Postavil jsem již několik USB zvukových karet a převodníků a narazil jsem na další zajímavý obvod PCM2912, který se výborně hodí ke stavbě USB dongle pro připojení stereo sluchátek s mono mikrofonem. Navrhnul jsem tentokrát plošný spoj v podobě dongle, která se zastrkává přímo do USB portu počítače.
Hlavní částí dongle je obvod PCM2912 z produkce firmy Texas Instruments. Na jedné straně destičky je USB konektor typu A a na druhé straně dva jack 3.5" konektory pro připojení sluchátek a mikrofonu. Zelená LED signalizuje probíhající přehrávání a červená záznam. Tlačítko slouží k umlčení mikrofonu. Zapojení je prakticky identické s doporučeným schématem z katalogu.
USB část obvodu PCM2912 obsahuje tři koncové body (endpointy). Jeden řídící a dva pro audio stream vstup a výstup. Řídicí část obsahuje ovládání hlasitosti vstupu, výstupu a příposlechu včetně funkce mute. Výstupní endpoint umožňuje přehrávat stereo či mono signál o vzorkovací frekvenci do 48kHz. Mikrofonní vstup je vždy pouze monofonní.
Kromě A/D a D/A převodníku obsahuje obvod na mikrofonním vstupu přídavný předzesilovač 20dB, který se aktivuje pinem MAMP a zesilovač se řízeným ziskem v rozsahu +30dB až -12dB po 1dB kroku. Na výstupu je za D/A převodníkem zapojen řízený atenuátor v rozsahu 0dB až -76dB po 1dB kroku. Mezi mikrofonní vstup a výstup z D/A převodníku je zapojen ještě jeden úplně stejný atenuátor. Ten nám umožňuje příposlech mikrofonu do sluchátek. Na vývodu MBIAS je vyveden zdroj proudu pro elektretový mikrofon. Obvod dále obsahuje výstupní zesilovač na sluchátka a dolnofrekvenční propust pro potlačení vzorkovací frekvence a šumu. V obvodu je dále obsaženo 5 interních stabilizátorů napětí pro digitální a analogovou část, oba kanály zesilovače a fázový závěs. Dále je tam resetovací obvod, který zajistí správné zresetování po připojení napájení a také hodinový obvod s fázovým závěsem, který vyrábí frekvenci 96MHz ze 6MHz krystalu a přivádí ji do obvodu SpAct, který by měl zajistit správné časování převodníků vzhledem ke vzorkovací frekvenci a nízký jitter.
Externích součástek je minimum. Kromě nezbytných blokovacích kondenzátorů tam jsou rezistory a kondenzátory ve výstupních filtrech, dále vazební elektrolytické kondenzátory a standardní sada součástek kolem krystalu a USB vstupu. Také jsou tam dvě LED a jeden mikrospínač. V zapojení jsem zvolil pinem MAMP zapnutý 20dB předzesilovač a pinem POWER třídu odběru 500mA.
Před započetím osazování je dobré nejdříve všechny díry pro konektory vyvrtat či vyfrézovat malým vrtákem. Zkontrolujeme také ostatní díry pro diody, krystal a tlačítko.
Plošný spoj osazujeme od nejmenších součástek po největší. Nejdříve jsem připájel obvod IC1, který je opravdu již dost malý. Obvod jsem přichytil za dvě krajní nožičky mikropáječkou. Když jsem si byl jistý, že je obvod správně umístěn, tak jsem nanesl na všechny vývody tekuté tavidlo, které usnadňuje rozlévání cínu a projel jsem páječkou a trubičkovým cínem všechny čtyři strany obvodu. Několik vývodů se slilo dohromady. Přebytečný cín jsem snadno odsál měděným knotem, který se pro tento účel prodává. Dále jsem připájel SMD kondenzátory, tlumivku a rezistory. Následně jsem osadil krystal, konektory, LEDky a mikrospínač z horní strany.
Plošný spoj je navržen jako jednostranný. To nám umožní jeho snadnou výrobu v amatérských podmínkách. Jeho rozměry jsou 30x50mm. Většina SMD součástek je velikosti 1206 pro snadné pájení.
Většinu součástek jsem sehnal v GM Electronic. USB konektor v GES Electronic a integrovaný obvod PCM2912 ve firmě Farnell. Obvod PCM2912 kvůli chybě není již doporučován pro nové výrobky. Vyrábí se ovšem obvod PCM2912A, který je s ním funkčně totožný a lze ho v tomto zapojení použít. Další rozdíl, na který jsem narazil je absence součástek R6, R9, C12 a C15, které není nutné osazovat. LED jsem použil 2mA a tudíž jsou u nich rezistory 1k5 místo 820R v katalogovém listě. Pro LED s vyšším proudem je nutno hodnotu rezistorů R12 a R13 patřičně snížit.
| označení | hodnota a typ | počet |
|---|---|---|
| R1-R2 | 22R SMD1206 | 2ks |
| R3,R12-R13 | 1k5 SMD1206 | 3ks |
| R4 | 1M SMD1206 | 1ks |
| R5 | 1k SMD1206 | 1ks |
| R6, R9 | 16R SMD1206 | 2ks |
| R7-R8, R10-R11 | 3k3 SMD1206 | 4ks |
| C1, C8, C11, C14, C17-C18 | 1uF SMD1206 keramika | 6ks |
| C2-C3 | 22pF SMD1206 keramika | 2ks |
| C4-C5 | 100pF SMD1206 keramika | 2ks |
| C12, C15 | 22nF SMD1206 keramika | 2ks |
| C7 | 100nF SMD1206 keramika | 1ks |
| C6, C10 | 3u3/16V elektrolyt SMD velikost A | 2ks |
| C9 | 1uF/16V elektrolyt SMD velikost A | 1ks |
| C13, C16 | 100uF/6V elektrolyt SMD velikost B | 2ks |
| IC1 | PCM2912A, PCM2912 | 1ks |
| L1 | 1uH 0.6R SMD0805 | 1ks |
| LED1 | LED červená 3mm 2mA | 1ks |
| LED2 | LED zelená 3mm 2mA | 1ks |
| Q1 | 6MHz krystal mini | 1ks |
| S1 | mikrospínač 6x6mm střední | 1ks |
| X1-X2 | 3.5" zdířka EBS35 | 2ks |
| X3 | USB konektor typ A do PCB | 1ks |
USB dongle fungovala na první zapojení s připojenými sluchátky s mikrofonem. Lze ji použít pod Linuxem, WindowsXP a vyšší a také Mac OS X. Ovladače jsou součástí operačního systému, takže není třeba nic instalovat. Dongle se výborně hodí k počítačům bez zvukové karty, případně jako druhá zvuková karta pro VoIP, Skype apod. Také ji lze použít v kombinaci se softwarovým modemem k radiostanici. Zvukový výstup je poměrně kvalitní stejně jako u ostatních USB zvukových čipů firmy Texas Instruments.
-
English
Česky
