Транспорт, ЦАП и усилитель NEO

[Chaa]

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:




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.

[Chaa]

Собрался с силами и доделал все, что планировал: разместил выходной фильтр на печатной плате, подключил энкодер и трехцветный светодиод, укоротил провода, заменил винты на черные.



Дописал ПО и сделал автоматическое включение/выключение. При простое более 15 минут (задается в оверлее) отключается основной трансформатор, и остается включенным только Nano Pi Neo через свой блок питания. Потребляемая мощность в таком режиме менее 1 Вт. При включении воспроизведения драйвер включает реле УМ и ЦАП, ждет появления питания и восстанавливает состояние PCM5142. Задержка выхода из дежурного режима менее 0,5 секунды практически незаметна.

Энкодер работает с помощью плагина rotaryencoder для Volumio. Менять цвет светодиода можно плагином gpio_control.

Из опыта прослушивания пришел к выводу, что шаги регулировки громкости на реле (-18 и -36 дБ) выбрал удачно. Но можно сделать и -12 и -24 дБ, будет тоже хорошо.

[maxssau]

[mr. IPS]

Как соединили землю с корпусом? В какой точке?

[Chaa]

Как соединили землю с корпусом? В какой точке?

На данный момент земля компьютера нигде с корпусом не соединяется, земля ЦАП-УМ соединяется с корпусом через резистор в 0 Ом в точке, где желто-зеленый провод от трансформатора (экран) прикручен.
Вообще, хотел попробовать разные варианты, но все нет времени.

P.S.
В данном конструктиве соединение с корпусом не должно оказывать заметного влияния, так как межблочных соединений нет, источник питания один и вся земля это полигон примерно 80 мм длинной.

[mr. IPS]

У меня похожая конструкция - Raspberry-ЦАП-УМ в одном корпусе. Если включаю в соседнюю розетку что-либо, то громкие щелчки в колонках.

[Ломатель]

Chaa, классный по реализации проект, самобытный. Очень круто!

[Chaa]

Для измерений ЦАПа из соседней ветки делал режектор, и решил померять с ним данный аппарат.

Условия измерений такие: тестовый файл 44,1 кГц 24 бит, на выходе 10 В RMS на нагрузке 5 Ом.
В PCM5142 регистр R2 "Analog Gain Control" установлен в -6 дБ, громкость в 0 дБ, оба реле включены (без ослабления).


На картинке палка 50 Гц и палки справа это наводки на режектор, без режектора их нет.

Самая большая третья гармоника получается примерно -94 дБ. Что примерно как в даташите (-93 дБ), но лучше других ЦАПов на таких микросхемах. Например, вот картинка отсюда https://www.audiosciencereview.com/f...mer-dac.10374/

В общем вывод такой: неплохо бы микросхему ЦАП получше.

[Nikkov]

Chaa, а с bluetooth есть успехи? Я тут тоже решил попробовать его поднять на air с BlueALSA, но пока без особого успеха. То firmware не с первого раза загружается, то еще что-нибудь.

[Chaa]

Chaa, а с bluetooth есть успехи? Я тут тоже решил попробовать его поднять на air с BlueALSA, но пока без особого успеха. То firmware не с первого раза загружается, то еще что-нибудь.

Так и не смог его заставить работать. У меня firmware отказывался загружаться. При этом в оригинальном линуксе 4.14 от friendlyarm все работало, а в armbian не получалось.

Вижу, сейчас в armbian появилась поддержка bluetooth, раньше я rfkill и uart3 руками добавлял.

Вот, еще посмотрите: https://github.com/armbian/build/issues/1352

[Nikkov]

Вчера получилось сдвинуться с мертвой точки, завел таки bluetooth. Естественно подключение руками через терминал, но в итоге воспроизведение пошло, только периодически пропускает пакеты. Экспериментировал на своем образе Volumio, с добавлением дополнительных dts, hciattach и devmem2, найденными на форуме armbian.

[ass77]

в итоге воспроизведение пошло, только периодически пропускает пакеты. Экспериментировал на своем образе Volumio, с добавлением дополнительных dts, hciattach и devmem2, найденными на форуме armbian.

А волумио в данном случае выступает как приемник или источник звука?

[Nikkov]

А волумио в данном случае выступает как приемник или источник звука?

Собственно софт самого волумио пока никак не задействован, плата выступает приемником. В платной версии у Volumio есть bluetooth плагин, реализующий прием звука, но без подписки его не попробовать. С айр основная засада оказалась просто запустить его bluetooth на свежем ядре, на форуме армбиан несколько сходных тем с описанием проблем, но нигде нет описаний готового решения.

[ass77]

плата выступает приемником

А реализация вывода звука с платы через bluetooth возможна? Это было бы интереснее. Реализовать мультирум, например.

[olegn77]

Добрый день, коллеги.
Я так понял что готового рабочего образа для этой системы нет. В выложенных тут архивах скрипты с устрашающими предупреждениями. Каждый сам собирает свою систему? Я хотел было попробовать повторить такой девайс.

[Chaa]

Я так понял что готового рабочего образа для этой системы нет. В выложенных тут архивах скрипты с устрашающими предупреждениями. Каждый сам собирает свою систему? Я хотел было попробовать повторить такой девайс.

Выложить образ не проблема, я не выкладывал, так как он пока был не нужен.

[Nikkov]

А реализация вывода звука с платы через bluetooth возможна? Это было бы интереснее. Реализовать мультирум, например.

Так тоже должно быть можно, но пока особо не пытался. Мне как-то больше идея качественного проигрывателя по душе, который бы, в том числе, имел возможность играть стрим с телефона. Если с этим все получится, то можно будет и с выходом поиграться.

[ass77]

стрим с телефона.

Стрим с телефона любой «утюг» может. К тому же волумио и так может стрим с телефона ловить.

[Nikkov]

Стрим с телефона любой «утюг» может

Утюг-то может, но мне хочется качественного тракта.

К тому же волумио и так может стрим с телефона ловить.

Я что-то не нашел возможности вывести, например, Яндекс.Музыку на волумио. Т.е. отдельные проигрыватели, типа BubbleUPnP могут стримить, а так, чтобы выход перенаправить, да без рутовых прав, такого пока не увидел.

В любом случае, базовая часть, что приема, что передачи через Bluetooth одна, поэтому запустив первую, можно будет сделать и вторую.

[Chaa]

К тому же волумио и так может стрим с телефона ловить.

Нормально из коробки только с айфонов через AirPlay.
Для андроида, как уже сказали, нужен root, чтобы выводить любой звук через DLNA. Это очень неудобно.

Лично мне хочется выводить звук с телевизора, и для моего телевизора только один вариант - Bluetooth.

[ass77]

С яблоком действительно проблем нет. По андроидам, честно говоря, не большой специалист, но вроде есть приложения, которые передают звук в формате эирплэй других андроид-приложений.