Показано с 1 по 20 из 20

Тема:

  1. Частый гость
    Автор темы
    Аватар для Chaa
    Регистрация
    23.08.2006
    Адрес
    Курган
    Сообщений
    119

    По умолчанию Транспорт, ЦАП и усилитель NEO

    Пишу в форуме "Цифровые источники сигнала", так как все интересное в этой конструкции содержится в реализации транспорта, остальные части обычные, как у всех.

    Предыстория в двух словах.
    Усилители всегда делал с цифровым входом (SPDIF/TOSLINK), так как аналоговых источников у меня давно нет. В последний свой усилитель решил кроме обычных входов встроить медиаплеер на Raspberry Pi. Но этот проект превратился в долгострой, и давно пылится на полке.
    Однажды в руки мне попался одноплатный компьютер NanoPi NEO Air. И я решил, используя наработки недоделанного проекта, сделать максимально простую конструкцию. Простую как в плане схемотехники, так и в плане механики. Были отброшены микроконтроллеры, индикация, переключение входов, релейный РГ (частично), защита АС, плавное включение, фрезеровка корпуса и т.п.

    В плане упрощения механики было решено сделать почти все устройство на одной печатной плате, и применить круглые разъемы USB.
    В качестве радиатора используется корпус вместе с дополнительным алюминиевым листом толщиной 6-10 мм. Такой лист можно получить из куска шинопровода, подходящего уголка или заказать из обрезков. Все вместе это позволяет обойтись только дрелью для доработки готового китайского корпуса.

    Схема электрическая принципиальная:

    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Schematic1.png 
Просмотров:	236 
Размер:	59,6 Кб 
ID:	368811Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Schematic2.png 
Просмотров:	198 
Размер:	89,2 Кб 
ID:	368812Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Schematic3.png 
Просмотров:	190 
Размер:	70,1 Кб 
ID:	368813


    В основе находится миникомпьютер NanoPi NEO Air (можно Core или Core2). Миникомпьютер может воспроизводить музыку с подключенных по USB
    накопителей, с других устройств подключенных через Wi-Fi или Bluetooth, интернет-радиостанций. Миникомпьютер может выполнять цифровую обработку звука и многое другое. Управление всеми функциями также осуществляется миникомпьютером.

    ЦАП выполнен на микросхеме PCM5122. Эта микросхема была выбрана потому, что может сама формировать сигналы бит- и вордклока из внешнего мастерклока для работы миникомпьютера в ведомом режиме. Ну и качество звука у нее вполне достойное.

    Отличительной особенностью ЦАП является комбинированная регулировка громкости. То есть громкость регулируется как в цифровом виде в ЦАП, так и в аналоговом виде с помощью реле.
    Такое решение позволяется получить регулирование громкости в диапазоне от 0 до -100 дБ с шагом в 0,5 дБ, используя всего 2 реле.

    Небольшое уменьшение громкости (до -18 дБ) выполняется в микросхеме ЦАП. Это позволяет терять минимум разрядности ЦАП.

    Используя регистр R2 (Analog Gain Control) и уменьшением громкости до 12 дБ можно добиться ослабления в 18 дБ с потерей до 2-х бит преобразователя, что при ENOB 18,3 позволяет всегда оставаться минимум с 16 разрядами.

    Усилитель мощности выполнен на LM3886 по схеме упрощенного ZD-50 (без стабилизаторов питания).

    Блок питания обычный.

    Искажения померять не удалось, моя звуковая карта не показывает, все ниже -100 дБ.

    На данный момент основная часть собрана и идет работа над драйвером и сборкой Volumio по наработкам Nikkov.

    Чуть позже приведу в порядок документацию и выложу проект в KiCad и герберы.

    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	20200407_144213.jpg 
Просмотров:	244 
Размер:	983,2 Кб 
ID:	368814Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	20200406_130548.jpg 
Просмотров:	179 
Размер:	867,2 Кб 
ID:	368818 Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	20200406_122713.jpg 
Просмотров:	176 
Размер:	752,0 Кб 
ID:	368815Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	20200407_145334.jpg 
Просмотров:	157 
Размер:	887,4 Кб 
ID:	368816Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	20200407_145350.jpg 
Просмотров:	117 
Размер:	977,3 Кб 
ID:	368817

  2. Начинающий Аватар для Alex
    Регистрация
    20.03.2003
    Адрес
    Worldwide
    Возраст
    57
    Сообщений
    29.072

    По умолчанию Re: Транспорт, ЦАП и усилитель NEO

    Цитата Сообщение от Chaa Посмотреть сообщение
    Используя регистр R2 (Analog Gain Control) и уменьшением громкости до 12 дБ можно добиться ослабления в 18 дБ с потерей до 2-х бит преобразователя, что при ENOB 18,3 позволяет всегда оставаться минимум с 16 разрядами.
    Наверное у меня с арифметикой плохо , если 13.2 >=16
    "Да мне-то что, меняйтесь!"(с)анек.
    <>
    <-- http://altor1.narod.ru --> Вопросы - в личку, е-мейл, скайп.

  3. Частый гость
    Автор темы
    Аватар для Chaa
    Регистрация
    23.08.2006
    Адрес
    Курган
    Сообщений
    119

    По умолчанию Re: Транспорт, ЦАП и усилитель NEO

    Цитата Сообщение от Alex Посмотреть сообщение
    Наверное у меня с арифметикой плохо , если 13.2 >=16
    Я считал так:
    1. Шаг релейного РГ 18 дБ, и в микросхеме ЦАП громкость изменяется от 0 до -18 дБ
    2. В ЦАП я задействую регистр R2 "Analog Gain Control", который уменьшает усиление выходного ФНЧ на -6 дБ
    3. Таким образом, в цифре громкость изменяется от 0 до -12 дБ
    4. -12 дБ ~= 3,98 раза ~= 2 бита
    5. Сам ЦАП 32-х разрядный, и цифровая обработка внутри должна идти в 32-х битах
    6. ENOB для PCM5122 примерно 18,3
    7. После потери двух бит должно еще 16-ть остаться

  4. Начинающий Аватар для Alex
    Регистрация
    20.03.2003
    Адрес
    Worldwide
    Возраст
    57
    Сообщений
    29.072

    По умолчанию Re: Транспорт, ЦАП и усилитель NEO

    Цитата Сообщение от Chaa Посмотреть сообщение
    ENOB для PCM5122 примерно 18,3
    15.2

    (18.3 - это у АК4490)

    Цитата Сообщение от Chaa Посмотреть сообщение
    После потери двух бит должно еще 16-ть остаться
    15.2-2=13.2


    Цитата Сообщение от Chaa Посмотреть сообщение
    5. Сам ЦАП 32-х разрядный,
    На почти середину 2020-го года, 32-х битных аудиоЦАПов на Планете Земля не зарегистрировано, это не разрядность самого ЦАПа, а разрядность его регистра данных.

    и цифровая обработка внутри должна идти в 32-х битах
    Да хоть в 128-ми.
    "Да мне-то что, меняйтесь!"(с)анек.
    <>
    <-- http://altor1.narod.ru --> Вопросы - в личку, е-мейл, скайп.

  5. Частый гость
    Автор темы
    Аватар для Chaa
    Регистрация
    23.08.2006
    Адрес
    Курган
    Сообщений
    119

    По умолчанию Re: Транспорт, ЦАП и усилитель NEO

    Цитата Сообщение от Alex Посмотреть сообщение
    15.2
    (18.3 - это у АК4490)
    Да, похоже это моя ошибка.
    Я считал по SNR в 112 дБ, а нужно было по SNR в сумме с THD, тогда получается действительно 15,2.

    Но на самом деле интересно, насколько регулировка громкости в цифре в небольших пределах портит звук.
    В принципе, можно уменьшить шаги релейного РГ до 12 дБ и 24 дБ, или даже 6 дБ и 12 дБ.

  6. Начинающий Аватар для Alex
    Регистрация
    20.03.2003
    Адрес
    Worldwide
    Возраст
    57
    Сообщений
    29.072

    По умолчанию Re: Транспорт, ЦАП и усилитель NEO

    Цитата Сообщение от Chaa Посмотреть сообщение
    Но на самом деле интересно, насколько регулировка громкости в цифре в небольших пределах портит звук.
    рсм51хх уже трудно еще больше испортить.
    "Да мне-то что, меняйтесь!"(с)анек.
    <>
    <-- http://altor1.narod.ru --> Вопросы - в личку, е-мейл, скайп.

  7. Частый гость
    Автор темы
    Аватар для Chaa
    Регистрация
    23.08.2006
    Адрес
    Курган
    Сообщений
    119

    По умолчанию Re: Транспорт, ЦАП и усилитель NEO

    Цитата Сообщение от Alex Посмотреть сообщение
    рсм51хх уже трудно еще больше испортить.
    Я понимаю, что АК4490 лучше, и я про нее много думал. Но получалось сильно сложнее, как в плане железа, так и в плане софта.
    У вас в ATDAC-7 когда-то давно PCM5102 использовалась, и отзывы были неплохие.

  8. Начинающий Аватар для Alex
    Регистрация
    20.03.2003
    Адрес
    Worldwide
    Возраст
    57
    Сообщений
    29.072

    По умолчанию Re: Транспорт, ЦАП и усилитель NEO

    Цитата Сообщение от Chaa Посмотреть сообщение
    У вас в ATDAC-7 когда-то давно PCM5102 использовалась, и отзывы были неплохие.
    Он был болше полигоном для испытания XMOS, и просуществовал очень недолго, уступив 8А с 4490.

    Цитата Сообщение от Chaa Посмотреть сообщение
    Я понимаю, что АК4490 лучше, и я про нее много думал. Но получалось сильно сложнее, как в плане железа, так и в плане софта.
    Ну железа да, чуть больше, но если уж делается ZD50, то может ему стоит и ЦАП получше поставить?
    А с софтом какие проблемы? Тут-же все равно есть управление PCM5122 по SPI/I2S для регулировки громкости, с 4490 все тоже самое.
    "Да мне-то что, меняйтесь!"(с)анек.
    <>
    <-- http://altor1.narod.ru --> Вопросы - в личку, е-мейл, скайп.

  9. Завсегдатай Аватар для maxssau
    Регистрация
    15.08.2015
    Адрес
    Самара
    Возраст
    35
    Сообщений
    1.177

    По умолчанию Re: Транспорт, ЦАП и усилитель NEO

    выбор на 5122 отчасти пал из-за отсутствия мастерклока с нео? в принципе тема есть с адаптером Neo для подклюения ЦАПов, тербующих мастерклок, если планируется доработка, я бы конечно тоже смотрел в сторону 4490(3).

    По поводу громкости, моё мнение всё таки лучше PGA регулятор, по деньгам на общей стоимости особо не скажется.
    _________________
    Евгений

  10. Частый гость
    Автор темы
    Аватар для Chaa
    Регистрация
    23.08.2006
    Адрес
    Курган
    Сообщений
    119

    По умолчанию Re: Транспорт, ЦАП и усилитель NEO

    Цитата Сообщение от Alex Посмотреть сообщение
    Ну железа да, чуть больше, но если уж делается ZD50, то может ему стоит и ЦАП получше поставить?
    А с софтом какие проблемы? Тут-же все равно есть управление PCM5122 по SPI/I2S для регулировки громкости, с 4490 все тоже самое.
    Согласен, можно было. Но этот проект был борьбой с предыдущем долгостроем, и начинать новый не хотелось. ZD-50 я уже делал, опыт с PCM5122 был от Raspberry Pi. И для PCM5122 есть драйвер, который без проблем собирается для Allwinner H3.

    Но даже в такой благоприятной обстановке все равно сделал пару ошибок в разводке, на фотографиях видно резисторы навесом и порезанные дорожки. С 4490 с первого раза бы точно не получилось.

    Цитата Сообщение от maxssau Посмотреть сообщение
    По поводу громкости, моё мнение всё таки лучше PGA регулятор, по деньгам на общей стоимости особо не скажется.
    На реле должно быть лучше. Собираюсь, исходя из опыта использования, выбрать такие варианты шагов на реле, чтобы ЦАП большую часть времени работал с максимальным разрешением.

  11. Начинающий Аватар для Alex
    Регистрация
    20.03.2003
    Адрес
    Worldwide
    Возраст
    57
    Сообщений
    29.072

    По умолчанию Re: Транспорт, ЦАП и усилитель NEO

    Цитата Сообщение от Chaa Посмотреть сообщение
    На реле должно быть лучше.
    Ну, это как сказать. У релейных свои недостатки (в т.ч. и треск при переключении), я от них уже отказался.
    "Да мне-то что, меняйтесь!"(с)анек.
    <>
    <-- http://altor1.narod.ru --> Вопросы - в личку, е-мейл, скайп.

  12. Старый знакомый Аватар для ass77
    Регистрация
    08.01.2015
    Сообщений
    542

    По умолчанию Re: Транспорт, ЦАП и усилитель NEO

    В схеме потерялись резисторы подтяжки i2c до развязки.
    Управление питанием нео как осуществляется?

  13. Частый гость
    Автор темы
    Аватар для Chaa
    Регистрация
    23.08.2006
    Адрес
    Курган
    Сообщений
    119

    По умолчанию Re: Транспорт, ЦАП и усилитель NEO

    Цитата Сообщение от ass77 Посмотреть сообщение
    В схеме потерялись резисторы подтяжки i2c до развязки.
    Это моя недоработка. Спасает включение подтяжки внутри процессора.
    Там еще есть некоторые недостатки, например, нет резисторов между выводами микрокомпьютера и выводами гальваноразвязки. Они пригодятся когда выходы процессора будут соединены с выходами гальваноразвязки при загрузке неверного оверлея Device Tree.

    Цитата Сообщение от ass77 Посмотреть сообщение
    Управление питанием нео как осуществляется?
    Планируется такая схема:
    Миникомпьютер питается от небольшого импульсного БП, и с помощью реле управляет включением основного трансформатора.
    При простое будет отключаться основной трансформатор и компьютер будет переходить в режим пониженного энергопотребления (снижается частота процессора и памяти). NanoPi NEO Air в таком режиме потребляет около 160 мА. Потребление при простое от сети должно быть примерно 0,9 Вт.

    Но это в теории, работа над ПО пока идет.

    Фильтр питания и БП миникомпьютера:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Ps.png 
Просмотров:	143 
Размер:	34,0 Кб 
ID:	368981Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	20200406_152207.jpg 
Просмотров:	120 
Размер:	3,00 Мб 
ID:	368982

  14. Начинающий Аватар для Alex
    Регистрация
    20.03.2003
    Адрес
    Worldwide
    Возраст
    57
    Сообщений
    29.072

    По умолчанию Re: Транспорт, ЦАП и усилитель NEO

    Цитата Сообщение от Chaa Посмотреть сообщение
    Спасает включение подтяжки внутри процессора.
    При работе I2C на высоких скоростях - ее недостаточно, проверено. Даже на стандарной 100кгц не всегда.
    "Да мне-то что, меняйтесь!"(с)анек.
    <>
    <-- http://altor1.narod.ru --> Вопросы - в личку, е-мейл, скайп.

  15. Старый знакомый Аватар для ass77
    Регистрация
    08.01.2015
    Сообщений
    542

    По умолчанию Re: Транспорт, ЦАП и усилитель NEO

    Цитата Сообщение от Chaa Посмотреть сообщение
    Планируется такая схема:
    Миникомпьютер питается от небольшого импульсного БП, и с помощью реле управляет включением основного трансформатора.
    При простое будет отключаться основной трансформатор и компьютер будет переходить в режим пониженного энергопотребления (снижается частота процессора и памяти). NanoPi NEO Air в таком режиме потребляет около 160 мА. Потребление при простое от сети должно быть примерно 0,9 Вт.
    Имхо питание нео нужно выключать полностью. Смысла в пониженном потреблении нет никакого, все стабилизатры, проц, память продолжают работать, а вывести его из этого состояния можно только перезагрузкой.
    В свое время Nikkov по моей просьбе предусмотрел в своей сборке volumio вывод на ногу РА0 высокого уровня при работе и 0 при выключении volumio с вебморды. Очень удобно чтобы гасить нео полностью дистанционно.

    Цитата Сообщение от Alex Посмотреть сообщение
    У релейных свои недостатки (в т.ч. и треск при переключении), я от них уже отказался.
    Заменил в свое время никитинский на перемножащий ЦАП, еще не разу не пожалел

  16. Частый гость
    Автор темы
    Аватар для Chaa
    Регистрация
    23.08.2006
    Адрес
    Курган
    Сообщений
    119

    По умолчанию Re: Транспорт, ЦАП и усилитель NEO

    Цитата Сообщение от ass77 Посмотреть сообщение
    Имхо питание нео нужно выключать полностью. Смысла в пониженном потреблении нет никакого, все стабилизатры, проц, память продолжают работать, а вывести его из этого состояния можно только перезагрузкой.
    Я наоборот хочу чтобы NanoPi Neo не выключался и был всегда доступен, чтобы можно было в любой момент включить воспроизведение, не вставая с дивана
    Но хотелось бы, чтобы в простое электричество зря не расходовалось и устройство не грелось без дела.
    Если в NanoPi Neo понизить частоту процессора до минимально возможной, то он будет потреблять менее одного ватта.
    В то же время остальной цап+усилитель в покое потребляет примерно 10 ватт. Кстати, много приходится на реле РГ.
    Поэтому цап+усилитель и хочу отключать автоматически при простое, скажем, больше 15 минут.

  17. Старый знакомый Аватар для ass77
    Регистрация
    08.01.2015
    Сообщений
    542

    По умолчанию Re: Транспорт, ЦАП и усилитель NEO

    Цитата Сообщение от Chaa Посмотреть сообщение
    Я наоборот хочу чтобы NanoPi Neo не выключался и был всегда доступен, чтобы можно было в любой момент включить воспроизведение, не вставая с дивана
    Но хотелось бы, чтобы в простое электричество зря не расходовалось и устройство не грелось без дела.
    Если в NanoPi Neo понизить частоту процессора до минимально возможной, то он будет потреблять менее одного ватта.
    Т.е. После таймаута 15мин. отдается команда снижения частоты процессора? Есть наработки в этом плане? Производились замеры потребления, нагрева, стабильности работы? Сетевуха нормально в этом состоянии работает?
    И самое главное, возврат к нормальной работе проверялся?

    Цитата Сообщение от Chaa Посмотреть сообщение
    Кстати, много приходится на реле РГ.
    Что мешало бистабильные поставить?

  18. Частый гость
    Автор темы
    Аватар для Chaa
    Регистрация
    23.08.2006
    Адрес
    Курган
    Сообщений
    119

    По умолчанию Re: Транспорт, ЦАП и усилитель NEO

    Цитата Сообщение от ass77 Посмотреть сообщение
    Т.е. После таймаута 15мин. отдается команда снижения частоты процессора?
    Пока план такой. Частота может снижаться с 1 ГГц до 480 МГц. Для этого использую cpufrequtils.

    Сейчас померил еще раз с установленным и работающим Volumio. При работе Neo Air потребляет в районе 200 мА (воспроизведение веб-радио). Если ничего не делает, то потребление примерно 160 мА. Когда снижаю частоту процессора, потребление снижается до 130-140 мА.

    Цитата Сообщение от ass77 Посмотреть сообщение
    Есть наработки в этом плане? Производились замеры потребления, нагрева, стабильности работы? Сетевуха нормально в этом состоянии работает? И самое главное, возврат к нормальной работе проверялся?
    После снижения частоты процессора на глаз все работает примерно так же, тормозов не заметно. Обратно частота повышается без проблем.

    Как дела обстоят со стабильностью буду выяснять на практике. Пока только вторые выходные вожусь с аппаратом.

  19. Частый гость
    Автор темы
    Аватар для Chaa
    Регистрация
    23.08.2006
    Адрес
    Курган
    Сообщений
    119

    По умолчанию Re: Транспорт, ЦАП и усилитель NEO

    Во вложении проект KiCad, схемы и герберы. Может кому-то пригодится.

    Из недостатков.
    На плате неудобные посадочные площадки под кварцевые генераторы, запаивать без фена очень неудобно.
    Посадочные места под корпуса TO-92 тоже не очень, сейчас выбрал бы другие.

    Работа над ПО пока идет.
    Вложения Вложения
    • Тип файла: zip neo_v1.zip (1,37 Мб, Просмотров: 29)

  20. Частый гость
    Автор темы
    Аватар для Chaa
    Регистрация
    23.08.2006
    Адрес
    Курган
    Сообщений
    119

    По умолчанию Re: Транспорт, ЦАП и усилитель NEO

    Текущее состояние работы над ПО: звук работает, комбинированная регулировка громкости работает.
    Bluetooth победить пока не удалось.

    В файле linux-5.4.zip исходный код драйвера.
    В файле platform-armbian.zip драйвер добавлен в https://github.com/nikkov/platform-armbian и готов для сборки Volumio.
    Порядок сборки Volumio такой:
    Код:
    git clone https://github.com/nikkov/Volumio-Build Build
    cd Build
    Исправляем build.sh, как описано в https://github.com/volumio/Build/issues/348.
    Распаковываем архив platform-armbian.zip.
    Код:
    cd platform-armbian
    ./mkplatform.sh nanopiair
    cd ..
    ./build.sh -b armv7 -d nanopiair -v 2
    В настройках аудио в Volumio выбираем устройство NEOAMP и аппаратную регулировку громкости.
    Вложения Вложения

Социальные закладки

Социальные закладки

Ваши права

  • Вы не можете создавать новые темы
  • Вы не можете отвечать в темах
  • Вы не можете прикреплять вложения
  • Вы не можете редактировать свои сообщения
  •