Toto je D/A převodník s obvodem PCM1794A. Je to jeden z výborných stereo audio D/A převodníků od výrobce Texas Instruments. Je 24 bitový, zvládá vzorkovací frekvenci do 192kHz, má osminásobné převzorkování, diferenciální proudový výstup a odstup signálu od šumu 127dB.
Zapojení obsahuje zdrojovou část, vlastní D/A převodník a operační zesilovač.
Napájení vyžaduje síťový transformátor se dvěma oddělenými 12V vinutími. Pokud chceme napájet z trafa i S/PDIF dekodér a nemáme samostatné vinutí, zapojíme jeho napájecí vstup paralelně k vinutí kladné větve, jinak dojde ke zkratu. Napětí se usměrní můstky B1 a B2 a přes filtrační a blokovací kondenzátory jde na low-drop stabilizátory IC3 a IC4, které napájejí analogovou a digitální část D/A převodníku. IC5 a IC6 stabilizují napětí +12V a -12V pro operační zesilovač. Všechny napěťové vstupy převodníku jsou řádně zablokované kondenzátory.
D/A převodník PCM1794A zpracovává data ze standardní I2S sběrnice. Navíc přijímá také signál SCK - Systémové hodiny, které potřebuje ke správné činnosti a převzorkování. Pomocí jumperů se nastavuje vstupní formát dat, typ výstupu a vlastnosti digitálního filtru. Obsahuje také interní reset s externím pull-up resistorem R5. Výstup je proudový diferenciální. Jako převodník na napěťový výstup slouží rezistory R17 až R20, které by měly být kvalitní, nejlépe celouhlíkové. Za těmito rezistory je teoreticky možné vyvést symetrický výstup do vysokoimpedančního vstupu předzesilovače. C27 a C28 slouží k omezení vysokých kmitočtů mimo slyšitelné pásmo.
Abych získal nesymetrický výstup se střední hodnotou v nule, použil jsem nízkošumový operační zesilovač TL072. Zesílení je přibližně 2. Inspiroval jsem se originálním zapojením, protože nejsem zrovna specialista na operační zesilovače. V originálním zapojení se používají operáky také na převod proudového výstupu na napěťový. Já jsem použil rezistory, které mi připadaly lepší a jednodušší. Na výstupech je v klidu nula voltů, takže teoreticky nejsou potřeba vazební kondenzátory. Na jednom výstupu bylo asi 12mV a na druhém asi 2.6mV. Asi by to šlo vylepšit lepším výběrem rezistorů.
Součástky osazujeme od nejmenších k největším. Začal jsem obvodem IC1. Postup jeho osazení je stejný jako např. u S/PDIF dekodéru. Následně jsem pokračoval SMD rezistory a kondenzátory. Dále jsem osadil propojky a součástky z horní strany plošného spoje a také konektory.
Plošný spoj je jednostranný se dvěma drátovými propojkami, takže je ho snadné vyrobit v amatérských podmínkách. Zemní vodiče jsou tahané s důrazem na oddělení digitální a analogové části. Blokovací kondenzátory jsou umístěny co nejblíže pouzdru obvodu.
Od prototypu na fotkách se plošný spoj liší v těchto drobnostech: V zapojení je navíc R5 pull-up na resetu. Z katalogového listu není patrné, že se musí použít. SMD rezistory a kondenzátory velikosti 0805 byly nahrazeny velikostí 1206 pro snadnější montáž. Podařilo se mi zredukovat počet drátových propojek z pěti na dvě.
Obvod se nastavuje pomocí 4 jumperů. Pokud jsou nezapojené, jsou pull-down rezistory stažené k nule. Nastavení formátu audio dat je popsáno dále v tabulce. Nejčastěji jsem se setkal s formátem I2S, nebo right-justified 24bit. Pokud destičku připojujeme k našemu S/PDIF dekodéru, musíme na něm nastavit shodný formát dat a také frekvenci systémových hodin. Pokud chceme přehrávat 192kHz samply, musíme nastavit systémové hodiny maximálně na 384 x fs. Více v katalogovém listě.
| PIN, JUMPER | Audio formát | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| MONO, JP2-1 | CHSL, JP2-2 | FMT1, JP1-2 | FMT0, JP1-1 | FORMAT | STEREO/MONO | DF ROLOFF |
| 0 | 0 | 0 | 0 | I2S | Stereo | Sharp |
| 0 | 0 | 0 | 1 | Left-justified | Stereo | Sharp |
| 0 | 0 | 1 | 0 | Right-justified 16bit | Stereo | Sharp |
| 0 | 0 | 1 | 1 | Right-justified 24bit | Stereo | Sharp |
| 0 | 1 | 0 | 0 | I2S | Stereo | Slow |
| 0 | 1 | 0 | 1 | Left-justified | Stereo | Slow |
| 0 | 1 | 1 | 0 | Right-justified 16bit | Stereo | Slow |
| 0 | 1 | 1 | 1 | Digital filter bypass | Mono | - |
| 1 | 0 | 0 | 0 | I2S | Mono, L-channel | Sharp |
| 1 | 0 | 0 | 1 | Left-justified | Mono, L-channel | Sharp |
| 1 | 0 | 1 | 0 | Right-justified 16bit | Mono, L-channel | Sharp |
| 1 | 0 | 1 | 1 | Right-justified 24bit | Mono, L-channel | Sharp |
| 1 | 1 | 0 | 0 | I2S | Mono, R-channel | Sharp |
| 1 | 1 | 0 | 1 | Left-justified | Mono, R-channel | Sharp |
| 1 | 1 | 1 | 0 | Right-justified 16bit | Mono, R-channel | Sharp |
| 1 | 1 | 1 | 1 | Right-justified 24bit | Mono, R-channel | Sharp |
| označení | hodnota a typ | počet |
|---|---|---|
| R1-R5 | 47k SMD1206 | 5x |
| R6-R10 | 10k SMD1206 | 5x |
| R11-R14 | 22k SMD 1206 | 4x |
| R15-R16 | 22R SMD 1206 | 2x |
| R17-R20 | 220R | 4x |
| C1-C2 | 4700uF/25V elektrolyt | 2x |
| C3-C8 | 47uF/10V SMD tantal velikost C | 6x |
| C9-C12 | 10uF/10V SMD tantal velikost B | 4x |
| C13-C26 | 100nF SMD1206 keramika | 14x |
| C27-C28 | 2n2 SMD1206 keramika | 2x |
| IC1 | PCM1794A | 1x |
| IC2 | TL072 DIL8 | 1x |
| IC3 | LE33CZ TO92 | 1x |
| IC4 | LE50CZ TO92 | 1x |
| IC5 | 78L12 TO92 | 1x |
| IC6 | 79L12 TO92 | 1x |
| J1 | Molex 3pin | 1x |
| JP1-JP2 | JP2Q jumper | 2x |
| B1-B2 | Diodový můstek 1.5A/100V kulatý | 2x |
| SV1 | Jumper lišta 6 pinů | 1x |
| X1-X2 | Svorkovnice AK300/2 | 2x |
D/A převodník s obvodem PCM1794A má vynikající parametry a hraje velice pěkně. Průběhy na osciloskopu vypadají také velice dobře, pouze při vyšší frekvenci 20kHz při vzorkování 44.1kHz je vidět na průběhu místo "schodů" jakési vyhlazení spojené několika paralelními průběhy. To je podle mě normální u D/A převodníků s vícenásobným převzorkováním. Proto je můj cíl mít D/A převodník bez převzorkování, který by měl zajistit nejvyšší věrnost přehrávání. Zapojení mi hned nefungovalo. Důvodem byl chybějící pull-up rezistor na signálu RESET. Může za to nedostatečný popis funkce reset a nekompletní schéma zapojení v katalogovém listě, nebo moje nepochopení. Pro dosažení lepších parametrů je možné zkusit nahradit operační zesilovač TL072 nějakým lepším. Také je možné výstupní zesilovač úplně vynechat a použít symetrický výstup před rezistory R7-R10. To ale jen v případě, že je vstup vysokoimpedanční. Výstup z převodníku je symetrický kolem referenčního napětí, nikoliv kolem nuly. Zesilovač má symetrické napájení a výstup má střední hodnotu 0 voltů. Není ho tedy třeba oddělovat vazebním kondenzátorem. Na výstupu může být malé stejnosměrné napětí pár milivoltů, které je dané tolerancí součástek.
-
English
Česky
