Tento modul slouží jako převodník USB na I2S sběrnici do vzorkovací frekvence 48kHz. Používá obvod PCM2706 od Texas Instruments. Je zapojený v režimu, kdy posílá svůj výstup na signály ve formátu I2S sběrnice. Analogová část není vůbec zapojená, stejně jako S/PDIF výstup, který nelze v tomto režimu použít. I2S výstup je galvanicky oddělený, aby nevznikala zemní smyčka způsobující případné problémy s rušením a brumem na výstupu.
Obvod PCM2706 je napájen z USB portu přes signál VBUS. R2 umožní počítači detekovat připojené zařízení na USB sběrnici. R5 a R6 slouží k potlačení odrazů signálu do kabelu. Napětí VDD 3.3V si obvod vyrábí sám. Na VBUS je připojená LED dioda signalizující přítomnost napájení z USB portu. Kolem obvodu je několik blokovacích kondenzátorů. Převodník je v hardwarovém režimu a pomocí pinu FSEL je přepnutý na I2S výstup. I2S sběrnice je pak na pinech FUNC0, FUNC1, FUNC2 a DOUT. Zapojení je připraveno i na obvod PCM2707 bez jakékoliv změny.
I2S sběrnice je přes rezistory R7-R10 přivedena na digitální izolátor ISO7240C, který nám I2S sběrnici z USB vstupu galvanicky oddělí od zbytku obvodu. Obvod je zajímavý také tím, že umožní připojit z každé strany jiné napájecí napětí a tím provést konverzi logických úrovní, např. LVTTL 3.3V na TTL 5V. Výstupní strana izolátoru je napájena z desky převodníku. Obě dvě strany napájení mají zablokované napájecí napětí pomocí C9 a C10.
Nejdříve jsem osadil USB-I2S převodník IC1 a izolátor IC2. Obvody jsem nejdříve připájel za dva protilehlé vývody a po kontrole správnosti umístění jsem s pomocí většího množství tavidla a trubičkového cínu projel hrotem páječky přes ostatní piny, až se krásně připájely. Případné slité vývody způsobené velkým množstvím cínu lze snadno odsát pomocí odsávacího lanka. Potom jsem pokračoval SMD rezistory a kondenzátory. Pak jsem připájel konektory. LED jsem připájel až po sestavení celé sady desek do krabičky, aby správně pasovala do dírky v krabičce. Deska se pak zasune pomocí dutinek SV1 do konektoru na desce převodníku a přišroubuje se pomocí dvou šroubů M3, aby byla dostatečně mechanicky pevná při zasunování USB konektoru.
Plošný spoj je navržen jako dvoustranný a má rozměr 5x5cm kvůli levnější výrobě. Kromě krystalu má všechny součástky ze spodní strany, protože nad deskou je umístěn napájecí konektor. 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.
Pohled na zadní panel.
Součástky lze koupit např. u firmy Farnell. Obvod PCM2706 jsem použil ve starší revizi bez písmene C. Novější revize má kvůli certifikaci pro nová Windows změněnou charakteristiku regulace hlasitosti. Ta ovšem funguje pouze pro analogový výstup, takže na I2S výstupu se nijak neprojeví. V některých operačních systémech se hlasitost regulovat dá, což znamená, že dochází k softwarovému mixu a tím zmršení dat, která jdou do převodníku. V takovém případě doporučuji mít hlasitost v počítači nastavenou na maximum.
| označení | hodnota a typ | počet |
|---|---|---|
| C1, C2 | 22pF SMD1206 keramický | 2ks |
| C3-C8 | 1uF SMD1206 keramický | 6ks |
| C9, C10 | 100nF SMD1206 keramický | 2ks |
| C11 | 10uF tantalový SMD velikost A | 1ks |
| IC1 | PCM2706C (PCM2707C) | 1ks |
| IC2 | ISO7240C | 1ks |
| LED1 | LED červená 2mm s plochým čelem | 1ks |
| Q1 | Krystal 12MHz pouzdro HC49US nízký | 1ks |
| R1 | 1M SMD1206 | 1ks |
| R2-R4 | 1k5 SMD1206 | 3ks |
| R5-R10 | 22R SMD1206 | 6ks |
| SV1 | Dutinková lišta 6 pinů 10mm | 1ks |
| X1 | USB typ B do DPS 90° | 1ks |
Zapojení pracovalo na první zapnutí. USB čip zvládá pouze vzorkování do 48kHz. Jednoduchý čip s podporou vyššího vzorkování teď neexistuje. Moc mi to nevadí, protože mám stejně většinu nahrávek v CD kvalitě.
-
English
Česky