Rozhodl jsem se postavit převodník s obvody PCM1702, které se sice již přestaly vyrábět, ale byly k dispozici na EBay za dobrou cenu. Měl jsem již pozitivní zkušenost s obvody PCM1704, které jsou velmi podobné, ale mají 24 bitů místo 20. Oba jsou konstrukce typu R-2R, takže jsem předpokládal, že budou hrát podobně jako jiné převodníky této konstrukce a to se potvrdilo.
Obvod PCM1702 je 20 bitový. Správným načasováním, tedy zpožděním o 11 bitů obvody IC5 a IC6 dosáhneme toho, že 20 nejvýznamějších bitů vzorku bude postupně nasunuto do registru v převodníku a následně pomocí LRCK signálu přepsáno na výstup. Abychom zajistili současné přehrávání obou kanálů, musíme levý kanál zpozdit o 32 bitů obvody IC7 až IC10 a tím zajistíme, že se budou data pro oba kanály posílat do převodníků současně. Rezistory R1 až R3 slouží k eliminaci odrazu signálů. IC1 a IC2 jsou vlastní převodníky zapojené dle katalogového zapojení.
Pro napájení jsem použil celkem 3 nízkošumové stabilizátory. Jeden LP2992-5V pro napájení digitální a analogové části převodníku a TTL logiku. Jeden LT1964-5V pro zápornou analogovou větev převodníku a LP2992-3V3 pro napájení vstupního modulu. PCM1702 pracuje s 5V TTL logikou, ale akceptuje i LVTTL stejně jako 74HCT164, takže zapojení pracuje s I2S vstupem v 3.3V logice. Operační zesilovače jsou napájeny z hlavního stabilizovaného zdroje +/-12V.
Převodník má proudový výstup. Pro převod na napěťový jsem použil standardní zapojení I/V konvertoru s operačním zesilovačem. Na výstupu je jednoduchá dolnofrekvenční propust tvořená R4 a C34, respektivě R5 a C35 pro druhý kanál. Pokud chceme filtr úplně vyřadit, nahradíme rezistory propojkou a kondenzátory vůbec neosadíme. Můžeme osadit trimry P1 a P2, které slouží ke kompenzaci případného stejnosměrného offsetu vzniklého na operačních zesilovačích. V mém případě jsem měl na levém kanále offset kolem 2mV a na pravém kolem 8mV. Je potřeba počítat s tím, že pokud převodníky nebudou dostávat správný signál z důvodu nezapojeného digitálního vstupu, může být na výstupu stejnosměrný offset i několik voltů. Při zastaveném přehrávání jsem naměřil přímo na výstupech převodníků 0.1mV, což bylo pod chybou měření.
Nejdříve jsem osadil stabilizátory napětí IC11 až IC13 a součástky kolem nich. Pak jsem na desku připojil napájecí napětí a ověřil jestli jsou výstupní napětí stabilizátorů v pořádku. Potom jsem osadil posuvné registry IC5 až IC10, převodníky IC1 a IC2 a všechny SMD rezistory a kondenzátory. Následně jsem osadil všechny elektrolytické kondenzátory z horní strany. Dával jsem velký pozor na jejich polaritu. Pak jsem osadil konektory X1 až X4 a DIL patice pro IC3 a IC4. Nakonec jsem na desku našrouboval sloupky pro uchycení vstupní desky.
Plošný spoj je navržen jako dvoustranný. Většinu jeho plochy tvoří zemní plocha která je navíc na mnoha místech propojena prokovenými dírami pro lepší stínění. Tloušťka desky by měla být ideálně 2mm, aby se dala dobře zasunout do krabičky Hammond. Já jsem použil tloušťku 1.6mm, protože byla cenově nejvýhodnější. Po stranách zemní plocha chybí, aby nebyla vodivě spojena s uzemněnou krabičkou. Plošný spoj jsem si nechal vyrobit u firmy Seeed Studio. Požadované Gerber a Excellon soubory je možné vygenerovat ve Free verzi programu Eagle z podkladů, které jsou zde k dispozici.
Pohled na horní stranu.
Pohled na spodní stranu.
Součástky lze koupit např. u firmy Farnell. Nebo většinu i v GM Electronic, nebo GES electronics. Svitkové kondenzátory C31 až C33 se mi již nepodařilo sehnat, tak jsem je nahradil keramickými v pouzdře 1206. Převodníky PCM1702 jsem koupil na EBay.
| označení | hodnota a typ | počet |
|---|---|---|
| C1-C6 | 100uF/10V elektrolytický 105°C RM2 | 6ks |
| C7-C18 | 3u3/50V elektrolytický 105°C RM2 | 12ks |
| C19-C21 | 10uF SMD1206 keramický | 3ks |
| C22-C24 | 2u2 SMD1206 keramický | 3ks |
| C25-C30 | 100nF SMD1206 keramický | 6ks |
| C31-C33 | 10nF SMD1812 svitkový (1206 keramický) | 3ks |
| C34, C35 | 2n2 SMD1206 keramický | 2ks |
| C36, C37 | 47pF SMD1206 keramický | 2ks |
| D1-D3 | Schottky 1A SMD velikost B | 3ks |
| IC1, IC2 | PCM1702U (U-J, U-K) | 2ks |
| IC3, IC4 | OPA627P DIL8 | 2ks |
| IC5-IC10 | 74HCT164 SMD SO14 | 6ks |
| IC11 | LP2992AIM5-3.3/NOPB SOT23-DBV | 1ks |
| IC12 | LP2992AIM5-5/NOPB SOT23-DBV | 1ks |
| IC13 | LT1964ES5-5 | 1ks |
| P1, P2 | trimr 100k víceotáčkový 64Y (volitelně) | 2ks |
| R1-R3 | 22R SMD1206 | 3ks |
| R4, R5 | 470R SMD1206 | 2ks |
| R6, R7 | 2k5 SMD1206 | 2ks |
| X1, X2 | Jumper lišta 90° 4 piny S1G4 | 2ks |
| X3 | Jumper lišta 6 pinů 15mm | 1ks |
| X4 | Konektor cinch 4x zásuvka do PCB | 1ks |
Převodník pracoval na první zapnutí. Jeho zvuk je vynikající. Při porovnání s AD1865 je výstupní úroveň o trochu nižší. Zvuk je téměř stejný, ale připadá mi méně ostrý. Je to ostatně vidět i na průbězích z osciloskopu. Je to dáno tím, že jsem na výstupu použil dolnofrekvenční propust. Rozdíl je ale opravdu minimální. Při porovnání s PCM5102 je ale zvuk mnohem lepší. V dobré nahrávce je mnohem lepší lokalizace nástrojů a více detailů. Na špatných nahrávkách je ovšem slyšet každá chyba. Převodník jsem testoval i na 192kHz/24bit a fungoval bezvadně. Většinu nahrávek mám ale v CD kvalitě a ty znějí také skvěle.
English
Česky