Podczas rozmów wyszło, że na forum brakuje projektu DACa, który nie zabija ceną i jednocześnie może konkurować z konstrukcjami z aliexpress. Od dłuższego czasu chodziło mi po głowie zrobienie czegoś na PCM61, bo leżały nieużywane w szufladzie :) PCB zaczęło powstawać z rok temu, ale teraz bogatszy o nową wiedzę i doświadczenia trochę je przeprojektowałem i doprowadziłem projekt do końca. Przy okazji zbiorowego zamówienia na USBAudio, sporo osób przeznaczyło pewne kwoty na rozwój tego DACa, także w tym miejscu chciałbym wszystkim podziękować :)
Jeżeli chodzi o sam projekt...
Przetworniki cyfrowo-analogowe powinno się projektować na co najmniej 4 warstwowym PCB i tak też jest w tym wypadku. Wylewki masy oraz 3V3 bardzo dobrze służą sygnałom wysokiej częstotliwości :) W domenie cyfrowej to "mus".
Sama aplikacja, przynajmniej w domenie cyfrowej, to jakby nie patrzeć kalka z projektu .3lite, od którego podpatruje rozwiązania i staram się jak najwięcej nauczyć :) Tak więc, od wejścia - izolator I2S, następnie AD1896 pełniący rolę filtru cyfrowego i upsamplera do 210.9375kHz, po tym 6 rejestrów przesuwnych, które "tłumaczą" format I2S tj. dzielą linię danych na osobno lewy i prawy kanał. Tutaj dodałem fajną funkcję, tj możliwość wyboru między 16/18 bit :) Robi się to lutując odpowiednią zworkę. Dzięki temu lista kości, które można wsadzić na tą PCB znacznie się rozrosła, bo są to:
-PCM56
-PCM61
-AD1851
-AD1856
-AD1861
Na rynku DIY praktycznie tylko PCM56 się pojawiał, reszta kości jest rzadko spotykana, co według mnie jest ogromną zaletą, bo można posłuchać czegoś nowego, a nie tylko klepane w kółko te same konstrukcje :)
Skoro część cyfrowa jest załatwiona, teraz analog. Na PCB jest standardowa konwersja I/V na wzmacniaczu operacyjnym z opcją zalutowania kondensatora równolegle do rezystora konwersji oraz filtr dolnoprzepustowy o ciut niespotykanej topologii, bo w sprzężeniu zwrotnym jest cewka. Daje to 50-60dB spadku na częstotliwości próbkowania, co powinno w zupełności wystarczyć. Jako że wiele osób woli inny analog niż na WO, np lampowy, tuż przy układzie D/A są goldpiny (2mm) pozwalające podłączyć własny analog.
Jeżeli chodzi o zasilanie - jest stosunkowo proste, tanie i co najmniej dobre. W komplecie jest PCB zasilacza, gdzie są 2 zalewane transformatory na rdzeniu EL38 i prestabilizacja. Na płytce DACa są po 2 stabilizatory LM317/337 (jak ktoś ma kaprys może zalutować wersję od Lineara), które prawidłowo zaaplikowane, razem z prestabilizacją w zupełności wystarczają. Zasilanie analogowe i cyfrowe jest logicznie rozdzielone na płytce. Wzmacniacze operacyjne i analogowa część układów D/A jest zasilane ze wspólnego +/-12V, a część cyfrowa z +/-5V. Każdy przetwornik ma wokół siebie 10nF+100nF+1uF+10uF przy każdej nóżce, ale gdyby ktoś chciał zaoszczędzić, starczy zalutować tylko 100nF i 1uF
Tyle kondensatorów nie jest potrzebne.
Ważna uwaga - niektóre z wymieniowych wyżej DACów pracują tylko do +/-5V napięcia analogowego. Pomyślałem o tym i przy stabilizatorach są goldpiny. Założenie tam zworki zredukuje napięcie z 12 na 5V :) Niestety WO także dostaną niższe napięcie i w praktyce pogarsza to działanie układu (większe THD na pomiarach), wypadało by wtedy zmniejszyć rezystor konwersji I/V - zmniejszyć napięcie wyjściowe - zrobić więcej "miejsca" między sygnałem a zasilaniem.
Na płytce są pady pod rezystory/potencjometry do trymowania układów (zmniejszenie THD), ale jeżeli ktoś się na tym nie zna, niech ich nie lutuje, bez karty pomiarowej będzie tylko gorzej.
Cały zestaw powinien się zamknąć w około 500zł, dużo zależy od WO, AD811 i AD797 pozwolą przekroczyć 600zł, jak ktoś kupi TL071 i AD1896 z aliexpress to pewnie zejdzie poniżej 400zł :) Wystarczy podłączyć odbiornik I2S, np USBAudio, Amanero czy coś z SPDIF, transformatory do gniazdka i można cieszyć się muzyką :)
Starczy gadania, teraz jakieś obrazki:
Jak będę mieć dobry aparat, zrobię lepsze zdjęcia. Ale widać jak to wygląda :) 2 płytki 10x10cm i jest cały DAC.
Teraz czas na pomiary:
Wyżej THD po trymowaniu. Zaznaczam, że mam wersję L, czyli najgorszy sort. Jeden egzemplarz przeskoczył THD standardowej wersji, a drugi jest na poziomie K, czyli najlepszym :) Wiem, że da się troszkę lepiej wyregulować te układy, ale dziś mi się już nie chciało.
Co ciekawe, wszystko na wzmacniaczach TL081/TL071! Czyli być może będzie jeszcze lepiej :) Na uwagę zasługuje też fakt, że "trawa" szumu jest na poziomie -135dB!
Żeby nie było tak różowo, widać sporo harmonicznych i to niestety nieparzystych. Coś mi tutaj nie pasuje, będę musiał rozwiązać ten problem. Nie jest to kwestia D/A, bo PCM56 pokazuje to samo, podejrzewałem egzotyczny analog z cewką, ale wyrzucenie jej nie poprawiło sytuacji. Możliwe, że sam pomiar jest nieprawidłowy.
Rozkład tych harmonicznych sugerował, że chodzi o jakąś intermodulacje i widać to boleśnie na pomiarze IDM 19+20k:
Zmienię WO, zmierzę THD przed filtrem LP i zobaczę co wyjdzie. Chcę też wylutować potencjometry od trymowania. Tak czy inaczej, nie wydaje mi się, żeby błąd był na schemacie/płytce, przynajmniej mam taką nadzieję. Zastanawiam się też czy walnięty AD1896 nie mógłby czegoś takiego generować (odbicia).
Jeżeli chodzi o sam projekt...
Przetworniki cyfrowo-analogowe powinno się projektować na co najmniej 4 warstwowym PCB i tak też jest w tym wypadku. Wylewki masy oraz 3V3 bardzo dobrze służą sygnałom wysokiej częstotliwości :) W domenie cyfrowej to "mus".
Sama aplikacja, przynajmniej w domenie cyfrowej, to jakby nie patrzeć kalka z projektu .3lite, od którego podpatruje rozwiązania i staram się jak najwięcej nauczyć :) Tak więc, od wejścia - izolator I2S, następnie AD1896 pełniący rolę filtru cyfrowego i upsamplera do 210.9375kHz, po tym 6 rejestrów przesuwnych, które "tłumaczą" format I2S tj. dzielą linię danych na osobno lewy i prawy kanał. Tutaj dodałem fajną funkcję, tj możliwość wyboru między 16/18 bit :) Robi się to lutując odpowiednią zworkę. Dzięki temu lista kości, które można wsadzić na tą PCB znacznie się rozrosła, bo są to:
-PCM56
-PCM61
-AD1851
-AD1856
-AD1861
Na rynku DIY praktycznie tylko PCM56 się pojawiał, reszta kości jest rzadko spotykana, co według mnie jest ogromną zaletą, bo można posłuchać czegoś nowego, a nie tylko klepane w kółko te same konstrukcje :)
Skoro część cyfrowa jest załatwiona, teraz analog. Na PCB jest standardowa konwersja I/V na wzmacniaczu operacyjnym z opcją zalutowania kondensatora równolegle do rezystora konwersji oraz filtr dolnoprzepustowy o ciut niespotykanej topologii, bo w sprzężeniu zwrotnym jest cewka. Daje to 50-60dB spadku na częstotliwości próbkowania, co powinno w zupełności wystarczyć. Jako że wiele osób woli inny analog niż na WO, np lampowy, tuż przy układzie D/A są goldpiny (2mm) pozwalające podłączyć własny analog.
Jeżeli chodzi o zasilanie - jest stosunkowo proste, tanie i co najmniej dobre. W komplecie jest PCB zasilacza, gdzie są 2 zalewane transformatory na rdzeniu EL38 i prestabilizacja. Na płytce DACa są po 2 stabilizatory LM317/337 (jak ktoś ma kaprys może zalutować wersję od Lineara), które prawidłowo zaaplikowane, razem z prestabilizacją w zupełności wystarczają. Zasilanie analogowe i cyfrowe jest logicznie rozdzielone na płytce. Wzmacniacze operacyjne i analogowa część układów D/A jest zasilane ze wspólnego +/-12V, a część cyfrowa z +/-5V. Każdy przetwornik ma wokół siebie 10nF+100nF+1uF+10uF przy każdej nóżce, ale gdyby ktoś chciał zaoszczędzić, starczy zalutować tylko 100nF i 1uF
Tyle kondensatorów nie jest potrzebne.Ważna uwaga - niektóre z wymieniowych wyżej DACów pracują tylko do +/-5V napięcia analogowego. Pomyślałem o tym i przy stabilizatorach są goldpiny. Założenie tam zworki zredukuje napięcie z 12 na 5V :) Niestety WO także dostaną niższe napięcie i w praktyce pogarsza to działanie układu (większe THD na pomiarach), wypadało by wtedy zmniejszyć rezystor konwersji I/V - zmniejszyć napięcie wyjściowe - zrobić więcej "miejsca" między sygnałem a zasilaniem.
Na płytce są pady pod rezystory/potencjometry do trymowania układów (zmniejszenie THD), ale jeżeli ktoś się na tym nie zna, niech ich nie lutuje, bez karty pomiarowej będzie tylko gorzej.
Cały zestaw powinien się zamknąć w około 500zł, dużo zależy od WO, AD811 i AD797 pozwolą przekroczyć 600zł, jak ktoś kupi TL071 i AD1896 z aliexpress to pewnie zejdzie poniżej 400zł :) Wystarczy podłączyć odbiornik I2S, np USBAudio, Amanero czy coś z SPDIF, transformatory do gniazdka i można cieszyć się muzyką :)
Starczy gadania, teraz jakieś obrazki:
Jak będę mieć dobry aparat, zrobię lepsze zdjęcia. Ale widać jak to wygląda :) 2 płytki 10x10cm i jest cały DAC.
Teraz czas na pomiary:
Wyżej THD po trymowaniu. Zaznaczam, że mam wersję L, czyli najgorszy sort. Jeden egzemplarz przeskoczył THD standardowej wersji, a drugi jest na poziomie K, czyli najlepszym :) Wiem, że da się troszkę lepiej wyregulować te układy, ale dziś mi się już nie chciało.
Co ciekawe, wszystko na wzmacniaczach TL081/TL071! Czyli być może będzie jeszcze lepiej :) Na uwagę zasługuje też fakt, że "trawa" szumu jest na poziomie -135dB!
Żeby nie było tak różowo, widać sporo harmonicznych i to niestety nieparzystych. Coś mi tutaj nie pasuje, będę musiał rozwiązać ten problem. Nie jest to kwestia D/A, bo PCM56 pokazuje to samo, podejrzewałem egzotyczny analog z cewką, ale wyrzucenie jej nie poprawiło sytuacji. Możliwe, że sam pomiar jest nieprawidłowy.
Rozkład tych harmonicznych sugerował, że chodzi o jakąś intermodulacje i widać to boleśnie na pomiarze IDM 19+20k:
Zmienię WO, zmierzę THD przed filtrem LP i zobaczę co wyjdzie. Chcę też wylutować potencjometry od trymowania. Tak czy inaczej, nie wydaje mi się, żeby błąd był na schemacie/płytce, przynajmniej mam taką nadzieję. Zastanawiam się też czy walnięty AD1896 nie mógłby czegoś takiego generować (odbicia).
Skomentuj