Универсальный (почти) контроллер для ЦАПов и ES9038Q2M DAC
Модуль управления ЦАПом.
Данная плата была сделана как вспомогательная, для отладки и проверки нескольких модулей ЦАПов, работающих в программном режиме.
Построен он на процессоре STM32L151C8T6A, возможно также применение любых других, совместимых по ногам микроконтроллеров (L151CB, F103C8 и т.п.).
Программной памяти даже с С8 более чем достаточно для размещения фирмваре и (опционально) бутлоадера (хотя на имеющихся платах стоят CB, c большей памятью)
На плате есть 3 входа:
1) I2S, с сопутствующими сигналами управления (Mute, PCN/DSD, Scale4/48).
Сигнал MCLK является выходом модуля управления и служит для тактирования I2S-источника (USB и т.п.), но если не устанавливать некоторые детали на плату и запаять соотв. перемычки - можно использовать MCLK и из источника.
Предусмотрена подача 3.3в на разъем I2S, для питания изоляторов гальванической развязки и сигнала разрешения выхода, если таковые требуются.
Расположение и цоколевка разъемов I2S предназначены для USB-транспорта xVeloci (xV), но при соответствующем подключении могут, разумеется, использоваться и другие.
2) TOSLINK, приемник расположен на плате.
3) SPDIF (Coax) - на плате имеется 2-х контактный разъем для подключения RCA или XLR разъемов (в последнем случае, нужно изменить номиналы нескольких резисторов на плате).
Выходы: - два 2-х контактных разъема (L и R)для подключения RCA. Для обеспечения бесшумности работы, выходы закорачиваются контактами реле на землю.
Почему RCA разъемы (SPDIF Coax и L/R выходы) не расположены прямо на плате, как в других конструкциях? Чтобы не "раздувать" ширину платы контроллера.
Питание:
1) Цифровое питание 5В, служит для питания процессора, изоляторов развязки I2S, приемника Toslink, усилителя-формирователя SPDIF Coax, тактовых генераторов, реле, а также - цифровой части ЦАПа.
Для питания различных узлов платы, используются отдельные 3.3в малошумящие стабилизаторы.
2) Двуполярное аналоговое питание - используется для питания операционных усилителей и аналоговой части ЦАПа, через двуполярный малошумящий стабилизатор (с управлением вкл/выкл процессором контроллера). На самой плате контроллера не используется.
3) Аналоговое питание 5В - опциональное, может использоваться для питания аналоговых цепей ЦАПа. На самой плате контроллера не используется.
Индикация и управление.
Для большей универсальности, на плате предусмотрено несколько разъемов, для подключения органов управления и индикации:
1) Разъем Control-1. Самый простой вариант управления - три кнопки выбора входа и три светодиода, индицирующие включенный вход.
Для удобства на разъеме присутстует питание 3.3в и вход фотоприемника ИК ДУ.
2) Разъем Control-2. К нему можно подключить матричный светодиодный индикатор, OLED/TFT-дисплей, потенциометр регулировки громкости, кнопку выбора входа (перебор по кругу, 1-2-3-1-2..),. Также присутстует вход фотоприемника ИК ДУ.
Может использоваться как самостоятельно, так и вместе с Control-1. Все возможные комбинации описать невозможно, их много. Например - управление входами и их индикацией с Control-1, а индикация семпл рейта и управление громкостью - с Control-2.
3) Отдельный разъем IRС, для подключения фотоприемника. Иногда его удобнее иметь отдельно.
Дополнительные разъемы:
1) SWD - программирование процессора и отладка.
2) DFU - опциональное подключние по USB к компьюьеру, для USB-бутлоадера.
Тактовые генераторы.
На плате контроллера расположены два тактовых генератора:
1) Двухчастотный (44х/48х) осциллятор, предназначен для подачи сигнала MCLK на источник I2S. Для универсальности, предусмотрена установка делителя на 2 (например - имеются качественные осцилляторы на 1024fs, а источник требует 512fs). Возможна также подача этого сигнала на ЦАП.
2) Дополнительный осциллятор, служит для генерации сигнала MCLK только на ЦАП. Предназначен для ЦАПов со встроенным ASRC (например ES9038Q2M, и других).
----------------------------------------------------------------------------------------------------
Блок-схема устройства:
Несколько фоток.
Это сама плата 1-й версии, я сделал несколько косметических доработок, будет версия 1.1
Это пример, как оно выглядит в сборе с USB транспортом xV и одним из модулей ЦАП, М1293 на ESS:
А это с модулем М93 от ATDAC-93 (точнее там оба на фотке, но подключен М93):
Надеюсь, теперь понятно - почему не хотелось увеличивать ширину платы? В сборе с xV и таким модулем ЦАПа, общая ширина 140мм. Поставить на плату еще три RCA (вход коаксиала и два выхода) - это увеличить ее до 200мм. Получается болшая диспропорция между шириной-длиной-высотой если делать готовую конструкцию в корпусе. Тогда как по высоте есть запас - ее больше будет определять блок питани, точнее его трансформатор(ы). Ну и вторая причина - каждый может поставить панельные RCA по своему вкусу - с родиевым порытием, окропленые мочей китайской девственницы, одобренные Святым Сундуком и пр.
------------------------------------------------------------------------------------------------
Это пример управления - платка Control-1 на куске макетки, в качестве Control-2 тут я прицепил платку управления от ATDAC-92:
Потребление платки довольно маленькое - сама она без индикации - 30мА при включенном входе тослинк и 40мА при включенном спдифе и наличии сигнала!
Без сигнала - 80мА. Дело в том, что используемый усилитель-формирователь работает очень хорошо, но имеет один недостаток - при отсутствии сигнала много кушает. Поэтому когда спдиф не используется, вход усилителя закрачивается на общий через небольшой резистор, тогда он ничего не жрет.
Для примера - с подключенным USB-транспортом (xV) и ЦАПом на ES9038Q2M, потребление 150-160мА.
Это все про цифровое +5в.
Аналоговое питание на плате контроллера не исоплзуется, так что- тут от ЦАПа зависит. Вышеупомянутый ЦАП на ES9038Q2M потребляет примерно по 20-30мА в каждом плече.
Evaluation версия прошивки cделана под управление ES9038Q2M и индикатор от ATDAC-92, без ДУ, но достаточно легко переделывается под что-то другое. А при приложении некоторых усилий можно впихнуть и енкодер, и ДУ, и другие плюшки.
Добавил герберы для последней версии платы (1.1), по некоторым причинам, плату 1.0 (ту что на фотках) мне распостранять не хочется.
Но(!) - по этим герберам плата еще не делалась.
Можете рискнуть, изменения там чисто косметические, поэтому я не ожидаю проблем. Ну или для увереннсти, можете подождать, пока я сделаю (при моем расписании - недели через 2-3, не раньше).
Добавил уже скомпилированную прошивку, в HEX, BOM и монтажку.
Продолжение следует...
Ответить с цитированием
Сообщение от maxssau
Социальные закладки