Мой первый ЦАП, DIR9001+AD1853

[AntonioFD]

Здравствуйте!

Решил собрать свой первый ЦАП. В основе DIR9001 и AD1853. Особых амбиций нет, планируется даташитное включение или около того, выхлоп на ОУ. На примере такой конструкции хочется понять, как оно работает, первично погрузиться в вопрос, получить первый опыт. Ну и на выходе поиметь надежную рабочую конструкцию с неплохим звучанием.

Устройство будет состоять из трех плат:
- приемник,
- ЦАП с обвязкой и
- выхлоп,

чтоб можно было при желании потом сделать вход от ЮСБ или поэкспирементировать с выхлопом (без ООС и пр.).
На данный момент читаю форум, изучаю даташиты. Нарисовал схему приемника, начинаю разводить в спринте под него платку для ЛУТ.
Возникло несколько вопросов по DIR9001, на которые не нашлось ответов в прочтенном материале.

1. Что такое "аналоговая земля" у этой микросхемы, если она работает исключительно с цифровыми сигналами на входе и выходе? Есть ли какие-то особенности соединения аналоговой и цифровых земель в данном случае?

2. При соединении логического выхода "emphasis" у DIR9001 с соответствующим входом AD1853 получится ли их корректная совместная работа? Насколько я понял, логические уровни 3.3 В и 5 В получатся согласованы, т.к. у 1853 по даташиту V-HI должно быть больше 2.4 В. Но будет ли так происходить задействование встроенного фильтра в 1853 при установке уровня HI от 9001, или же его включение происходит иначе? Аналогичное недопонимание есть с подачей сигнала "error" от 9001 на "mute" у 1853 с целью заглушать выход ЦАП в случае ошибок на применике.

3. Насколько оправдано и разумно применение логической микросхемы для коммутации между оптическим и коаксиальным входом? Чем это лучше или хуже простого переключения тумблером между разъемами? Честно говоря, эту часть схемы с 74HC00 я перерисовал с готовой конструкции из сети, но не до конца понимаю, как именно происходит там переключение сигналов.

Буду рад ответам, а так же любым советам и замечаниям.

[Pest]

1. Это земля внутренней ФАПЧ, к ней подключаются элементы фильтра ФАПЧ, затем это заводится на общую землю как можно ближе к DGND микры.
2. Уверены что нужно делать эту функцию? Компакт дисков с "преэмфазисом" очень мало, на сколько я знаю. Мне такие не попадались.
3. Схема на 74HC00 рабочая, это простые И-НЕ элементы, как работает станет понятно при взгляде на таблицу истинности в даташите.
4. Выхлоп отдельно для этого цапа делать совсем не стоит, лучше делать на одной плате.

[AntonioFD]

Спасибо!

1. Это земля внутренней ФАПЧ, к ней подключаются элементы фильтра ФАПЧ, затем это заводится на общую землю как можно ближе к DGND микры.

На плате нарисовал их соединение прямо под корпусом 9001, благо ноги AGND и DGND друг напротив друга. А будет ли полезно залить пятно платы под 9001 сплошным земляным полигоном?

2. Уверены что нужно делать эту функцию? Компакт дисков с "преэмфазисом" очень мало, на сколько я знаю. Мне такие не попадались.

Я если честно никогда не исследовал наличие эмфазиса на записях Но если реализация функции потребует просто добавить пин на колодку и проводок на шлейф между платами, то почему не добавить? Если нужно какое-то сложное решение, то скорее всего откажусь.

Как работает логика переключения входов постараюсь разобраться.

А чем плох выхлоп на отдельной плате? Соединять платы можно например не шлейфом, а краевым разъемом (слотом), чтоб минимизировать длинну проводников.

[Pest]

А будет ли полезно залить пятно платы под 9001 сплошным земляным полигоном?

Не помешает.

Я если честно никогда не исследовал наличие эмфазиса на записях Но если реализация функции потребует просто добавить пин на колодку и проводок на шлейф между платами, то почему не добавить? Если нужно какое-то сложное решение, то скорее всего откажусь.

Да нет, ничего сложного, просто смотрите какой логический уровень активен на выходе ДИР и на входе ЦАП. Если не совпадают можно поставить инвертор на транзисторе с ОЭ.

А чем плох выхлоп на отдельной плате? Соединять платы можно например не шлейфом, а краевым разъемом (слотом), чтоб минимизировать длинну проводников.

Токовые выходы ЦАП самое чувствительное к наводкам место. По этому не желательно отдалять i/u каскад от выходов ЦАП.
Если все таки решите делать на отдельной плате, то соединяйте пайкой и как можно более коротким соединением. Можно например использовать стандартные двухрядные иголки с шагом 2.54 которые с обоих сторон впаиваются в соответствующие платы.

Рекомендую ознакомиться с этой темой https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=59390, там можно посмотреть на правильную схемотехнику и разводку для AD1955, во многом аналогичной 1853.

[AntonioFD]

3. Схема на 74HC00 рабочая, это простые И-НЕ элементы, как работает станет понятно при взгляде на таблицу истинности в даташите.

Даташит посмотрел, с логическими связями между входами и выходами понятно. Я правильно понял, что в каждом из 4 логических элементов на выход Y подается не просто напряжение V-hi или V-low в зависимости от состояние входов, а это выходное напряжение берется именно с соответствующего входа (а не с питания Vcc например)? Благодаря этому и происходит коммутация?


А какие минусы могут быть у использования простого двухканального переключателя, типа такого: http://lib.chipdip.ru/080/DOC001080254.pdf ? Насколько вообще подобные логические микросхемы на пути цифрового сигнала могут повлиять на его параметры (на форму фронтов, джиттер и пр..)?

[Alex]

Я правильно понял, что в каждом из 4 логических элементов на выход Y подается не просто напряжение V-hi или V-low в зависимости от состояние входов, а это выходное напряжение берется именно с соответствующего входа (а не с питания Vcc например)?

Нет, не правильно.

Насколько вообще подобные логические микросхемы на пути цифрового сигнала могут повлиять на его параметры (на форму фронтов, джиттер и пр..)?

Могут как улучшить, так и ухудшить.
У DIR9001 джиттер 50пс, это конечно в 4 раза лучше чм у старья типа CS8xx, но оно все же существенно больше, чем джиттер, вносимый логическими элементами.

[AntonioFD]

Спасибо!

Нет, не правильно.

При разомкнутом ключе 3Y=2B или 3Y=4А?

[Alex]

Я такие картинки не понимаю, я или по схеме, или по логическим уравнениям.

74хх00 это 4 элемента 2И-НЕ, выход равен 0 когда на обоих входах 1, приостальных комбинациях на входе - на выходе 1, т.е.:
00->1
01->1
10->1
11->0

Если два входа соединены вместе - имеем просто инвертор 0->1, 1->0.
А напряжения на выходе, естественно берутся с VCC/GND, т.к. на выходе там обычный пушпульный каскад на 2-х транзисторах.

[AntonioFD]

00->1
01->1
10->1
11->0
Если два входа соединены вместе - имеем просто инвертор 0->1, 1->0.
А напряжения на выходе, естественно берутся с VCC/GND, т.к. на выходе там обычный пушпульный каскад на 2-х транзисторах.

А что происходит с выходами, когда на логические входы элементов подаются сигналы с коаксиального и оптического входов SPDIF?

[Pest]

А что происходит с выходами, когда на логические входы элементов подаются сигналы с коаксиального и оптического входов SPDIF?

Все точно так же, согласно таблице состояний.

[AntonioFD]

Все точно так же, согласно таблице состояний.

Мда, не сразу сообразил, что цифровой сигнал тут и выступает как последовательность состояний H и L.
Получается так?

То есть микросхема 74HC00 как бы заново формирует сигнал из питающего её напряжения получается?

[Alex]

А что происходит с выходами, когда на логические входы элементов подаются сигналы с коаксиального и оптического входов SPDIF?

С коаксиального подавать напрямую вообще нельзя - там уровень пол вольта. На логические элементы надо подавать цифровой сигнал с определенными уровнями, чтобы V0<V0max и V1 >:V1min.
У оптических приемников, выход логический, его подавать можно. Что будет на выходе - согласно таблице истинности, которую я условно уже выше показывал.

То есть микросхема 74HC00 как бы заново формирует сигнал из питающего её напряжения получается?

Еще раз - на выходе 74хх - 2-х тактный выходной каскад, когда на выходе "1" - открыт верхний транзистор. и соединяет выход с VCC, когда на выходе "0" - открыт нижний транзистор, и соединяет выход с GND.
Это так, "на пальцых", транзисторы могут быть биполярные и полевики (у 74HCхх - полевики, у просто 74хх - биполяры, и в эмиттере верхнего транзистора еще резистор стоит).

[AntonioFD]

С коаксиального подавать напрямую вообще нельзя - там уровень пол вольта. На логические элементы надо подавать цифровой сигнал с определенными уровнями, чтобы V0<V0max и V1 >:V1min.
У оптических приемников, выход логический, его подавать можно. Что будет на выходе - согласно таблице истинности, которую я условно уже выше показывал.

Еще раз - на выходе 74хх - 2-х тактный выходной каскад, когда на выходе "1" - открыт верхний транзистор. и соединяет выход с VCC, когда на выходе "0" - открыт нижний транзистор, и соединяет выход с GND.
Это так, "на пальцых", транзисторы могут быть биполярные и полевики (у 74HCхх - полевики, у просто 74хх - биполяры, и в эмиттере верхнего транзистора еще резистор стоит).

Alex, спасибо! Я вроде разобрался со всем этим. В моей схеме на 74HC00 сигналы подаются с оптического приемника torx179 и с траннсивера ADM1485. Они оба имеют напряжения на выходах, удовлетворяющие условиям для корректной работы логики 74HC00 (Vcc=5V с теми же ограничениями для V_low и V_hi). И как появляется нужный сигнал на выходе 74HC00 в данном включении тоже разобрался.

Я просто вначале мыслил слишком в лоб, думая что внутри микросхемы происходит обычная коммутация входов на выходы. Но сейчас вопрос снят. Хотя осталось легкое недоумение, чем хуже поставить вместо всего этого простой свитч?

[Pest]

Хотя осталось легкое недоумение, чем хуже поставить вместо всего этого простой свитч?

Скорее всего только тем, что не везде просто достать, а логика есть в любом радиомагазине. Если свитч удовлетворяет по скорости и напряжениям, то почем бы и нет.

[Alex]

Я просто вначале мыслил слишком в лоб, думая что внутри микросхемы происходит обычная коммутация входов на выходы. Но сейчас вопрос снят. Хотя осталось легкое недоумение, чем хуже поставить вместо всего этого простой свитч?

У меня в этом месте и стоит свитч 74LVC1G97.

[AntonioFD]

Развел плату приемника для ЛУТ, односторонняя, 75х65 мм. Верхний слой фольги целиком под землю, планирую соединять с нижним в одной точке у ноги GND стабилизатора 7805. Естественно, не прошу проверять коммутацию, но было бы полезно услышать общие замечания и оценки.
--
Здесь подсветил землю:

[Pest]

Верхний слой фольги целиком под землю, планирую соединять с нижним в одной точке у ноги GND стабилизатора 7805.

Так от полигона почти не будет пользы. Полигон нужно использовать именно как проводник общей шины. Все концы которые на плате должны быть подключены к земле - подключаются к этому полигону напрямую или кротчайшими путями.

[AntonioFD]

Так от полигона почти не будет пользы. Полигон нужно использовать именно как проводник общей шины. Все концы которые на плате должны быть подключены к земле - подключаются к этому полигону напрямую или кротчайшими путями.

Переделал. Разделил несколько участков земли на плате и вывел их на второй слой металлизированными отверстиями. Заодно так можно избавиться от выводной индуктивности L4 в пользу бусины 1206. Смущает только, что в домашних условия переходные отверстия будут реализованы довольно колхозно.

[наблюдатель]

Если хочешь сделать нормальную гальваническую развязку(в данном случае вход RCA для S/PDIF) никогда не подводи близко любые проводники разделяемых этой самой развязкой ближе, чем 5мм, а лучше и еще дальше! Неплохо еще предусмотреть на всякий случай установку конденсатора между общими проводами платы и входом S/PDIF). Так, что земляной полигон около разъема RCA не нужен и дорожку питания тоже подальше от лап трансика.

[Alex]

Неплохо еще предусмотреть на всякий случай установку конденсатора между общими проводами платы и входом S/PDIF).

И параллельно ему резистор, мегом.
Без этой RC цепочки - возможны сбои при включении света/холодильника и т.п.