotelor semnalelor analogice (greutatea de descărcare), în funcție de codul de intrare.

DAC poate fi implementat folosind însumarea curentului, însumarea tensiunii și diviziunea tensiunii. În primul și al doilea caz, în conformitate cu valorile biților codului de intrare, sunt însumate semnalele generatoarelor de curent și surselor E.M.F. Ultima metodă este un divizor de tensiune controlat de cod. Ultimele două metode nu sunt utilizate pe scară largă din cauza dificultăților practice ale implementării lor.

Metode de implementare a unui DAC cu însumarea ponderată a curenților

Să luăm în considerare construcția unui DAC simplu cu însumarea ponderată a curenților.

Acest DAC constă dintr-un set de rezistențe și un set de comutatoare. Numărul de chei și numărul de rezistențe este egal cu numărul de biți n cod de introducere. Valorile rezistoarelor sunt selectate în conformitate cu legea binară. Dacă R=3 Ohmi, atunci 2R=6 Ohmi, 4R=12 Ohmi, și așa mai departe, adică. Fiecare rezistor ulterior este de 2 ori mai mare decât cel precedent. Când o sursă de tensiune este conectată și comutatoarele sunt închise, curentul va curge prin fiecare rezistor. Valorile curente ale rezistențelor, datorită alegerii corespunzătoare a valorilor acestora, vor fi, de asemenea, distribuite conform legii binare. La trimiterea unui cod de intrare Nin Tastele sunt pornite în funcție de valoarea biților corespunzători codului de intrare. Cheia este închisă dacă cifra corespunzătoare egal cu unu. În acest caz, curenții sunt însumați în nod, proporțional cu greutățile acestor biți, iar mărimea curentului care curge din nod în ansamblu va fi proporțională cu valoarea codului de intrare. Nin.

Rezistența rezistențelor matriceale este aleasă să fie destul de mare (zeci de kOhmi). Prin urmare, pentru majoritatea cazurilor practice, DAC joacă rolul unei surse de curent pentru sarcină. Dacă este necesar să se obțină tensiune la ieșirea convertorului, atunci un convertor curent-tensiune este instalat la ieșirea unui astfel de DAC, de exemplu, pe un amplificator operațional

Cu toate acestea, atunci când codul se schimbă la intrările DAC, cantitatea de curent preluată de la sursa de tensiune de referință se modifică. Acesta este principalul dezavantaj al acestei metode de construire a unui DAC. . Această metodă de construcție poate fi utilizată numai dacă sursa de tensiune de referință are rezistență internă scăzută. Într-un alt caz, în momentul în care codul de intrare este schimbat, curentul preluat de la sursă se modifică, ceea ce duce la o modificare a căderii de tensiune pe rezistența sa internă și, la rândul său, la o modificare suplimentară a curentului de ieșire care nu are legătură directă. la schimbarea codului. Structura DAC-ului cu comutatoare ne permite să eliminăm acest dezavantaj.

Într-o astfel de structură există două noduri de ieșire. În funcție de valoarea biților codului de intrare, cheile corespunzătoare sunt conectate la nodul conectat la ieșirea dispozitivului, sau la un alt nod, care este cel mai adesea împământat. În acest caz, curentul curge constant prin fiecare rezistor al matricei, indiferent de poziția comutatorului, iar cantitatea de curent consumată de la sursa de tensiune de referință este constantă.

Un dezavantaj comun al ambelor structuri luate în considerare este raportul mare dintre cele mai mici și cele mai mari valori ale rezistențelor matriceale. În același timp, în ciuda diferenței mari de evaluări ale rezistenței, este necesar să se asigure aceeași precizie absolută de potrivire atât pentru cel mai mare, cât și pentru cel mai mic rating al rezistenței. Într-un design DAC integrat cu mai mult de 10 biți, acest lucru este destul de dificil de realizat.

Structurile bazate pe materiale rezistive nu prezintă toate dezavantajele de mai sus. R-2R matrici

Cu această construcție a matricei rezistive, curentul în fiecare ramură paralelă ulterioară este de două ori mai mic decât în ​​cea anterioară. Prezența a doar două valori ale rezistoarelor în matrice face să fie destul de ușoară ajustarea valorilor acestora.

Curentul de ieșire pentru fiecare dintre structurile prezentate este simultan proporțional nu numai cu valoarea codului de intrare, ci și cu valoarea tensiunii de referință. Se spune adesea că este proporțională cu produsul acestor două mărimi. Prin urmare, astfel de DAC-uri sunt numite multiplicatori. Toată lumea va avea aceste proprietăți DAC,în care formarea valorilor de curent ponderate corespunzătoare greutăților de descărcare se realizează folosind matrici rezistive.

Pe lângă faptul că sunt utilizate în scopul propus, DAC-urile multiplicatoare sunt folosite ca multiplicatori analog-digitali, ca rezistențe și conductivități controlate de cod. Ele sunt utilizate pe scară largă ca componente în construcția amplificatoarelor controlate prin cod (reglabile), a filtrelor, a surselor de tensiune de referință, a conditionatoarelor de semnal etc.

Parametrii de bază și erorile DAC

Principalii parametri care pot fi văzuți în director:

1. Număr de biți – numărul de biți ai codului de intrare.

2. Coeficient de conversie – raportul dintre incrementul semnalului de ieșire și incrementul semnalului de intrare pentru o funcție de conversie liniară.

3. Timp pentru stabilirea tensiunii sau curentului de ieșire - interval de timp de la momentul respectiv schimbare dată cod la intrarea DAC până în momentul în care tensiunea sau curentul de ieșire intră în sfârșit în zona cu lățimea cifrei cel mai puțin semnificative ( MZR).

4. Frecvența maximă transformare – cea mai mare frecvență a modificărilor codului la care parametrii specificați respectă standardele stabilite.

Există și alți parametri care caracterizează performanța DAC-ului și caracteristicile funcționării acestuia. Acestea includ: tensiunea de intrare de nivel scăzut și înalt, consumul de curent, tensiunea de ieșire sau domeniul de curent.

Cei mai importanți parametri pentru un DAC sunt cei care îi determină caracteristicile de precizie.

Caracteristicile de precizie ale fiecărui DAC , În primul rând, ele sunt determinate de erori normalizate ca mărime.

Erorile sunt împărțite în dinamice și statice. Erorile statice sunt erorile care rămân după finalizarea tuturor proceselor tranzitorii asociate cu modificarea codului de intrare. Erorile dinamice sunt determinate de procese tranzitorii la ieșirea DAC care apar ca urmare a unei modificări a codului de intrare.

Principalele tipuri de erori DAC statice:

Eroare absolută de conversie în punctul final scară – abaterea valorii tensiunii (curentului) de ieșire de la valoarea nominală corespunzătoare punctului final al scalei funcției de conversie. Măsurat în unitățile celei mai puțin semnificative cifre a conversiei.

Tensiune de offset zero de ieșire – tensiune DC la ieșirea DAC cu un cod de intrare corespunzător unei valori de tensiune de ieșire zero. Măsurat în unități de ordin mic. Eroarea coeficientului de conversie (scara) – asociată cu abaterea pantei funcției de conversie de la cea necesară.

Neliniaritatea DAC este abaterea funcției de conversie efectivă de la linia dreaptă specificată. Este cea mai gravă eroare greu de combatet.

Erorile de neliniaritate sunt în general împărțite în două tipuri - integrale și diferențiale.

Eroarea de neliniaritate integrală este abaterea maximă a caracteristicii reale de la cea ideală. De fapt, aceasta ia în considerare funcția de transformare medie. Această eroare este determinată ca procent din intervalul final al valorii de ieșire.

Neliniaritatea diferențială este asociată cu inexactitatea stabilirii greutăților descărcărilor, i.e. cu erori în elementele de divizare, împrăștiere a parametrilor reziduali elemente cheie, generatoare de curent etc.

Metode de identificare și corectare a erorilor DAC

Este de dorit ca corectarea erorilor să fie efectuată în timpul fabricării convertoarelor (ajustare tehnologică). Cu toate acestea, este adesea de dorit atunci când se utilizează un eșantion specific BISîntr-un dispozitiv sau altul. În acest caz, corectarea se realizează prin introducerea în structura dispozitivului, pe lângă LSI DAC elemente suplimentare. Astfel de metode sunt numite structurale.

Cel mai dificil proces este asigurarea liniarității, deoarece acestea sunt determinate de parametrii aferenti multor elemente și noduri. Cel mai adesea, sunt ajustate doar offset-ul zero și coeficientul

Parametrii de acuratețe furnizați de metodele tehnologice se deteriorează atunci când convertorul este expus la diverși factori destabilizatori, în primul rând temperatura. De asemenea, este necesar să ne amintim despre factorul de îmbătrânire al elementelor.

Eroarea de compensare zero și eroarea de scară sunt ușor de corectat la ieșirea DAC. Pentru a face acest lucru, se introduce un offset constant în semnalul de ieșire, compensând decalajul caracteristicii convertorului. Scala de conversie necesară se stabilește fie prin ajustarea câștigului setat la ieșirea convertorului amplificatorului, fie prin ajustarea valorii tensiunii de referință dacă DAC-ul este unul multiplicator.

Metodele de corecție cu control de testare constau în identificarea erorilor DAC în întregul set de influențe de intrare permise și adăugarea de corecții calculate pe baza acestora la valoarea de intrare sau de ieșire pentru a compensa aceste erori.

Pentru orice metodă de corecție cu control folosind un semnal de testare, sunt prevăzute următoarele acțiuni:

1. Măsurarea caracteristicilor DAC pe un set de influențe de testare suficiente pentru a identifica erorile.

2. Identificarea erorilor prin calcularea abaterilor acestora de la rezultatele măsurătorilor.

3. Calculul modificărilor corective pentru valorile convertite sau efectele corective necesare asupra blocurilor corectate.

4. Efectuarea corectării.

Controlul poate fi efectuat o dată înainte de instalarea convertorului în dispozitiv folosind echipamente speciale de măsurare de laborator. De asemenea, poate fi efectuată folosind echipamente specializate încorporate în dispozitiv. În acest caz, monitorizarea, de regulă, se efectuează periodic, tot timpul în timp ce convertorul nu este direct implicat în funcționarea dispozitivului. O astfel de organizare a controlului și corecției convertoarelor poate fi efectuată atunci când funcționează ca parte a unui sistem de măsurare cu microprocesor.

Principalul dezavantaj al oricărei metode control de la capăt la capăt– timp lung de testare împreună cu eterogenitatea și volumul mare de echipamente utilizate.

Valorile de corecție determinate într-un fel sau altul sunt stocate, de regulă, în formă digitală. Corectarea erorilor, ținând cont de aceste corecții, poate fi efectuată atât în ​​formă analogică, cât și digitală.

Cu corecția digitală, corecțiile sunt adăugate ținând cont de semnul lor la codul de intrare DAC. Ca rezultat, la intrarea DAC este primit un cod, care generează valoarea necesară a tensiunii sau a curentului la ieșire. Cea mai simplă implementare a acestei metode de corecție constă într-un reglabil DAC, la intrarea căreia este instalat un dispozitiv de stocare digitală ( memorie). Codul de intrare joacă rolul unui cod de adresă. ÎN memorie Adresele corespunzătoare conțin valori de cod precalculate, ținând cont de corecții, furnizate DAC-ului corectat.

Pentru corecția analogică, pe lângă DAC-ul principal, este utilizat un alt DAC suplimentar. Domeniul semnalului său de ieșire corespunde valorii maxime de eroare a DAC-ului corectat. Codul de intrare este furnizat simultan intrărilor DAC-ului corectat și intrărilor de adresă memorie amendamente Din memorie amendamentele, este selectată cea adecvată valoare dată corectarea codului de intrare. Codul de corecție este convertit într-un semnal proporțional cu acesta, care este însumat cu semnalul de ieșire al DAC-ului corectat. Datorită dimensiunii reduse a intervalului necesar al semnalului de ieșire al DAC-ului suplimentar în comparație cu domeniul semnalului de ieșire al DAC-ului corectat, erorile proprii ale primei sunt neglijate.

În unele cazuri, devine necesară corectarea dinamicii DAC.

Răspunsul tranzitoriu al DAC-ului va fi diferit atunci când se schimbă diferite combinații de coduri, cu alte cuvinte, timpul de stabilire a semnalului de ieșire va fi diferit. Prin urmare, timpul maxim de așezare trebuie luat în considerare atunci când se utilizează un DAC. Cu toate acestea, în unele cazuri este posibil să se corecteze comportamentul caracteristicii de transfer.

Caracteristici ale utilizării LSI DAC

Pentru utilizarea cu succes a modernului BIS Nu este suficient ca DAC-urile să cunoască lista principalelor lor caracteristici și circuitele de bază pentru includerea lor.

Impact semnificativ asupra rezultatelor aplicației BIS DAC-ul îndeplinește cerințele operaționale determinate de caracteristicile unui anumit cip. Astfel de cerințe includ nu numai utilizarea semnalelor de intrare acceptabile, tensiunea de alimentare, capacitatea și rezistența la sarcină, ci și implementarea secvenței de pornire. surse diferite alimentare, separarea circuitelor care conectează diferite surse de alimentare și o magistrală comună, utilizarea filtrelor etc.

Pentru DAC-uri de precizie, tensiunea de ieșire a zgomotului este de o importanță deosebită. O caracteristică a problemei de zgomot într-un DAC este prezența supratensiunii la ieșire cauzate de comutarea întrerupătoarelor din interiorul convertorului. Amplitudinea acestor explozii poate atinge câteva zeci de greutăți. MZRși creează dificultăți în funcționarea dispozitivelor de procesare a semnalului analogic după DAC. Soluția la problema suprimării unor astfel de explozii este utilizarea dispozitivelor de eșantionare și menținere la ieșirea DAC ( UVH). UVH controlat din partea digitală a sistemului, care generează noi combinații de coduri la intrarea DAC. Înainte de a trimite o nouă combinație de coduri UVH comută în modul de stocare, deschizând circuitul de transmisie a semnalului analogic la ieșire. Datorită acestui fapt, vârful tensiunii de ieșire DAC nu ajunge la ieșire UVH, care este apoi pus în modul de urmărire, repetând ieșirea DAC.

O atenție deosebită la construirea unui DAC bazat pe BIS Este necesar să se acorde atenție alegerii amplificatorului operațional care servește la transformarea curentului de ieșire DAC în tensiune. Când codul de intrare DAC este aplicat la ieșire OU va fi o eroare DU, cauzată de tensiunea de polarizare și egală cu

,

Unde U cm– tensiune de polarizare OU; R os– valoarea rezistenței în circuitul de feedback OU; R m– rezistența matricei rezistive a DAC (rezistența de ieșire a DAC), în funcție de valoarea codului aplicat la intrarea acestuia.

Deoarece raportul variază de la 1 la 0, eroarea datorată U cm, schimbări în culoar (1...2)U cm. Influență U cm neglijat la utilizare OU, care .

Din cauza suprafata mare tranzistorul se conectează CMOS BIS capacitate semnificativă de ieșire a DAC-ului LSI (40...120 pF în funcție de valoarea codului de intrare). Această capacitate are un impact semnificativ asupra timpului de stabilire a tensiunii de ieșire. OU la precizia cerută. Pentru a reduce această influență R os ocolit cu un condensator Cu OS.

În unele cazuri, este necesar să se obțină o tensiune de ieșire bipolară la ieșirea DAC. Acest lucru poate fi realizat prin introducerea unei polarizări a intervalului de tensiune de ieșire la ieșire și pentru multiplicarea DAC-urilor prin comutarea polarității sursei de tensiune de referință.

Vă rugăm să rețineți că dacă utilizați un DAC integrat , având un număr mai mare de biți decât aveți nevoie, atunci intrările de biți neutilizați sunt conectate la magistrala de masă, determinând fără ambiguitate nivelul zero logic al acestora. Mai mult, pentru a lucra cu cea mai largă gamă posibilă a semnalului de ieșire al DAC-ului LSI, cifrele sunt luate ca astfel de cifre, începând cu cea mai puțin semnificativă.

Unul dintre exemple practice Aplicațiile DAC-urilor sunt generatoare de semnal de diferite forme. Am făcut un model mic în Proteus. Folosind un DAC controlat de MK (Atmega8, deși se poate face și pe Tiny), semnalele sunt generate diverse forme. Programul este scris în C în CVAVR. Prin apăsarea butonului, semnalul generat se modifică.

LSI DAC DAC0808 National Semiconductor, 8 biți, de mare viteză, inclus conform circuitului standard. Deoarece ieșirea sa este curentă, este convertită în tensiune folosind un amplificator inversor folosind un amplificator operațional.

În principiu, poți avea chiar și cifre atât de interesante, îmi amintește de ceva, nu? Dacă alegeți o adâncime de biți mai mare, veți deveni mai neted

Bibliografie:
1. Bakhtiyarov G.D., Malinin V.V., Shkolin V.P. Convertoare analog-digitale/Ed. G.D. Bakhtiyarov - M.: Sov. radio. – 1980. – 278 p.: ill.
2. Proiectarea sistemelor de control analog-digital și microprocesoare.
3. O.V. Şişov. - Saransk: Editura Mordov. Universitatea 1995. - p.

Mai jos puteți descărca proiectul de la

Fiind proprietarul „norocos” al unui subsistem de sunet integrat, tot visam la o placă de sunet bună și nici nu mă puteam gândi că o pot face chiar acasă. Într-o zi, în timp ce cutreiera spațiile deschise World wide web, am dat peste o descriere a unei plăci de sunet cu interfață USB pe un cip PCM2702 de la Burr-Brown și, după ce m-am uitat la listele de prețuri ale companiilor care vând componente radio, mi-am dat seama că aceasta nu era încă pentru noi - nimeni nu știa nimic despre. Mai târziu, computerul meu a fost construit într-o carcasă microATX mică, care nu avea suficient spațiu nici măcar pentru vechiul Creative Audigy2 ZS. A trebuit să caut ceva mic și de preferat extern cu interfață USB. Și apoi din nou am dat peste cipul PCM2702, care a fost deja folosit activ și lăudat pentru calitatea redării muzicii - cu un design corect al circuitului, sunetul era mult mai plăcut decât cel al aceluiași Audigy2 ZS. Căutați din nou după liste de prețuri și iată, microcircuitul necesar este disponibil la un preț de aproximativ 18 „bani inamici”. Drept urmare, au fost comandate câteva jetoane pentru experimente, ca să spunem așa, pentru a asculta ceea ce „constructorii DAC” burghezi au pus la punct.

Deci, ce fel de fiară este acest controler PCM2702, de la legendara companie Burr-Brown, care a cucerit inimile audiofililor din întreaga lume cu soluțiile sale de top? Vă întrebați ce poate face o soluție bugetară?

Conform documentației tehnice pentru cip (pcm2702.pdf), avem un convertor digital-analogic (DAC) cu interfață USB cu următoarele caracteristici:

• Dimensiunea biților 16 biți;
• Rate de eșantionare 32 kHz, 44,1 kHz și 48 kHz;
• Interval dinamic 100 dB;
• Raport semnal-zgomot 105 dB;
• Nivel de distorsiune neliniară 0,002%;
• interfata USB1.1;
• Filtru digital cu supraeșantionare de 8x;
• Functioneaza cu driver standard Dispozitiv audio USB.

Caracteristicile s-au dovedit a fi destul de bune, am fost deosebit de mulțumit de suportul pentru o frecvență de eșantionare de 44,1 kHz, care este standard pentru majoritatea formatelor audio, în timp ce Creative Audigy2 ZS nu au putut funcționa la această frecvență. Procesorul plăcii de sunet Creative a reeșantionat fluxurile cu o frecvență de 44,1 kHz într-un flux cu o frecvență de 48 kHz și nu întotdeauna conform algoritmului optim, ceea ce a dus la o pierdere a calității redării muzicii. Marele avantaj al PCM2702 este că pentru a restabili starea inițială a semnalului după procesarea digitală, se folosește un filtru trece-jos (LPF) extern, de care depinde foarte mult calitatea sunetului. Cel mai solutii bugetare LPF este încorporat și primim un semnal audio deja restaurat la ieșire, dar nu există nicio modalitate de a influența cumva acest proces.

Acum despre dispozitivul în sine. Pentru început, a fost asamblată o versiune simplă conform schemei recomandate de producător, cu modificări minore în nutriție. Rezultatul a fost un mic „difuzor de sunet” alimentat de USB.

Dar un astfel de dispozitiv nu era complet și necesita un amplificator extern și nu putea conduce căștile corect. Ulterior placa de bază a fost înlocuită cu alta, cu un codec HAD normal și un aspect bun al plăcii. Calea audio a fost lipsită zgomot străinși foșnet, iar calitatea semnalului de ieșire nu a fost mai proastă decât cea a PCM2702. Și, probabil, aceste rânduri nu ar fi existat, dacă nu mi-ar fi atras atenția o astfel de cutie:

Acesta este un sistem de răcire pasiv pentru HDD, dar pentru mine, în primul rând, este o carcasă cochetă pentru echipamente radio. Mi-am dat seama imediat că ar conține ceva, de exemplu, o placă de sunet cu amplificator, din fericire, nu ar trebui să fie probleme cu răcirea. M-am gândit mult la designul circuitului dispozitivului. Pe de o parte am vrut Calitate superioară, iar pe de altă parte, nu am vrut să plătesc mai mult decât plăci de sunet gata făcute de la Creative cost. Principala întrebare a apărut în ceea ce privește LPF și amplificatorul pentru căști, deoarece componentele de înaltă calitate pentru aceste scopuri pot costa la fel de mult ca PCM2702 în sine, sau chiar mai mult. De exemplu, prețul amplificatoarelor operaționale de înaltă calitate pentru LPF - OPA2132 și OPA627, costă aproximativ 10, respectiv 35 de dolari. Nu am găsit niciun chip de amplificator pentru căști - AD815 sau TPA6120 în listele de prețuri, iar prețurile pentru ele nu sunt, de asemenea, mici.

Dar există întotdeauna o căptușeală de argint și am găsit pe Internet un circuit al unui LPF simplu și de înaltă calitate pe tranzistori, al cărui autor a susținut un sunet decent, chiar și mai rău decât amplificatoarele operaționale scumpe. Am decis să-l încerc. Ca amplificator pentru căști, am instalat cipul LM1876 - „sora” mai tânără cu două canale a legendarului LM3886, cu același sunet, dar mai puțină putere. Acest cip vă permite să conectați difuzoare prin creșterea câștigului.

Rezultatul este această diagramă - USB-DAC_PCM2702_Sch.pdf, desenul plăcii de circuit imprimat - USB-DAC_PCM2702_Pcb.pdf în imagine în oglindă pentru transferul imaginii folosind metoda fierului cu laser pe folie de cupru, așa-numita LUT (puteți citi mai multe pe Internet), desenul locației elementelor și jumperilor pe placă, precum și o diagramă de conectare pentru controlul volumului - USB-DAC_PCM2702.pdf.

Când este asamblată, placa arată astfel:

Vă voi spune puțin despre cum funcționează totul, dacă dintr-o dată există oameni care doresc să asambleze o astfel de unitate. Circuitul de conectare PCM2702 este standard - LPF este un filtru Sallen-Kay, un filtru trece-jos de ordinul doi cu câștig unitar, deoarece element activ funcționează ca un repetor, apoi puteți folosi un emițător sau un follower sursă fără probleme. Există deja loc de experimentare aici. Puteți alege tipul de tranzistori care vă place cel mai mult în ceea ce privește sunetul - eu, testând din ceea ce era disponibil, m-am stabilit pe KT3102E în carcasa metalica(VT3, VT4 - vezi diagrama USB-DAC_PCM2702_Sch). Elementele de filtrare afectează cel mai mult sunetul, în special condensatorii C25, C26, C31, C32. Experții în acest domeniu recomandă instalarea de condensatoare cu film WIMA FKP2, polistiren folie FSC sau PM sovietic. Dar nu era nimic normal in stoc si a trebuit sa instalez ce aveam, si abia apoi l-am schimbat cu unul mai bun. Placa are plăci de contact atât pentru condensatori de ieșire, cât și pentru condensatori SMD. Rezistoarele R9, R10, R11, R12 sunt necesare în perechi identice, pentru care luăm rezistențe cu o precizie de 1% sau selectăm perechi folosind un multimetru. Am selectat dintre câteva zeci de rezistențe cu o precizie de 5%, deoarece nu a fost timp să aștept până când le-au adus cu o precizie de 1%. Valorile rezistențelor și condensatorilor pot fi selectate în funcție de sunet, după cum vă place cel mai mult, dar singura condiție este ca perechea să fie aceeași, astfel încât fiecare canal să nu cânte diferit.

Circuitul asigură deconectarea sursei de alimentare analogice PCM2702 și a ieșirii filtrului de la conectorii X5, X6 dacă nu sunt conectați cablu USB la conectorul X1. Acest lucru se face astfel încât impedanța scăzută de ieșire a filtrului să nu interfereze cu semnalul furnizat acestor conectori atunci când se utilizează dispozitivul ca amplificator pentru căști. Când este conectat, puterea analogică la DAC este furnizată prin tranzistorul VT2, care este controlat de tranzistorul VT1, dacă există tensiune la conectorul USB, atunci ambii tranzistori sunt deschisi. Ieșirile filtrului sunt conectate la conectorii de pe panoul din spate prin releul K1, care este, de asemenea, controlat de alimentare de la USB. Am folosit releul V23079-A1001-B301 de la AXICOM. Dacă nu există un astfel de releu, atunci îl puteți instala comutator obișnuit cu două grupuri de contact. În loc de tranzistorul VT2, puteți instala și un comutator, iar toate elementele responsabile pentru comutarea sursei de alimentare nu vor trebui să fie lipite, dar este recomandabil să comutați sursa de alimentare USB prin același comutator.

Amplificatorul și partea analogică sunt alimentate de o sursă de alimentare externă cu o tensiune de 12-15 V și 0,5 A AC, conectată prin conectorul X2 de pe panoul din spate.

Sursa de alimentare în sine a fost realizată dintr-o sursă convențională stabilizată de 12 V 0,5 A, aruncând tot ce nu este necesar.

În amplificator, trebuie să selectați și rezistențele R15-R18 în perechi, care setează câștigul (canalul din stânga Cool = R17/R15, Coup = R18/R16). Dacă nu intenționați să utilizați căști, atunci puteți conecta difuzoare, atunci trebuie să reduceți rezistența rezistențelor R15, R16 la 4,7-10 kOhm, puteți crește ușor rezistența R17, R18. Astfel, se va putea obține un nominal putere de iesire aproximativ 2 x 5 W. Dacă alimentați microcircuitul D6 cu o tensiune de +/- 20...25 V, care este luată imediat după redresor de la condensatoarele C6, C7, puteți obține o putere maximă de ieșire de 2 x 18 W, dar pentru aceasta aveți va trebui să instalați diode VD2, VD3 cu un curent de cel puțin 3A , înlocuiți siguranța F2 cu un curent de cel puțin 3A, dublați capacitatea condensului C6, C7 și utilizați un transformator într-o sursă de alimentare de putere mai mare, aproximativ 16 V 4 A AC.

Toate rezistențele SMD, rezistențele R20, R22 cu dimensiunea standard 1206, rezistențele R13, R14 cu dimensiunea standard 2010, se pot instala jumperi în locul lor, toate celelalte rezistențe cu dimensiunea standard 0805. Toate condensatoare ceramice Dimensiunea SMD 0805, toate condensatoarele electrolitice cu maxim Temperatura de Operare 105 °C și rezistență internă scăzută, cu o tensiune de funcționare de 16 V, condensatoare C6, C7 cu o tensiune maximă de funcționare de 25-35 V. Majoritatea conectorilor sunt lipiți din echipamente vechi nu vă pot spune marcajele exacte; , du-te după aparență. Rezistorul de control al volumului este conectat cu un fir ecranat cu două nuclee, două canale de semnal și masă pe ecran, un rezistor de origine chineză necunoscută cu o rezistență de 20 kOhm grupa B (cu o dependență exponențială a rezistenței de unghiul de rotație a butonului).

De asemenea, vreau să vă spun puțin despre cum să lipiți microcircuite într-un caz atât de mic. Unii oameni cred în mod eronat că astfel de microcircuite trebuie lipite cu fiare de lipit cu putere redusă și un vârf subțire. Este foarte amuzant să urmărești când oamenii ascuți vârful ca o punte și încearcă să lipize fiecare picior separat cu el. De fapt, totul este ușor și simplu. Mai întâi, instalați microcircuitul în poziţia corectă, țineți-l cu mâna sau fixați-l cu lipici, lipiți unul dintre terminalele exterioare, apoi centrați-l, dacă este necesar, și lipiți terminalul opus. Dacă mai mulți pini sunt lipiți împreună, atunci aceasta nu este o problemă. Utilizați un fier de lipit cu o putere de 30-50 W cu vârful cositor, proaspăt ascuțit, la un unghi de aproximativ 45° și nu vă zgâriți cu flux sau colofoniu. Fluxul ar trebui să nu fie activ, altfel va trebui să spălați placa cu mare atenție încercând să o spălați de sub microcircuit. Încălzim toate picioarele cu o mică picătură de lipit, pornind de la o margine și treptat, pe măsură ce se încălzește, mișcăm fierul de lipit spre cablurile nesudate, eliminând excesul de lipit pe ele, în timp ce placa poate fi ținută la un loc. unghi astfel încât lipirea în sine curge în jos sub influența gravitației. Dacă nu este suficientă lipire, mai luăm o picătură dacă este multă, apoi cu o cârpă scoatem toată lipirea care se află pe vârful fierului de lipit și, fără a cruța fluxul, îndepărtăm excesul de la bornele microcircuitului; . Astfel, dacă placa este gravată corespunzător, bine curățată și degresată, atunci lipirea are loc în 1-3 minute și se dovedește curată, frumoasă și uniformă, așa cum se vede pe placa mea. Dar pentru o mai mare încredere, recomand să exersați pe plăci arse de la diferite echipamente informatice cu microcircuite care au aproximativ același pas de pini.

Vă recomand să nu lipiți mai întâi microcircuitele D2 și D6 și elemente care pot interfera cu instalarea acestora. În primul rând, este necesar să lipiți nodurile responsabile de alimentarea cu energie, să suniți circuitele de alimentare pentru scurtcircuite, să vă conectați la port USBși aplicați o tensiune de 14 V AC de la sursa de alimentare la X2. Ieșirile viitoare ale microcircuitelor stabilizatoare ar trebui să aibă următoarele tensiuni:

• D1: +3,3 V;
• D3: +12 V;
• D4: -12 V;
• D5: +5 V.

Apoi, trebuie să verificați funcționarea unității de deconectare a sursei de alimentare analogice pentru DAC pe tranzistoarele VT1, VT2. Dacă totul este în regulă, atunci lipim microcircuitele D2 și D6, verificăm prezența conexiunilor acolo unde este necesar și absența acolo unde nu este necesar și atâta tot, puteți încerca să ascultați ce s-a întâmplat.

Când conectați PCM2702 la computer pentru prima dată, sistemul găsește un nou dispozitiv - Difuzoare USB Burr-Brown Japan PCM2702.

După ce driverul este instalat automat în Device Manager, va apărea un nou dispozitiv - Boxe USB. Aceasta înseamnă că totul funcționează, deoarece puteți și ar trebui să activați muzica, videoclipurile sau chiar să rulați jocuri.

Sistemul transferă automat sunetul către cipul PCM2702 atunci când este conectat la un computer și îl readuce la starea inițială când placa este deconectată pentru a relua redarea, trebuie doar să reporniți programul dorit; Volumul este reglat utilizând controlul standard al volumului Windows. Am verificat performanța plăcii doar sub Windows XP SP2.

Câteva despre asamblarea întregului dispozitiv într-o carcasă. Cel mai dificil lucru este instalarea unui rezistor variabil pentru controlul volumului. Panoul frontal este atașat de șasiu printr-o proeminență care trece de-a lungul părții din spate a panoului și este destul de groasă. Această proeminență trebuie tăiată cu un ferăstrău sau o mașină de frezat în locul unde va fi atașat controlul de volum, dar trebuie să fiți foarte atenți, deoarece puteți zgâria stratul de aluminiu, ceea ce va face ca panoul să-și piardă atractivitatea. . Apoi găurim o gaură pentru atașarea rezistorului, locația căreia este estimată pe baza poziției mânerului care va fi pus pe același rezistor. CU partea frontală Scoatem puțin nervurile de lângă orificiu, astfel încât piulița să ajungă la firele de pe baza rezistenței. Mai există o problemă - centrul panoului nu coincide cu centrul camerei interne a șasiului, iar rezistența de control al volumului se sprijină pe corp. A trebuit să ridic panoul cu 2-3 mm, pentru care am tăiat colțul proeminenței pentru fixare cu un Dremel.

Nu voi descrie în detaliu toate acțiunile cu panoul și șasiul. Cei care pot realiza ei înșiși acest tip de dispozitiv vor înțelege totul din fotografii. Acolo unde a fost nevoie de găuri și filete tăiate, în timpul instalării au fost plasate 2 șaibe sub panou lângă fiecare șurub pentru a-l ridica cu 2 mm. De asemenea, șasiul are găuri găurite și filetate pentru montarea plăcii. Chipurile D3, D4 și D6 sunt presate pe șasiu cu șuruburi M2.5, în timp ce D4 și D6 trebuie izolate de panou folosind o placă de mică sau alt dielectric conducător de căldură sau folosiți cipuri cu o carcasă izolată, cum ar fi D6 în mine. caz. Panoul din spate este realizat dintr-un dop de plastic din unitate de sistem. Toate acestea pot fi văzute mai detaliat în fotografie.