Uniwersalne moduły do dac-ów od 16 do 24 bitów ( odbiornik SPDIF + filtr cyfrowy ) - projekty i płytki

**arturp** · 11 Marca

1. Projekt układu ,, wejścia" sygnału SPDIF na odbiorniku DIR9001 oraz popularnego i cenionego filtra cyfrowego SM5842APT przeznaczony do współpracy z różnymi przetwornikami cyfrowo-analogowymi od 16 do 24 bitów ( np pcm56 , AD1860 , AD1865 , PCM1702 , PCM1704 itp ) . Projekt opiszę w kilku częściach .

1.1 Wejściowy inwerter HEX .

Poziom sygnału połączenia elektrycznego S/PDIF ( COAX ) jest zbyt niski do wysterowania wejścia DIR9001 , dlatego niezbędne jest zastosowanie układu , który podniecie go do poziomu TTL . Zastosowałem inwerter HEX - 74LVU04 , tak jak producent odbiornika przedstawił w DIR9001 Evaluation Board. Na wejściu nie ma separacji galwanicznej tylko kondensator 100nF ( np WIMA MKP10 ) . Rezystor 75R powinien być wysokiej jakości podobnie jak rezystory 2K2 i 47K ( sprawdzą się tanie rez. thin film ) . Scalak jest zasilany napięciem 3,3V dostarczanym przez dedykowany niskoszumowy stabilizator . Sygnał wyjściowy trafia na wejście DIR9001 (noga nr. 20 , RXIN ).

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Krzych 2 · 11 Marca

19 minut temu, arturp napisał:

Zastosowałem inwerter HEX - 74LVU04

Witaj Artur. Kiedyś i to lata temu była wersja 74HCU04. Podobna lepsza do SPDIF

**arturp** · 11 Marca

3 minuty temu, Krzych 2 napisał:

wersja 74HCU04. Podobna lepsza do SPDIF

Nie testowałem ale są dostępne w TME w odpowiedniej obudowie , więc jeśli ktoś chce to może potestować .

1.2 Odbiornik DIR9001 .

Zastosowałem DIR9001 ponieważ ma relatywnie niski jitter , pozwala na uzyskanie/podanie mnożnika MCLK 384*Fs ( czyli maksymalnego jaki może przyjąć SM5842APT ) oraz współpracuje z SM5842 w zakresie 16-24 bity dzięki ustawieniu w formacie 24bit/RJ . Aplikacja odbiornika jest typowa z jednym wyjątkiem - wewnętrzny kwarc został ,, odłączony" i zastąpiony zewnętrznym generatorem 24,576 MHz , co poprawia stabilność pracy odbiornika . Do resetu zastosowałem monitor MCP100T-300 ( można wlutować MCP120T-300 ) . Elementy filtra pętli są ważne i powinny być wysokiej jakości , kondensator 68nF - najlepiej MKP o rozstawie 5 lub 7,5 mm / rezystor 680R najlepiej thin film / kondensator 4,7nF najlepiej COG ( montowany od spodu płytki , obudowa 0805 ) . Dioda LED gaśnie kiedy odbiornik otrzyma prawidłowe dane , do tego czasu świeci ( gaśnie gdy odbiornik się ,, zalokuje" na sygnale ) . DIR9001 ma dwa oddzielne zasilacze 3,3V z pre-stabilizacją ( 5V ) oraz stabilizacją końcową na niskoszumowych stabach . Wyprowadzenia wymagające podania stanów wysokich mają oddzielne linie odseparowane dławikami i rezystorami .

Ustawienia odbiornika :

Przy odbiorniku są cztery zwory . Najlepsze parametry pracy DIR9001 i SM5842 uzyskamy ustawiając mnożnik MCLK na 384*Fs , głębię bitową na ,,automatyczną" od 16 do 24 bitów i just na prawo (RJ ). Właściwie to jedyne rozsądne ustawienie tego układu . Jak to zrobić ?

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Należy wlutować zworę PSCK1 natomiast nie lutować zwory ( otwarte zostawić ) przy PSCK0 .

Ponadto należy wlutować zworę FMT0 a nie lutować zwory FMT1 .

Tych , którzy się chcą pobawić ustawieniami odsyłam do danych producentów .

Do prawidłowego działania odbiornika DIR9001 potrzebny jest generator 24,576MHz . Musi to być generator w obudowie kwadratowej o wymiarach około 13x13 mm, zasilany napięciem 5V . Na przykład takie :

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Generator ma własny zasilacz stabilizowany niskoszumowy .

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

**arturp** · 11 Marca

1.3 Dopasowanie poziomów logicznych CMOS/TTL

W większości projektów i gotowych dac-ów nie ma żadnego układu dopasowującego ponieważ ( mimo danych producentów ) odbiorniki zasilane nap. 3,3V ( CMOS ) współpracują z filtrami cyfrowymi zasilanymi napięciem 5V (TTL ) a w trybie NOS współpracują także bezpośrednio z przetwornikami cyfrowo-analogowymi ( zasilanymi +/-5V ). DIR9001 współpracuje z SM5842 bez podnoszenia poziomu sygnałów a brzmienie jest bardzo dobre . Ale kilkakrotnie spotykałem się z rozwiązaniami zawierającymi takie dopasowanie . Zbudowałem dwa układy testowe - jeden bez podnoszenia poziomu do TTL i drugi gdzie zastosowałem transceivery linii , czyli dopasowujące poziom CMOS do TTL . Obydwa działają prawidłowo ale ten bardziej zaawansowany brzmi inaczej , a dokładniej mówiąc - jego brzmienie bardzo zależy od użytych elementów pasywnych i zasilania . I wcale nie brzmi to lepiej lub gorzej ale trudniej uzyskać tak zrównoważone brzmienie jak w wersji bez dopasowania . Z tego powodu przedstawiam tylko wersję łatwiejszą w budowie - czyli bez dopasowania .

W związku z tym , między DIR9001 a SM5842APT mamy tylko 4 pasywne elementy - rezystory przewlekane , najlepiej thin film lub metal film . Ich wartość powinna być relatywnie mała aby dodatkowo nie obniżać poziomów sygnałów wyjściowych z DIR9001 . Ja zastosowałem 22R . Dwa od spodu płytki , dwa od góry.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

**arturp** · 11 Marca

1.4 SM5842APT

Filtr znany i lubiany , brzmi bardzo dobrze , przynajmniej w tym układzie . Filtr dostaje dane - 384Fs , od 16 do 24 bitów , RJ. Ma odrębny zasilacz z pre-stabilizacją i oddzielnymi stabilizatorami - jeden do zasilania scalaka a drugi do stanów wysokich umożliwiających ustawienie formatu danych wyjściowych , tak aby dopasować do potrzeb przetwornika cyfrowo-analogowego , który chcemy zastosować . Montaż jest prosty - najpierw elementy SMD , podstawka precyzyjna DIP28 itd .

Omówienia wymagają ustawienia danych wyjściowych a dokładnie tylko głębi bitowej 16,18,20,24 bity . Ustawień dokonujemy lutując ( lub nie lutując ) odpowiednie dwa rezystory 10K od spodu płytki - oznaczone OW1N i OW2N .

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Zgodnie z tabelą producenta .

Nie lutujemy rezystora oznaczonego jako opcja (!) .

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą ) Edytowane 11 Marca przez arturp

**arturp** · 11 Marca

1.5 Zasilanie , masa .

Płytka ma dwie płaszczyzny masy połączone gęstą siatką przelotek :

- dolna , pod całą powierzchnią , podzielona na sekcje dla poszczególnych zasilaczy i łącząca się w jeden szeroki pas pod całym ciągiem układów scalonych - od wejścia do wyjścia

- górna , szeroki pas tworzący ekran oddzielający od wzajemnego oddziaływania układy scalone , linie sygnałowe oraz linie zasilania

Zasilanie podzielone jest na 4 sekcje :

- zasilacz dla invertera HEX i wejścia DIR9001

- zasilacz dla wyjść , pętli oraz dla stanów logicznych DIR9001

- zasilacz dla generatora

- zasilacz dla SM5842 i jego stanów logicznych .

Każdy zasilacz składa się z :

- diod prostowniczych schottky SMD A

- kondensatorów głównych o poj. minimum 2200uF każdy , średnicy maks. 16mm , na nap. min 16V

- pre-stabilizatorów MC7805 lub MC7809 wraz z kondensatorami foliowymi ( 100-330nF ) i kondensatorami elektrolitycznymi na wyjściach ( min. 47uF/16V )

- stabilizatorów końcowych niskoszumowych SMD o nap. wyjściowych 3,3V (LP2907-3.3V) lub 5V ( LP2985A-5V ) wraz z kondensatorami ceramicznymi niezbędnymi do ich pracy i kondensatorami elektrolitycznymi wyjściowymi

- dławików przewlekanych lub SMD

- kondensatorów ceramicznych COG 100nF przy nogach zasilania scalaków oraz kondensatorów tantalowych SMD A lub elektrolitycznych obok ceramików .

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

**arturp** · 11 Marca

Załączam Gerbery dwóch wersji :

- wersja 1 , łatwiejsza w budowie i dobrze brzmiąca (bez podniesienia poziomów sygnałów z CMOS do TTL )

- wersja 2 , dla zaawansowanych poszukiwaczy nirwany ( zawierająca tranceivery do podniesienia poziomów sygnałów z CMOS do TTL )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

**witek_z** · 12 Marca

12 godzin temu, arturp napisał:

Zastosowałem inwerter HEX - 74LVU04

12 godzin temu, Krzych 2 napisał:

74HCU04

Ja takiego zastosowałem i chula po dziś dzień.

Nakamichi · 12 Marca

10 godzin temu, witek_z napisał:

74HCU04

Bo ta kostka była specjalnie opracowana do takich zastosowań . Juz nie pamietam czy chodziło zawężenie obszaru przejścia z zera na jedynkę ( jitter ) , lub podobny zabieg , ale dedykowana do tego rodzaju konstrukcji . Również często używana jako końcowy stopień wyjścia Spdif w CD .

Krzych 2 · 12 Marca

9 godzin temu, Nakamichi napisał:

Bo ta kostka była specjalnie opracowana do takich zastosowań . Juz nie pamietam czy chodziło zawężenie obszaru przejścia z zera na jedynkę ( jitter ) , lub podobny zabieg , ale dedykowana do tego rodzaju konstrukcji . Również często używana jako końcowy stopień wyjścia Spdif w CD .

Z tego co mi świta gdzieś, chodziło o podobny wpływ co diod soft recovery.

**arturp** · 12 Marca

Może być też SN75176 ale w tym projekcie średnio pasują bo na wejściu 74LVU04 , który zastosowałem , są rezystory 2K2 i 47K .

Wygląda to , że 74LVU04 jest troszkę szybszy niż 74HCU04 .

frobek · 13 Marca

Ideałem by było, gdyby taki interfejs miał jeszcze możliwość zdalnego przełączania kilku źródeł SPDiF. Sterowanie chociażby z arduino poprzez jakiś optyczny interfejs.

**arturp** · 13 Marca

4 minuty temu, frobek napisał:

Ideałem by było, gdyby taki interfejs miał jeszcze możliwość zdalnego przełączania kilku źródeł SPDiF. Sterowanie chociażby z arduino poprzez jakiś optyczny interfejs.

Na wejście można wpiąć ,,przejściówkę" , która przyjmuje różne rodzaje sygnałów i może mieć selektor . Na przykład coś w stylu USB-SPDIF .

dekRe · 14 Marca

W dniu 13.03.2025 o 07:12, frobek napisał:

Ideałem by było, gdyby taki interfejs miał jeszcze możliwość zdalnego przełączania kilku źródeł SPDiF. Sterowanie chociażby z arduino poprzez jakiś optyczny interfejs.

Można na upartego kupić/wykonać uniwersalny selektor źródeł audio z przekaźnikami. Idea jego działania jest przeważnie taka: przekaźniki mają cewki, i do każdego z jednej strony podaje się napięcie zasilające cewki. Drugi koniec cewki idzie na mechaniczny przełącznik podający masę. Gdy dany przekaźnik wchodzi w stan aktywny przez zamknięcie przełącznikiem obwodu masy, przed niego idzie sygnał.

Przy dwóch albo trzech wejściach kiedyś stosowałem zamiast przekaźników tylko układ scalony kluczy elektronicznych MCY74066N - tu na nóżkę wybranego toru podajemy stan wysoki z przełącznika.

Przykłady:

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

frobek · 14 Marca

Wiem jak to z grubsza zrobić, cały czas stosuję stary, ale idealny do tego zastosowania układ MAX455 sterowanego z arduino. Mi chodziło o to, że idealnie byłoby zrobić takie combo razem z selektorem scalonym, przekaźniki IMHO w tym zastosowaniu nie są dobrym rozwiązaniem.

Edytowane 14 Marca przez frobek

krzysieks_2007 · 14 Marca

Godzinę temu, frobek napisał:

przekaźniki IMHO w tym zastosowaniu nie są dobrym rozwiązaniem.

Dlaczego?

frobek · 14 Marca

Mówimy o częstotliwościach od ok. 3MHz dla 48kHz 16 bit do ok. 18MHz dla 192kHz 24 bit, to nie są sygnały odpowiednie do przełączania przekaźnikami.

Edytowane 14 Marca przez frobek

**arturp** · 16 Marca

Moduł na filtrze Sony CXD1244 .

Filtr wysoko oceniany ale trudno dostępny , można wymontować z odtwarzaczy CD Sony . Układ przetestowany z przetwornikiem PCM1701P .

Niemal identyczny jak ten na SM5842 więc można skorzystać z poprzedniego opisu . Podstawowa różnica polega na tym , że ,, na wyjściu" możemy mieć tylko dwie opcje - 16 bitów lub 18 bitów . 20 i 24 nie są obsługiwane . 384*Fs - bo takie są wymagania filtra . Dane między odbiornikiem DIR9001 a filtrem to 16 bit , RJ . Ten układ jest sprawdzony i brzmi podobnie jak poprzedni ( czyli z SM5842 ) ale ma jedną ciekawą cechę - dzięki filtrowi ( noise shaping ) zniekształcenia są przesuwane z wyższej średnicy na niższe wysokie tony . Wyższa średnica brzmi nieco czyściej i łagodniej ale za to niższa góra jest troszkę bardziej zapiaszczona/zaszumiona . To są efekty na granicy percepcji .

Wyboru między danymi wyjściowymi 16 bitów lub 18 bitów dokonujemy przez wlutowanie ( 18 bitów ) rezystora 10K przy nodze oznaczonej 16/18 lub nie wlutowanie ( 16 bitów )

Nie montujemy rezystorów ( od spodu płytki , pod CXD1244 ) pokazanych/przekreślonych na poniższym obrazku .

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Przy DIR9001 są miejsca na zwory . Lutujemy tylko jedną zworę na PSCK1 . Pozostałych zworek nie montujemy .