Převodník s obvodem PCM5102 jsem se rozhodl postavit jako první pro vyzkoušení modulárního konceptu. Tento D/A převodník zvládá vzorkování až 384kHz, umí si sám vyrobit hodinový signál SCK, záporné napětí a obsahuje linkový výstup. Jedná se o klasický D/A převodník s převzorkováním se všemi jeho špatnými vlastnostmi.
Ze vstupní desky jsou přes konektor X3 přivedeny signály I2S sběrnice do převodníku. Na vodičích jsou umístěny rezistory R3 až R5 zabraňující odrazům na vedení. Z převodníku IC1 jdou analogové výstupy přes dolnofrekvenční propust na zadní dvojici konektorů cinch X4 a na konektor X1 vedoucí k zesilovači. Výstupní filtr má pokles o 3dB na frekvenci přibližně 153kHz. Je složený z R6, C1 a R7, C2. Na všech napájecích pinech převodníku jsou umístěny blokovací kondenzátory dle doporučení.
Na pinu XSMT IC1 je připojen odporový dělič R1, R2 který měří napájecí napětí před stabilizátorem a pokud je nižší než přibližně 8V tak analogový výstup umlčí.
Pro napájení převodníku jsem zvolil nízkošumový stabilizátor LP2992. Na vstupu a na výstupu stabilizátoru IC2 jsou umístěny blokovací kondenzátory C8 a C12, které zajišťují dobrou stabilitu obvodu. Na vývod 4 je připojen malý svitkový kondenzátor C3, který výrazně zlepšuje šumové parametry stabilizátoru. Obvod je přemostěn schottkyho diodou D1, která ho chrání před zničením, pokud by se na výstupu objevilo větší napětí než na vstupu.
Pomocí jumperu JP1 je možné přepínat typ digitálního filtru FIR - Normální latence, nebo IIR - nízká latence. Pomocí jumperu JP2 je možné zapnout deemfázi pro CD vzorkovací frekvenci 44.1kHz.
Nejdříve jsem osadil převodník IC1 a stabilizátor IC2. Potom jsem pokračoval SMD rezistory a kondenzátory. Pak jsem připájel diodu, větší kondenzátor a nakonec konektory a jumpery z horní strany. Konektory X1 a X2 je třeba připájet kolmo, aby snadno zapadly do dutinek sousední desky. Nakonec jsem do montážních otvorů přišrouboval dva distanční sloupky 15mm pomocí M3 šroubků.
Plošný spoj je navržen jako dvoustranný. Díky jednoduchosti zapojení je většina desky nevyužitá a je připojená na GND. Na bocích měď chybí, aby deska nebyla vodivě spojena s přizemněnou 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.
Pohled na zadní panel.
Součástky lze koupit např. u firmy Farnell. Měl jsem trochu problém se sehnáním kondenzátoru C3, protože to je svitkový kondenzátor, který není úplně běžný, ale lze místo něj osadit keramický. Jako převodník jsem použil PCM5102, který se od verze A liší pouze tím, že nepodporuje 1.8V logiku.
| označení | hodnota a typ | počet |
|---|---|---|
| C1, C2 | 2n2 SMD1206 keramický | 2ks |
| C3 | 10nF SMD1812 svitkový | 1ks |
| C4-C7 | 100nF SMD1206 keramický | 4ks |
| C8-C11 | 2u2 SMD1206 keramický | 4ks |
| C12, C13 | 10uF SMD1206 keramický | 2ks |
| D1 | Schottky 1A SMD velikost B | 1ks |
| IC1 | PCM5102A (PCM5101A, PCM5100A) | 1ks |
| IC2 | LP2992AIM5-3.3/NOPB SOT23-DBV | 1ks |
| JP1, JP2 | Jumper lišta 3 piny | 2ks |
| R1 | 7k25 (7k5) SMD1206 | 1ks |
| R2 | 2k75 (2k7) SMD1206 | 1ks |
| R3-R5 | 22R SMD1206 | 3ks |
| R6, R7 | 470 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 zapojení. Hraje velice dobře a vyrovnaně. Bohužel se ve výsledném zvuku ztrácí prostorovost nahrávky a lokalizace nástrojů. Také nástroje s vyšším podílem vysokých kmitočtů nesinusového průběhu se musí v nahrávce doslova hledat. Na osciloskopu vypadá průběh naprosto přesně tak, jak má vypadat výstup z delta-sigma převodníku s převzorkováním. Jakýkoliv 16 bitový R-2R D/A převodník bez převzorkování ho strčí do kapsy. Zkoušel jsem porovnávat výstup s FIR a IIR filtrem, a nepozoroval jsem větší rozdíl v kvalitě výstupu. Také jsem si všiml, že při generování signálu o maximální amplitudě 0dB dochází k ořezání/limitaci signálu. Čisté to je přibližně od -4dB. Převodník tedy nezklamal, ale ani nepřekvapil. Pro kvalitní zážitek z dobré nahrávky to bude chtít jinou konstrukci s R-2R převodníkem bez převzorkování.
-
English
Česky