Страницы

пятница, 13 февраля 2015 г.

Приёмник сигналов S/PDIF



Довольно часто в моей практике встречается задача подключения устройства с оптическим входом TOSLINK к источнику с коаксиальным выходом S/PDIF. Когда у меня на столе появляются магнитолы с уже переделанными входами, я часто вижу прикольную картинку:
Иногда такое безобразие даже работает. Мало того, авторы утверждают, что хорошо работает.
Я перечислю три ошибки:
1)    Нет согласования кабеля с приёмником. Высокочастотный сигнал S/PDIF передаётся не по аудио кабелю, а по коаксиальному кабелю с волновым сопротивлением 75 Ом. Такое подключение аналогично антенному соединению в телевизоре. Отсутствие входного резистора 75 Ом вызывает отражение сигнала от входа магнитолы и выбросы на импульсах сигналов. В телевизоре это видно как «раздваивание» изображения.
2)    Уровни сигналов в S/PDIF кабеле +-0,5 В. Конечно, отсутствие нагрузочного резистора на входе увеличит амплитуду сигнала примерно вдвое, но это совсем не логические уровни 0…5В, которые нужны для корректной работы логической микросхемы. Поэтому переключение логической микросхемы происходит непредсказуемо.
3)    Неявный, но важный момент. Входной конденсатор. Электролит применять здесь категорически противопоказано. Частота входного сигнала 1,5-5 МГц. На такой частоте электролитический конденсатор из-за внутренних паразитных связей перестаёт быть конденсатором, а работает практически как катушка индуктивности. Поэтому, на входе должен стоять керамический конденсатор ёмкостью не более 0,1 мкФ.

Долгое время я применял классическую схему на инверторах 74HCU04:

Такая схема прекрасно работает и не имеет выше перечисленных проблем. Однако, у этой схемы есть свои недостатки. Прежде всего, в микросхеме 74HCU04 шесть инверторов, и четыре не используются. Можно соединить их параллельно, умощнив выход, но это надуманное решение. Второй недостаток куда важнее – невысокая граничная частота микросхемы. Сигнал с тактовой частотой 44,1 кГц передаётся нормально, но хай-резы с тактовой частотой 96 кГц и выше передаются с ошибками.

И недавно я попробовал для приёма сигналов S/PDIF использовать приёмник RS485 SN75176:


Что в нём хорошего.
Во-первых, это специализированный приёмник сигналов, а не приспособленная для приёма логическая микросхема.
Во-вторых, он гораздо компактнее. Печатная плата 7*15мм легко прячется в термоусадочную трубку:


И в-третьих, он более высокочастотный. Фронты сигнала не затянутые и запросто проходит сигнал с тактовой частотой 96 кГц.
Мне нравится.
Запись сделал для того, чтобы самому не забыть и поделиться с другими.


47 комментариев:

  1. Илья, добрый день! Можете поделиться файликом напечатать плату?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Добрый день, Алексей. Извините, но я не сохранил проект для такой простой платы.

      Удалить
  2. Доброго. Хороший ход, 24/96 всё больше.
    Если оставлять эту плату параллельно оптическому приёмнику, что лучше коммутировать, сигнальный OUT или питание +5В? Или и то, и другое? Реле применить можно?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Коммутировать лучше выход. Потребление тока у приёмника мизерное.

      Удалить
    2. Реле можно применить любое подходящее миниатюрное.

      Удалить
    3. Можно ли подать сигнал с этой платы сразу на установленный в процессоре оптический приемник (то есть на его ногу, не выпаивая его), и отключать сигнал OUT с помощью реле, когда работает штатная оптика? Или при этом нужно обесточивать приёмник оптический?

      Удалить
    4. Реле https://www.chipdip.ru/product/trq2-5vdc-r

      Удалить
    5. всем добра радиолюбители такой вопросец у меня на фото-приемник приходит отдельный минус а не общий gnd - гнездо rca прийдется изолировать от общего gnd? С компьютером связь будет нормальной? - Можно-ли взять питание с другого ресурса с общим gnd?

      Удалить
    6. Я думаю,вы где-то ошиблись. Фотоприёмник всегда подключён к общему проводу цифровой части схемы. Для развязки земель вы можете разорвать общий провод (по схеме между C2 и 5-й ножкой микросхемы). Вход 75 ом будет изолированным от земли на ваш страх и риск.

      Удалить
    7. https://drive.google.com/file/d/18o0BatKJH9JWHdzIyAPzPBvnSA4LMOHI/view?usp=sharing вот схема моего кинотеатра - посмотрите мож я ошибаюсь - заранее благодарен

      Удалить
    8. Там земля приходит из другой платы MPEG PCB. Берите питание из точек подключения фотоприёмника.

      Удалить
    9. Илья, здравствуйте. собрал такую штуку по вашей схеме. Подключил к Clarion HX-D2 но почему-то результат "нулевой" может микросхемка бракованная или еще что - можно ли её как то проверить ?

      Удалить
    10. Проверить можно тестером - измерить напряжения на ножках, или осциллографом - смотреть сигналы на входе и на выходе.

      Удалить
    11. Илья здравствуйте.
      У меня тоже не заработало по Вашей схеме почему то. Хотя есть люди повторившие Вашу схему и у них все пучком. Поменял местами подключение 7-й и 6-й ног и всё заработало.

      Удалить
    12. Как я понял, попадается очень много поддельных микросхем, которые не работают так, как описано в даташите.

      Удалить
    13. позвольте украсть у Вас еще немного времени
      покритикуйте схему - https://drive.google.com/file/d/1tCa7deLY7JFLDqQZMBkNywRHe8vmW9US/view?usp=sharing
      трансфрматор для гальванической развязки головы от проца. трансформатор с сетьевой карты - VP8019M. свободные ноги трансформатора оставить в воздухе ?

      Удалить
    14. Использовать трансформатор сетевой карты для развязки - вполне хорошая идея, работающая уже много лет. Однако используемые методы подключения нагрузки 75 Ом для согласования передатчика вызвали у меня недоумение. По моему, достаточно подключить резистор 75 Ом к выводам трансформатора 1 и 2. Резисторы R1 и R2 отключить. И в конденсаторах C3, C4 нет необходимости - подключите трансформатор напрямую к входам 6 и 7 микросхемы. Выход микросхемы имеет логические уровни, С6 там тоже не нужен.

      Удалить
    15. Огромное Вам спасибо
      всех благ

      Удалить
  3. Здравствуйте,собрал схемку для DRX9255,сигнал подаю с плеера fiio, только почему-то работает максимум на частоте 48 кГц если выше поднять то слышны только щелчки, музыка проподает,подскажите пожалуйста что я сделал не так?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Вы уверены,что ваш DRX9255 работает с частотами выше 48 кГц?

      Удалить
    2. Доброго. Собрал плату, добавил развязывающий трансик между источником и платой. Подаю сигнал вместо оптического DRL2160 (не выпаивая), он 3,3В питается. Сначала звук есть, потом через минуту появляются заикания, и паузы становятся все больше. Через пару минут звук пропадает. Приёмником сигнала является CIRRUS CS8422CN. Нужно понизить уровень сигнала атеньюатором?

      Удалить
    3. Лучше б аналог подобрать, работающий от 3,3В. Нашел SN65HVD1782, но не дешев...

      Удалить
    4. Сергей, вы бы сначала прочитали даташит на вашу микросхему CS8422, и посмотрели на рекомендуемые схемы подключения. Тогда бы выпаяли оптоприёмник и выкинули бы этот компаратор. И сделали бы правильно.

      Удалить
    5. Спасибо. Если речь про страницу 66 даташита, то пробовал, не выпаивая оптоприемника. Напрямую от источника. Не стартует. Попробую без оптоприемника, может он и мешает...

      Удалить
    6. Откинул все ноги оптоприемника - толку ноль... Подавал напрямую коаксиал, с резистором 75Ом на землю и без. На входе в CS8422 керамика 0,2мкФ, нога 5.
      Я не волшебник, к сожалению...
      Может попробовать посмотреть, что за сигнал с оптики идет, правда осцил не очень...

      Удалить
    7. От оптоприемника показывает 0,35В, а от проигрываетля по коаксиалу выходит 0,1В примерно.

      Удалить
    8. Да, речь о странице 66. Подключать два выхода логических элементов вместе недопустимо. Без осциллографа ничего не поймёте. На входе микросхемы должен быть меандр амплитудой не менее 1В. На длительность импульсов вы не обращайте внимание, только на фронты и амплитуду. Проверьте выходной сигнал источника.

      Удалить
    9. Спасибо. Если речь про Figure 29. Receiver Mode 1 Single-Ended Input
      Circuit – Differential Mode, то так тоже пробовал. При этом сигнальная нога оптоприемника была отключена. Там на пути сигнала керамика 200 нан, может из-за неё? По даташиту ж 10 нан. Но штатной оптике работать не мешает...
      Для контроля подключаю коаксиальный выход к другому ЦАП - всё работает, проблем нет.

      Удалить
    10. Ёмкость разделительного конденсатора не важна, там частоты больше мегагерца. Важна амплитуда сигнала на входе микросхемы и фронты.

      Удалить
    11. Спасибо, понятно. Но ослик до 200К только... Странно, что с вашей платой на SN75176 не взлетело. Пробовал её на другом устройстве, подключил даже не выпаивая оптический приемник - всё работало без проблем.

      Удалить
    12. Так же пробовал на платку поставить делитель, как в даташите на CS8422, стр. 67, Figure 32. Receiver Input Attenuation – Single-ended Input
      , из расчета 5В, то есть R1 22Ом последовательно и R2 47Ом параллельно выходу SN75176 (такие номиналы под рукой были CMD). Не помогло...

      Удалить
    13. Подойдет ли THVD1452DGS ? Плату придется немного переделать, но будет универсальная штука, на напряжение 3-5В.

      Удалить
    14. Глянул даташит, должен подойти. Нет данных о работе входов с конденсаторами без постоянной составляющей.

      Удалить
    15. Спасибо. А в вашей схеме, если на входе поставить развязывающий транс типа PE65612NI, конденсаторы можно убрать? Или нужно два транса?

      Удалить
    16. И влияет ли подключение источника, + и -? есть ли смысл попробовать поменять на входе коаксиала?

      Удалить
    17. 1. С трансформатором конденсаторы не нужны. Будет похоже на схему со стр.66
      2. Полярность на звук не влияет.

      Удалить
  4. Не очень, а как узнать можно?
    До плеера использовал телефон с usb даком,тогда работало с частотой 88,выше уже тишина была

    ОтветитьУдалить
  5. Добрый день.
    Можно узнать параметры радиодеталей? Я не спец в радиотехнике и не знаю какие именно покупать.
    В чипдипе микросхемы SN75176 нескольких видов - SN75176AD, SN75176AP, SN75176BD, SN75176BDR, SN75176BP. Есть ещё SN75176ADE4, SN75176APE4 - ценой раза в 4 выше. Какую именно нужно брать?
    Тут один

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. А ещё такой вопрос, эта же схема годится и для стороны передатчика? Я собираюсь заменить Toslink гнездо на Андроид ТВбоксе, звук идёт с него на DTS ресивер, тоесть на стороне Твбокса не Toslink приёмник а Toslink передатчик. Имеет ли это значение при использовании вашей схемы?

      Удалить
    2. Нет, передатчик делается на двух резисторах и одном конденсаторе. Погуглите.

      Удалить
    3. Привет! Вы можете мне помочь? Интересует принципиальная схема передатчика (TTL-> S / pdif) с этой микросхемой SN75176. Ничего не могу найти в интернете :-( Извините за гугл переводчик!

      Удалить
    4. Для передатчика не нужна SN75176. Используйте стандартную схему на 74HCU04.
      https://radiopages.ru/wp-content/uploads/2012/09/SPDIF-2.gif

      Удалить
  6. Здравствуйте. А порекомендуйте оптический передатчик для этой схемы. Подойдет TotX141L?

    ОтветитьУдалить