ЦАП на базе AD1853

[Deus-Ex]

Здравствуйте, собрался сделать USB-ЦАП , набросал схему, выхлоп взял как у DAC Picardian chord, больше всего интересует питание и обвязка AD1853.
В схеме 22*6,3 и 10*16 - это тантал.
http://ifolder.ru/25176544

[Mic Dragon]

Интересный проект. Сам на 1853 делал I/U по мотивам Пикардиана - понравилось. Схему надо курить, завтра гляну подробнее, пока первые впечатления.
1. Дроссели между землями - спорный вопрос, есть опасность вышибить 1853, уже обсуждалось на форуме. Особенно с учетом компьютера с его импульсным питанием и отсутствием гальваноразвязки. И вобще у Вас там пока путаница с землями.
2. Подтягивающие резисторы на выходах 1853 нужно подключать к плюсу питания, но если есть запас по амплитуде на выходе ОУ, то можно обойтись совсем без них. (При питании +-5вольт - нельзя.) И если уж подключать к плюсу то не помешает RC-фильтр, один перед всеми четырьмя, поскольку через них активно лезет помеха с питания. На вход опоры 8139 подавать не землю а опору с 14 ноги 1853. Вообще, внимательнее изучите выход этой микросхемы, в отличие от бурр-брауна стоящего у Назара, она имеет не вытекающий а втекающий выходной ток и требует напряжение на выходе не 0 а примерно +2,7 вольта. При этом она также дает существенно меньший выходной ток, так что имеет смысл пересчитать номиналы в I/U. А вот заменять ее на имеющую больший ток 1955 не рекомендую категорически - 1853 звучит существенно лучше.
3. Стабилизатор аналогового питания 1853 питать от выпрямителя аналоговой части схемы. Небольшой перекос по потреблению не страшен, неодновременная подача/снятие питания тоже.
4. Ногу процессора идущую на сброс 1853 я бы через 10 кОм кинул на землю - пока процессор сброшен, его пины z-состоянии и резистор обеспечит сброс 1853 пока программа не разрешит работу.
5. Не работал с Тенором (боюсь тут Вы первый кто за него взялся), нужен ли mute с него на ЦАП? Кстати, нормальному режиму 1853 соответствует логический 0.
6. Явная опечатка - входы + 8065 соединить с точкой соединения резисторов.

Пока все, завтра посмотрю подробнее и напишу что еще я бы поправил. Пока - очень порекомендую внимательнее изучить даташит на AD1853 и примеры цапов на ее основе (Lynx D29, Helios 153 и другие).

[Candidate]

выхлоп взял как у DAC Picardian chord

...есть смысл и питание взять от Picardian.
Особенно рекомендую на RC-цепочки посмотреть.

[Deus-Ex]

Спасибо за ответы,

3. Стабилизатор аналогового питания 1853 питать от выпрямителя аналоговой части схемы. Небольшой перекос по потреблению не страшен, неодновременная подача/снятие питания тоже.

Непонятно
Путаницы земель не заметил ....
i/u пересчитал - выход RMS 6в, т.к. для AD1853 не указано Output Bias Current, взял 1,125мА, может подскажет кто какое оно?
И еще вопрос - нормально ли будет поставить для развязки земли с компьютером ADUM5000?

http://s2.ipicture.ru/uploads/20110817/h3w3TqZ8.jpg

Чуть позже заменю питание на Picardian.

---------- Добавлено в 00:32 ---------- Предыдущее сообщение в 00:07 ----------

Правильней наверное будет к +12в токовые выходы сажать
http://s1.ipicture.ru/uploads/20110818/DwRbtTZL.jpg

[Mic Dragon]

Уже лучше, но все же ряд вопросов остается.
Во-первых, Output Bias Current у AD1853 действительно 1,125 мА, размах выходного сигнала (дифференциальный peak-to-peak) 3,0 мА, что на резисторе 1 кОм дает 3/2*sqr(2)=1.06 в RMS. Внимательнее смотрите типовые схемы в даташите.
С учетом единичного коэффициента передачи последующего усилителя - столько на выходе и получите. Для стандартных 2 вольт следует брать 2 кОм. (Реально будет 2,12 , но это допустимо.) У Дмитрия Андроникова в Lynx D29 стоИт 1 кОм, но у него параллельно включены 2 канала 1853, я тоже на 2 параллельных канала брал 1 кОм и в постфильтре понижал с 2,12 до 2,0 в делителем. Вам же с 1 каналом оптимально будет именно 2 кОм.
С питанием подтягивающих резисторов от +12 и фильтром R64C24 соглашусь, но я бы взял номиналы побольше, где-то 100 ом и 100-1000 мкф. Сами резисторы при питании AD8139 +-5в следует выбирать для получения выходного напряжения близкого к нулю, при 2 ком в обратной связи и с учетом 100 ом R64 получается 3,3 ком.
Сам фильтр естественно тоже придется серьезно пересчитать. У меня наскидку в симуляторе получилось R25-R28 150 ом, R33-R36 2 ком, С33-С38 без изменений, С39-С42 2700 пф, попробуйте в симуляторе (обязательно освойте симулятор!) эти номиналы и если не понравится точнее подберите самостоятельно.
По поводу питания AD1853. Я имел в виду полное разделение питания аналоговой и цифровоу частей, на цифру должно браться напряжение на стабилизатор с общего питания цифры (С4-С7,С21) и стабилизатор должен сидеть на цифровой земле, на аналог (U7) с +12в аналога и сидеть этот стабилизатор должен на аналоговой земле, посмотрите как это сделано в D29. При этом возникает перекос по току потребления аналоговой части, но он не критичен, и возможна неодновременность подачи и снятия питания аналога и цифры что тоже допустимо.
По поводу гальваноразвязки - в данной схеме я бы ставил ее в обязательном порядке. По сигналам стоит брать высокоскоростную четырехканальную, скажем ADUM1400 или ISO7240, питание Тенора от отдельного источника, допустимо ли питание от USB - не знаю, не работал с ним, полагаю что да, это был бы самый простой вариант. Каким боком сюда нужен ADUM5000 который есть изолированный преобразователь питания - не могу догадаться.
Пока все, дерзайте.

[Deus-Ex]

Подскажите пожалуйста, что на выходе имеет AD1853

[dortonyan]

На выходе по два на канал противофазных источника тока, с размахом +/-0.75mA каждый. Эти сточники имеют потенциал 2.7V. Смотриде даташит на 1853, там все есть.
По вашей модели в симуляторе: резисторы R2, R3 - закоротить. Источники тока I1, I2 - запитать от верхнего потенциала V3, напряжение которого должно быть 2.7V.

[Deus-Ex]

Иначе быть не может?

[dortonyan]

Иначе чем что? Вроде графики все правильные.
А зачем у вас целых два дифампа? Если хотите убрать смещение 2.7V на выходе первого дифампа (U1) - используйте подтяжки R5, R6. В прочем даже без этого на выходе сумматора (U3) не должно быть постоянного смещения.
Правильную схему с подтяжками смотрите в даташите на AD1955. Там и нужные рассчеты приведены, хотя можно и в симуляторе прикинуть.
P.S.
На счет источников тока. +/-0.75mA - это переменная составляющая, кроме которой есть еще постоянная -1mA. Т.е. значения источников тока следует задать как 0.25mA to 1.75mA и 1.75mA to 0.25mA, а их направления оставить такими же.

[Deus-Ex]

Спасибо!
Как то нехорошо получается для U2

[dortonyan]

Deus-Ex, зачем такие хитрые схемы выдумываете?
Сделайте схему как в даташите на AD1955 (можно и из даташита на 1853, только подтяжки добавите) и будет вам счастье. Останется номиналы I/V и фильтра подобрать под свои нужды. Там же приведен и рассчет номиналов поддтягивающих резисторов для устранения смещения на выходе I/V-преобразователя.

[FIN_KZ]

<!--[if gte mso 9]><xml> <w:WordDocument> <w:View>Normal</w:View> <w:Zoom>0</w:Zoom> <wunctuationKerning/> <w:ValidateAgainstSchemas/> <w:SaveIfXMLInvalid>false</w:SaveIfXMLInvalid> <w:IgnoreMixedContent>false</w:IgnoreMixedContent> <w:AlwaysShowPlaceholderText>false</w:AlwaysShowPlaceholderText> <w:Compatibility> <w:BreakWrappedTables/> <w:SnapToGridInCell/> <w:WrapTextWithPunct/> <w:UseAsianBreakRules/> <wontGrowAutofit/> </w:Compatibility> <w:BrowserLevel>MicrosoftInternetExplorer4</w:BrowserLevel> </w:WordDocument> </xml><![endif]--><!--[if gte mso 9]><xml> <w:LatentStyles DefLockedState="false" LatentStyleCount="156"> </w:LatentStyles> </xml><![endif]--><!--[if gte mso 10]> <style> /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Обычная таблица"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-ansi-language:#0400; mso-fareast-language:#0400; mso-bidi-language:#0400;} </style> <![endif]--> Собрал ЦАП от Darc Abbat на AD1853. Проблема в том, что при воспроизведении музыкального сигнала амплитуда на выходе преобразователя ток-напряжение достигает 2-х вольт. Iref у меня 2,7 вольт. На выходах м/с ЦАП 5,66 вольт.
Если я правильно понял, то на амплитуда выходного сигнала зависит от RI/V и величины подтягивающих резисторов.
По формуле из даташита на ад1955:
R PULLUP= [V SUPPLY– V BIAS]/[I BIAS+(V BIAS/R I/V)]
попытался рассчитать номинал подтягивающих резисторов
(12-2,7)/(0,003+(2,7/4700))=2597,77 Ом
и не вышел на номиналы указанные в схеме.
Правильно ли я понимаю, что RI/V это по схеме R46, 47, а I BIAS 3мА?
Как понизить уровень сигнала до амплитуды 0,5-1в?
Схему преобразователя прилагаю.

[dortonyan]

амплитуда на выходе преобразователя ток-напряжение достигает 2-х вольт. Iref у меня 2,7 вольт. На выходах м/с ЦАП 5,66 вольт.

Что-то очень запутанно пишите, ничего не понять.

Если я правильно понял, то на амплитуда выходного сигнала зависит от RI/V и величины подтягивающих резисторов.

Поняли правильно, но величина этого резистора имеет ограничения как в большую так и в меньшую сторону в связи с особенностями работы ОУ. Обычно оптимальная величина 1..3К, в зависимости от выходного тока ЦАП.

По формуле из даташита на ад1955:
R PULLUP= [V SUPPLY– V BIAS]/[I BIAS+(V BIAS/R I/V)]
попытался рассчитать номинал подтягивающих резисторов
(12-2,7)/(0,003+(2,7/4700))=2597,77 Ом
и не вышел на номиналы указанные в схеме.

Все правильно, кроме Ibias, которое у AD1853 = 1mA, а не 3.
Тогда R pullup получается (12-2,7)/(0,001+(2,7/4700))=5932 Ом
Как видите на номиналы в схеме я тоже не вышел .
Свой рассчет проверил на модели в капе - все ОК. Либо в схеме неверные номиналы, либо я там че-то не догнал.
Вот сирка, можете сами побаловаться: I-U1853.CIR

Как понизить уровень сигнала до амплитуды 0,5-1в?

Зачем? Для большинства ОУ 2..3V амплитуды - вполне нормальный режим.

[FIN_KZ]

Что-то очень запутанно пишите, ничего не понять.

Извиняюсь, торопился. Постараюсь поконкретнее.
Iref - 2,7 вольт - это значит, что на ногу 2 THS4141 у меня заведено +2,7 вольт.
На выходах м/с ЦАП 5,6 вольт - это значит, что на подтягивающих резисторах и аналоговых выходах ад1853 (выводы 12,13,16,17) напряжение +5,66 вольт (при отсутствии сигнала на входе ЦАП). Это нормально или нет?

Поняли правильно, но величина этого резистора имеет ограничения как в большую так и в меньшую сторону в связи с особенностями работы ОУ. Обычно оптимальная величина 1..3К, в зависимости от выходного тока ЦАП.

Вот поэтому у меня возник вопрос, а не много ли 4,7 кОм для резистора в и/у? Если брать во внимание расчет значения амплитуды от величины этого резистора, приведенного выше, то получается выход около 5 в RMS! Или я не прав?

Все правильно, кроме Ibias, которое у AD1853 = 1mA, а не 3.
Тогда R pullup получается (12-2,7)/(0,001+(2,7/4700))=5932 Ом
Как видите на номиналы в схеме я тоже не вышел .
Свой рассчет проверил на модели в капе - все ОК. Либо в схеме неверные номиналы, либо я там че-то не догнал.
Вот сирка, можете сами побаловаться: I-U1853.CIR

Большое спасибо за уточнение и за сирку. Только я еще с капом пока не подружился.

Зачем? Для большинства ОУ 2..3V амплитуды - вполне нормальный режим.

Может оно и нЕзачем, но при таких параметрах, как сейчас, при прослушивании через наушники частенько проскальзывает эффект перегруза по входу, эдакий срыв на дребезг. А вчера я подключил его (ЦАП) к усилителю с регулятором громкости на CS3310, так при достижении определенного уровня выходного сигнала в ЦАП звук усилителя переходил в щелчки, а то и вовсе, усилитель затыкался на время. А со стационарными источниками CD, DVD у усилителя по входу ни каких проблем не было. Вот это меня и подтолкнуло провести некоторые измерения и попробовать понять работу преобразователя ток-напряжение.

И еще. Lynx как-то писал:

"Входы управления смещением выходов THS подключи не к выходу опорного напряжения ЦАПы, а к регулируемому потенциалу, так, чтобы можно было, изменяя его, установить начальный ток модуляторов ЦАПа. вычисляется этот потенциал очень просто - Uвых ths = U выхцап + I0цап * Rос,
где Uвых ths - требуемое постоянное напряжение на выходе THS
U выхцап - собственное напряжение на токовых выходах ЦАП
I0цап - начальный ток модуляторов
Rос - сопротивление обратной связи THS."

Т.е. в моем случае получается: 2,75+0,00125*4700=8,625 вольт!!! Сдается мне, что я что-то не правильно посчитал? Поправьте, плиз!

[dortonyan]

На выходах м/с ЦАП 5,6 вольт - это значит, что на подтягивающих резисторах и аналоговых выходах ад1853 (выводы 12,13,16,17) напряжение +5,66 вольт (при отсутствии сигнала на входе ЦАП). Это нормально или нет?

Ой! , конечно не нормально. У AD1853 напряжение питания 5V, поэтому более высокие потенциалы на любых ее пинах - авария. В данном случае походит на то, что сработали защитные диоды на выходах цапа и через них более высокий потенциал уходит в 5-ти вольтную шину через падение на диоде(0.66V). Проверьте внимательнее монтаж, если еще не поздно. Напряжение на этих выводах 1853 должно быть равно опорному (2.7V), т.е. тому, которое на выводе 2 THSxxxx.

Вот поэтому у меня возник вопрос, а не много ли 4,7 кОм для резистора в и/у?

Да, помоему тоже многовато. Возможно там в схеме номиналы подтяжек правильные, а резисторов в I/U - нет. В таком случае их правильные номиналы можно найти по то же формуле, выразив из нее Ri/v.

Только я еще с капом пока не подружился.

Еще подружитесь , скачать можно отсюда http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=1830943 . Очень полезная и простая програмка.

Может оно и нЕзачем, но при таких параметрах, как сейчас, при прослушивании через наушники частенько проскальзывает эффект перегруза по входу, эдакий срыв на дребезг. А вчера я подключил его (ЦАП) к усилителю с регулятором громкости на CS3310, так при достижении определенного уровня выходного сигнала в ЦАП звук усилителя переходил в щелчки, а то и вовсе, усилитель затыкался на время. А со стационарными источниками CD, DVD у усилителя по входу ни каких проблем не было. Вот это меня и подтолкнуло провести некоторые измерения и попробовать понять работу преобразователя ток-напряжение.

Уменьшение амплитуды в I/U повлечет увеличение нагрузки ОУ, что не желательно. Но ничто не мешает задать нужную амплитуду подбором номиналов фильтра-сумматора (там это можно сделать не нагружая ОУ), как обычно и делают.
К тому же, то что вы описываете больше походит на срыв в генерацию, нежели на перегрузку + превышение напряжения на 1853, че-то там не то...

Т.е. в моем случае получается: 2,75+0,00125*4700=8,625 вольт!!! Сдается мне, что я что-то не правильно посчитал? Поправьте, плиз!

Во первых, почему опять взяли Iсмещения больше, его значение - 1mA. Во вторых, как мы уже выяснили 4.7к тут многовато. В третьих, доп. подтяжками любое напряжение сводится к нулю. Ничего такого тут нет.

[ypvypv]

Уменьшение амплитуды в I/U повлечет увеличение нагрузки ОУ, что не желательно.

Добрый день.
А Вы не могли бы объяснить механизм увеличения нагрузки ОУ в I/U.
Спасибо.

[dortonyan]

А Вы не могли бы объяснить механизм увеличения нагрузки ОУ в I/U

Чем меньше номинал сопротивления, на которое нагружен выход ОУ (включая R ОС), тем больше нагрузка. Т.к. в I/U конверторе напряжение пропорционально сопротивлению, то уменьшение напряжения означает уменьшение сопротивления в ОС.

[Alex]

Чем меньше номинал сопротивления, на которое нагружен выход ОУ (включая R ОС), тем больше нагрузка. Т.к. в I/U конверторе напряжение пропорционально сопротивлению, то уменьшение напряжения означает уменьшение сопротивления в ОС.

А больше ли при этом нагрузка ОУ? Ток-то тоже самый.

[dortonyan]

Тепловая - больше. Хотя я неправильно выразился, дело не в нагрузке ОУ, а в работе ОУ на низкоомную нагрузку.
Мне видятся следующие причины: ВК ОУ работает на другом участке ВАХ, + падает входное сопротивление ВК ОУ, т.е. меняется режим работы его УН.

[ypvypv]

Как ОУ узнает что нагрузка низкоомная?
Как изменяются режимы работы ОУ I/U при уменьшении сопротивления резистора в ОС?