IP-331. Improved DAC-ADC.

IP-331. Improved DAC-ADC.

Обычно каждая новая разработка тянет за собой длинный хвост не видных стороннему наблюдателю, но необходимых дел. Вот и этот случай не исключение. Требование приёма и обработки в новых «машинах времени» потока S/PDIF 192кГц привело к покупке USB источника S/PDIF, поддерживающего 192 кГц, и апгрейда имевшихся у меня тестовых ЦАП и АЦП.

Вначале мне просто захотелось оформить в корпус верой и правдой служившие мне платы DAC и ADC, которые я сделал довольно давно. Но потребовалось принимать 192кГц поток. А это вызвало необходимость микропроцессорного управления приёмником S/PDIF. Тогда я подумал, что было бы неплохо вывести на панель индикацию принимаемой частоты, раз уж процессор есть. Но, поскольку АЦП у меня 4-х канальный, то мне захотелось сделать два выхода S/PDIF. Для одного приёмника и двух передатчиков стало жалко трёх дефицитных микросхем WM8804/8805, и я подумал, что небольшая ПЛИС с двумя передатчиками на борту меня выручит. И тут понеслось… Когда я спохватился, то увидел в руках одну плату от последней машины времени с EPM240 на борту, в которую я упрятал и индикацию, и передатчики S/PDIF, и интерфейс между WM8805 и ЦАП. Программу долго писать не пришлось – обрезал стандартную программу от IP-328 и добавил функцию для вывода принимаемой частоты на индикацию.

Конструктивно ЦАП и АЦП поместились в один стандартный корпус. Питание внешнее: +12В 0,5А. Плата АЦП закреплена на нижней половине корпуса, плата ЦАП на верхней.

 

На передней панели расположен переключатель тактовой частоты АЦП, выходы S/PDIF, входы TOSLINK и S/PDIF, селектор входов, индикатор принимаемой частоты.

На задней панели расположены входы/выходы, разъём питания и выключатель питания.

Поскольку на платах стоят преобразователи напряжения, установил их так, чтобы преобразователи меньше влияли на входные цепи. Плата приёмопередатчиков установлена возле органов управления. Соединения выполнены плоскими шлейфами. Провода от шлейфов припаяны к контактным площадкам, оставшимся от микросхемы памяти – хорошо подошёл шаг между выводами 1,27мм, соответствующий шагу шлейфа. Для передачи высокочастотных сигналов потребовалось поработать над согласованием импедансов, но всё получилось более чем хорошо.

Так как это не серийный блок, то монтаж бесхитростный, немного организовал проводку питания и всё.

Интереснее всего было доработать тестовый ЦАП на микросхеме AK4358. Это обыкновенный дельта-сигма ЦАП с восемью выходами. Я никогда не использовал больше четырёх выходов, и у меня родилась мысль улучшить отношение сигнал/шум на выходе ЦАП с помощью параллельного соединения двух каналов в один. Для этого потребовалось вдвое увеличить номиналы резисторов на выходах ЦАП и соединить перемычками после резисторов два выхода к одному после ЦАПовому фильтру. Измеренные характеристики порадовали: уменьшился не только уровень шума, но и уровень искажений.

Приведу сквозные характеристики АЦП-ЦАП и зависимость коэффициента искажений от частоты:

Также сквозную АЧХ и ФЧХ от входа до выхода:

Такой блок имеет достаточные характеристики для проведения тестовых измерений и даже для прослушивания музыки у меня на рабочем месте.