В продолжение USB цапостроения

[dortonyan]

Мой первый проект - очередной цап, выполненный по схеме USB кодек - ASRC - DS-DAC.
На этот раз применен цап от аналога AD1853.
Схемотехника в общем типовая.
Спасибо форумчанам за огромное кол-во информации и наработанных схемотехнических решений. Благодоря этому проблем с устройством практически не возникло и был получен заведомо хороший результат.
Фото платы, а так же схема в PDF прикреплены.
На первый раз не обошлось без багов:
Не удалось реализовать внутрисхемное программирование контроллера - запроектировал ему питание 3.3v, не учтя, что шьется он только на 5-ти вольтах.
В добавок мелкие но к счастью несмертельные баги разводки и шелкографии (просто по невнимательности).
Неожиданная проблема возникла только одна - разбаланс токовых выходов ЦАП, который почему-то пропадает при отключении мастерклока. Результат - +50..60мВ на выходе в обоих каналах. Как позже выяснилось - с этим столкнулся не только я и уже придуманы решения данной проблемы - обсуждение в теме ЦАП Helios153. Спасибо Ромычу за изящное решение проблемы . Зашунтировав соответствующие емкости по входам i/u преобразователей 100к резисторами постоянка была устранена, а остатки выбраны подстроечником выходного фильтра.
К сожалению не могу выложить спектры искажений - вчера накрылись входы а может и АЦП звуковушки ASUS XONAR D2 .
Скажу лишь на словах что по предварительным замерам утилитой Rmaa из комплекта звуковой карты уровень гармоник (1кГц -1Дб) USB цапа был на 8..9дб ниже ASUS-овской. Так же удалось поиграться с различной частотой дискретизации. Выяснилось, что с частотой не кратной генератору цапа уровень гармоник примерно на 3дб выше нежели с кратной.
Звук само сабой очень приятный и легкий, даже несмотря на полное отсутствие пленки. Нижний регистр очень глубокий и даже черезчур мощный, но это похоже из-за АЧХ наушников Sennheizer PX100.

Также я успел поиграться и с измерением излучаемых помех - обычной замкнутой петлей на вход ослика 150Мгц. Оказалось, что в данном диапазоне наиболее шумный прибор - сам ЦАП - 1853, ASRC давал уровень раза в полтора меньше (возможно из за более низкого напряжения питания), а PCM2706 и ADUM1400 примерно в 4..5 раз меньше. Отчего возникают некоторые сомнения в целесообразности применения гальванической развязки в схемах с DS цапами.

По случаю починки звуковухи предоставляю спектры сего изделия.

[Serge_L]

В Вашем случае АДУМ просто необходим для гальванической развязки земель ЦАПа и компа. А так, они, действительно, не нужны

Проект хороший, добротный.

[Ромыч]

Оказалось, что в данном диапазоне наиболее шумный прибор - сам ЦАП - 1853

Так и есть, ведь в нем встроен ЦФ. В некоторых промышленных цапах на микросхемы цап и ЦФ приклеивают небольшие металлические/медные пластины/круги для уменьшения излучения. Можете попробовать и сравнить. Только не на клей, лучше наверное на двусторонний автомобильный скотч.

Отчего возникают некоторые сомнения в целесообразности применения гальванической развязки в схемах с DS цапами.

Как было сказано выше, развязка от компа обязательна. В цапах развязка и с параллельними микросхемами цап не всегда оправдана, особенно когда цап делается отдельно, а не встраивается в сд-плеер.

А почему вы не сделали заодно и спдиф-вход? 2706 можно было бы перевести в работу чисто юсб/спдиф-преобразователя, затем развязка (адум 1100 или скоростная оптика, HCPL7720/23 например) и спдиф-приемник, DIR9001 например. А с его выхода уже на АСРЦ. Я делал оба варианта, последний мне показался заметно лучше и сейчас трудится у другого человека.

В целом же проект в любом случае хороший, мои поздравления.

[Alex]

Не удалось реализовать внутрисхемное программирование контроллера - запроектировал ему питание 3.3v, не учтя, что шьется он только на 5-ти вольтах.

А какие проблемы? У тебя же даже джампер предусмотрен, SW4, который пику питание отключает от 3в регулятора!
Просто нужно к нему VCC от программатора подключать.

P.S. Ну там еще два резистора надо добавить, ом по 300, между 6-7 ногами пика и ADшкой (сигналы D1,D2).

[dortonyan]

Спасибо всем за хорошую оценку проекта, потрудится пришлось прилично, несмотря на его простоту.

А какие проблемы? У тебя же даже джампер предусмотрен, SW4, который пику питание отключает от 3в регулятора!
Просто нужно к нему VCC от программатора подключать.

В общем то так и шил. Но все равно лажево получилось. Кстати, возможно из-за отсутствия резисторов между контроллером и цапом наблюдается нестабильность конфигурации при включении, но это уже буду пробовать исправлять программно.

А почему вы не сделали заодно и спдиф-вход?

Для первого проекта было стремновато, да и сроки поджимали - надо было отправлять гербера на изготовление. Хотя, как выяснилось все совсем не страшно и вполне надежно. При первых испытания устройство чего только не натерпелось, даже перепутанной полярности в питании генератора. А в экспериметнах с частотой дискретизации менял генераторы прямо на ходу - из панельки.

Забыл упомянуть еще одну интересную штуку. MELF резисторы для аналоговых цепей подбирал в пары из 1% до разброса менее 0,01..%. Точнее не позволяли шумы мультиметра, а также изменение номинала при нажатии щупами на выводы резистора - полагаю номинал уплывал из-за деформации резистивного слоя. Когда через некоторое время сделал посторные замеры на плате - оказалось, что разброс между несколькими из пар увеличился до 0.1..0.2% - вероятно из-за перегрева во время пайки. Судя по этому для точного подгона резисторов в пары (точнее 0.1%) желательно использование выводных резисторов или же очень акуратная пайка с равномерным и умеренным нагревом.

[Ромыч]

MELF резисторы для аналоговых цепей подбирал в пары из 1% до разброса менее 0,01..%.

Тогда надо и конденсаторы в фнч подбирать, иначе от точности резисторов толку немного. Хотя направление верное, я тоже подбираю в пары/четверки и резисторы, и конденсаторы.

[shkal]

Подбирать резисторы 1% до точности 0.01% абсолютно бессмысленно - посмотрите в даташитах на резисторы уходы из-за пайки, старения, влажности и т.д.

[And$er]

dortonyan, а каким САПРом Вы пользовались для разводки платы/рисования схемы?

[dortonyan]

Подбирать резисторы 1% до точности 0.01% абсолютно бессмысленно - посмотрите в даташитах на резисторы уходы из-за пайки, старения, влажности и т.д.

Полностью согласен - сам убедился. Но теоретически чем точнее тем лучше, да и стареть резисторы будут примерно одинаково. Выпускают же буржуи резисторы 0.01% резисторы в обычных корпусах без всяких герметизированных извратов, но там коонечно уже не те мелфы.

---------- Добавлено в 20:39 ---------- Предыдущее сообщение в 20:39 ----------

dortonyan, а каким САПРом Вы пользовались для разводки платы/рисования схемы?

Altium Summer 09

---------- Добавлено в 20:43 ---------- Предыдущее сообщение в 20:39 ----------

Тогда надо и конденсаторы в фнч подбирать, иначе от точности резисторов толку немного. Хотя направление верное, я тоже подбираю в пары/четверки и резисторы, и конденсаторы.

Так и делал, но уже прибором с гораздо меньшей точностью - портативным мультиметром.

[Alex]

Кстати, возможно из-за отсутствия резисторов между контроллером и цапом наблюдается нестабильность конфигурации при включении,

Нет, этого не может быть. При работе эти резисторы не нужны. А вот программировать могут мешать.

Судя по этому для точного подгона резисторов в пары (точнее 0.1%)

нужно использовать 0.1% резисторы только и всего

Правда, для данного применения это дает примерно столько-же "точный подгон" направления проводочков...
1% вполне достаточно.

желательно использование выводных резисторов

Боже упаси!

---------- Добавлено в 22:25 ---------- Предыдущее сообщение в 22:14 ----------

Подбирать резисторы 1% до точности 0.01% абсолютно бессмысленно - посмотрите в даташитах на резисторы уходы из-за пайки, старения, влажности и т.д.

А люди классику не читают - эта фраза была написана у Хоровитца с Хиллом в известной книжке ~30 лет назад....

Выпускают же буржуи резисторы 0.01% резисторы в обычных корпусах без всяких герметизированных извратов, но там коонечно уже не те мелфы.

"Не ту" - это какие?
Мэлфы 0.01% в самом деле не попадались, да и вообще мэлвы паять неудобно, а вот самые обычные 0805 - сколько угодно.

[dortonyan]

Нет, этого не может быть. При работе эти резисторы не нужны. А вот программировать могут мешать.

Вот и я решил что при работе не нужны, а для внутрисхемного программирования они необходимы только если не подано питание на цап, как и в случае с любой цифровой схемой с защитными диодами на входах. Проверено - с питанием проблем с прогаммированием 1853 нет, без питания соответственно ничего не выходит.

"Не ту" - это какие?
Мэлфы 0.01% в самом деле не попадались, да и вообще мэлвы паять неудобно, а вот самые обычные 0805 - сколько угодно.

у Vishay UMA0204 - 0.02% - не 0.01 но того же порядка, вроде у Yageo выводные тоже встречал, правда там с точностью лучше 0.1% только под заказ - и так находил у нескольких производителей, правда не помню конкретно.... А вообще это экзотика и на нее не претендую. Ну была возможность выбрать с точностью 0.01 - это не напряжно - из десятка 1%-ков - 1..2 пары, почему и нет?

Боже упаси![COLOR="Silver"]

Не хочется влезать в полемику по резистрам, просто любопытно чем не угодны выводные?

[Alex]

Не хочется влезать в полемику по резистрам, просто любопытно чем не угодны выводные?

Большая индуктивность, много места занимают, да и вообще паять неудобно и долго. Я не только резисторы, но и все детали ставлю не СМД только когда нет возможности СМД поставить.

P.S. Как ты понмимаешь, выводных резисторов я за последние лет 35 с лишним напаялся вдоволь.

Проверено - с питанием проблем с прогаммированием 1853 нет, без питания соответственно ничего не выходит.

Так программируй с питанием. Я там вообще не понял зачем ты пикушку от 3-х вольт запитал ?

[Djemshut]

Ну была возможность выбрать с точностью 0.01 - это не напряжно

с типовым для 1% резисторов PPM 100- смысла не имеет никакого.

[dortonyan]

Так программируй с питанием. Я там вообще не понял зачем ты пикушку от 3-х вольт запитал ?

Дык так и делаю. И вообще не вижу в этом особой проблемы кроме неудобства программирования - просто не удалось реализовать задуманное внутрисхемное программирование акуратно с выводом на разьем.
А питание 3.3V необходимо т.к. контроллер вместе с цапом ресетит и ASRC, запитанный 3.3V по портам.

[Alex]

А питание 3.3V необходимо т.к. контроллер вместе с цапом ресетит и ASRC, запитанный 3.3V по портам.

Так не проще было согласовать по уровню ресет на ASRC, и пикушку от +5 питать? Например поставить пулап на +3в, а вывод пикушки переключать не 1/0 а Inp/0 ?

И вообще не вижу в этом особой проблемы кроме неудобства программирования

Для домашней любтельской конструкции - сойдет. У меня-то в основном все серийное.

[Serge_L]

вывод пикушки переключать не 1/0 а Inp/0 ?

Спасибо, Саш, взял на вооружение.... Не дошел сам до этого...

[dortonyan]

+1
Замечательное решение - сам не до......

[Alex]

Вообще-то, это стандартное решение, когда надо сделать выход с открытым коллектором (дрейном) - в порт выводится всегда "0", а переключение осуществляется переключением направления. Если стоит на вывод, то тот "0" и присутствует на пине. Если стоит на ввод - это Z-состояние, т.е "1" для ОК.

К примеру - программный I2C по другому правильно и не сделаешь.

Спасибо, Саш, взял на вооружение...

Пожалуйста

Посмотри еще тут: http://altor1.narod.ru/Articles/USEPIC_P.pdf может еще чего полезного найдешь. Там, кстати. и про "витруальный октрытый сток" написано.

[Delta213]

Неожиданная проблема возникла только одна - разбаланс токовых выходов ЦАП, который почему-то пропадает при отключении мастерклока. Результат - +50..60мВ на выходе в обоих каналах. Как позже выяснилось - с этим столкнулся не только я и уже придуманы решения данной проблемы - обсуждение в теме ЦАП Helios153. Спасибо Ромычу за изящное решение проблемы . Зашунтировав соответствующие емкости по входам i/u преобразователей 100к резисторами постоянка была устранена, а остатки выбраны подстроечником выходного фильтра.

Пожалуйста ткните меня носом в решение этой проблемы чета я не найду. Лежит спаянный цап на 1853, а сама 1853 еще не доехала, может и у меня постоянка будет.

[azzar]

Пожалуйста ткните меня носом в решение этой проблемы чета я не найду. Лежит спаянный цап на 1853, а сама 1853 еще не доехала, может и у меня постоянка будет.

Тема https://forum.vegalab.ru/showthread....-ЦАП-Helios153 пост №21. На схеме топикстартера резисторы R64 и R67. Кстати R67 на схеме поключен правильно ? Мне кажется он должен подключаться аналогично R64 к одному из инвертирующих входов U5A или U5B.