Ke svému výkonovému zesilovači Leachamp sem si chtěl postavit kvalitní předzesilovač se zabudovaným D/A převodníkem s digitálním vstupem SPDIF, případně USB. Měl jsem k dispozici obvod PCM2902. Zkusil jsem tedy navrhnout D/A převodník z USB s tímto obvodem na jednostranný plošný spoj a docela se mi to podařilo.
Schéma vychází z doporučeného katalogového zapojení obvodu PCM2902. Obvod obsahuje D/A a A/D převodník, SPDIF výstup a vstup a dále HID část se 3 tlačítky MUTE, VOL+ a VOL-. Použil jsem pouze D/A část. Ostatní části nejsou zapojené. Pro kvalitní reprodukci je potřeba použít externí low-drop stabilizátor napětí pro D/A převodník. V mém případě jsem použil běžně dostupný LP2951CM, který má pomocí rezistorů nastavené výstupní napětí na přibližně 3.7V. Plošný spoje je navržen s ohledem na správné vedení zemních cest a oddělení digitálních a analogových zemí. Spojeny jsou v jednom bodě u USB konektoru.
Po vyvrtání děr pro krystal, výstup a USB konektor jsem jako první osadil integrovaný obvod PCM2902, abych měl okolo něho dost místa na pájení. Obvod jsem položil na správné místo, připájel jednu nožičku na kraji a poté projel páječkou a tenkým trubičkovým cínem celou druhou stranu nožiček najednou. Potom to samé s první řadou. Výsledkem je, že jsou skoro všechny vývody propojené cínem. Následně jsem pomocí měděného pleteného pásku a páječky odsál přebytečný cín. Pokud bylo na místě dost kalafuny, tak se vývody díky povrchovému napětí bezproblému oddělili. Po podrobné vizuální kontrole, případně proměření můžeme provést to samé s obvodem stabilizátoru. Tam už to není tak kritické a vývody se mi ani nespojily při dostatečném množství tavidla. Dále jsem osadil SMD rezistory, keramické kondenzátory a ledku. Tyto součástky osazuji tak, že je po umístění na správné místo držím nehtem, případně šroubováčkem, či pinzetou. Jeden vývod připájím malým množstvím cínu. Pokud součástka drží na správném místě, tak ji připájím na druhé straně a následně finálně na první straně. Dále osadím tantalové kondenzátory a krystal, protože jsou velké. Nakonec připájím USB konektor. Zapojení by mělo fungovat hned po připojení do systému a přihlásit se jako standardní USB zvukovka. Pro běžné operační systémy typu Linux, či Windows XP nejsou potřeba žádné ovladače.
Plošný spoj je navržen jednostranný a kromě krystalu a konektoru má všechny součástky osazeny ze strany spojů v SMD provedení. Je k dispozici pro volnou verzi programu Eagle, který je možné zdarma stáhnout z jejich domovských stránek.
formát Postscript
formát Eagle
| označení | hodnota a typ | počet |
|---|---|---|
| R1, R2 | 22R SMD 0805 | 2 ks |
| R3 | 1M SMD 0805 | 1 ks |
| R4 | 1k5 SMD 0805 | 1 ks |
| R5 | 180k SMD 0805 | 1 ks |
| R6 | 91k SMD 0805 | 1 ks |
| R7 | 680 SMD 0805 | 1 ks |
| LED1 | zelená LED SMD 0805 | 1 ks |
| C1, C2, C9, C10 | 10uF/35V SMD tantal | 4 ks |
| C3, C4, C7, C8 | 1uF/35V SMD tantal | 4 ks |
| C5, C6 | 22pF SMD 0805 keramika | 2 ks |
| C11 | 10nF SMD 0805 keramika | 1 ks |
| IC1 | PCM2902E (PCM2900E) SSOP | 1 ks |
| IC2 | LP2951CM | 1 ks |
| Q1 | 12MHz krystal | 1 ks |
| X1 | USB typ B konektor | 1 ks |
V katalogovém listě obvodu PCM2902 se doporučuje připojit za převodník dolní
pásmovou propust, aby odfiltrovala kmitočty nad pásmem slyšitelnosti, které
vznikají při převodu metodou oversampling.
Obvod obsahuje digitální pásmovou propust, která ovšem filtruje kmitočty
přibližně od 100kHz výše. V aplikačních poznámkách k filtrům na stránce výrobce
se doporučují buď propusti prvního řádu (jednoduchý RC článek), nebo vyšších
řádů za použití operačních zesilovačů, které fungují zároveň jako předzesilovač.
Já jsem použil nejjednodušší RC článek s doporučenými hodnotami R 1k a C 4n7.
Kondenzátor je vhodné použít svitkový. Neslyšel jsem rozdíl ve zvuku s použitím
filtru a bez, ale vzhledem k dalším zařízením ve zvukovém řetězci by bylo
vhodné ho použít. Pokud by nám vadilo ořezávání příliš dole, můžeme změnit
hodnotu kondenzátoru na 3n3.
Tento D/A převodník je poměrně jednoduchý na výrobu díky jednostrannému plošnému spoji. Osadit ho lze bez problémů v amatérských podmínkách a jeho zvuk je velice slušný s minimálním rušením. Zvuk ale není úplně křišťálový. Frekvenční pásmo se jeví poslechově dobře vyrovnané, ale lokalizace jednotlivých nástrojů je nepatrně horší. Možná že by stačilo nahradit výstupní elektrolytické kondenzátory svitkovými. To by ovšem znamenalo daleko větší nároky na místo. Pokusím se postavit ještě D/A převodník bez oversamplingu, jestli nebude mít ostřejší zvuk, jaký bych si představoval ke svému zesilovači.
Schéma a plošný spoj byly upraveny kvůli možnosti vyvedení digitálního SPDIF výstupu. Obvod pak bude sloužit jako převodník USB-SPDIF a bude moci být připojen k externímu kvalitnějšímu D/A převodníku.
English
Česky