kdas

(Не)сложный ЦАП на ES9023

24 сообщения в этой теме

kdas    62

Доброго всем времени суток!

Достался по случаю камень ES9023 (SMSL M2 упорно "заводится" и не желает выдавать тишину). Решил применить в дело. Набросал схемку. Питание ИОН+ФНЧ+ОУ+транзистор. Читал на Веге, что можно запитать этот ЦАП двуполярным питанием вместо charge pump. Говорят, что звук "лучшеет" от этого. Платку решил нарисовать 4-х слойную и заказать в Китае. Хотя может и ЛУТом запилю, если разводка несложная окажется. SOIC вполне подходящий для ЛУТ.

Однако, есть сомнения по схеме. Решил спросить, пока трассировать не начал.

1. Нужно ли изолятору колхозить свой отдельный стаб или нарисованной RC цепочки хватит, чтобы его изолировать от аналогового питания достаточно хорошо? Я сторонник того, что можно всё питание хорошо изолировать RC цепями и не понадобится 100500 обмоток трансформатора - достаточно пары +/- 9В.

2. Все ли номиналы конденсаторов по питанию достаточны?

3. Хватит ли одного диодного моста на двуполярное питание или надо всё-таки пару использовать?

4. Какие общие рекомендации по трассировке?

Что посоветуете, коллеги?

ES9023_proto1.thumb.png.10163988da2c8f6026289af73423f1dc.png

Изменено пользователем kdas

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Vector-A    226

1. какой нить 1117 много места не займёт. Ну а если не охота может не RC а LC лучше будет
3. вполне хватит
2. По конденсаторам и обвязке ESS 9023, выдержка из Lynx D68:

До начала проектирования устройства мы изучили немало материалов, посвященных 
применению ES9023, дабы понять основные недостатки имеющихся конструкций и уделить 
внимание их недопущению в нашем изделии.  Основное, что вызывает большинство нареканий 
–  это неотключаемый преобразователь для получения отрицательного напряжения. Сам по себе 
 он ни плох, ни хорош, но помехи от этого устройства в питании могут быть неприятны как для 
встроенного ОУ, так и для возможных внешних потребителей. Исследования, проведенные на 
макете, показали, что номиналы конденсаторов фильтров выхода отрицательного питания, 
указанные в даташите, явно недостаточны. Поэтому конденсатор фильтра был существенно 
увеличен, и, кроме того, сделан наборным, из конденсаторов разных типов. То же самое 
относится и к коммутируемому конденсатору за исключением величины емкости. Субъективное 
сравнение «даташитного» и измененного вариантов показало очень существенное улучшение 
качества звучания в последнем случае. Нагрузочная способность преобразователя ES9023 
оказалась довольно высокой – от него можно питать внешний ОУ с током потребления более 
10мА без заметного изменения напряжения на выходе и без излишнего нагрева микросхемы 
ЦАП. Это весьма существенный момент – в типовой схеме включения аналоговым выходом 
является именно выход встроенных ОУ ЦАП. Но при этом они имеют низкую нагрузочную 
способность – минимальное соппротивление нагрузки нормируется 5кОм (а искажения 
начинают расти задолго до этой величины), а на выходах присутствуют ВЧ-составляющие 
приличного уровня. Соответственно, имеется прямая необходимость использования внешнего 
ФНЧ и буфера на дополнительных ОУ. 
Далее, в процессе экспериментов было установлено, что амплитуда выходного напряжения 
ЦАП для получения минимальных искажений не должно превышать 2В. Её величина 
устанавливается резистором с 6 вывода на землю и по даташиту рекомендуется практически 
равной напряжению питания. Однако, такой режим крайне неблагоприятен для каскадов 
встроенных ОУ и уменьшение амплитуды с 2.8В до 2В (при питании +3.6В) позволяет 
уменьшить искажения почти в 3 раза, а также укоротить их спектр.

 

  • Одобряю 1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
kdas    62

Спасибо, хорошие мысли. Надо в схему Lynx глянуть.

Нагружать буду на ламповый выхлоп - там далеко за 5кОм. Нужно понять, нужно ли вообще отрицательное питание или встроенной charge pump сдюжит.

А вообще, куда бы блокирующих индуктивностей стоило бы накидать?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Vector-A    226

Ну то, что будете нагружать лампой это и так понятно :D, к бабушке не ходи.:friends:
На счёт питания ничего не скажу. Я из ESS только 9038 слушал. 
А в общих чертах, если желание выжать по максимуму из этого преобразователя, то усложнения не избежать.
А если просто чтобы "камень в тумбочке не валялся", то и ИОН+ФНЧ+ОУ+транзистор излишество.
Это моё мнение.
 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
UTSource

Найдите миллионы труднодоступных

электронных компонентов

kdas    62

Смотрю вот на схему D68 - там ведь совсем всё по-простому... Питание ЦАП от LM317L, внутренний charge pump с "будербродом". Да еще и от ЦАП можно буфер питать, если настроить перемычкой. Как-то всё сказочно просто. Может и мне всю отрицательную часть просто снести, добавить этот "бутер", поставить отдельный стаб на изолятор да и успокоиться? 

Ну и индуктивностей накидать куда попало :)

Да, и питание до 3.6 приподнять тогда уж.

Первый стаб 78L08 заменить на RC с конденсатором по-больше.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
kdas    62

Тогда как-то так:

ES9023_proto2.thumb.png.d315dce6505f824e8d74db33b59d455e.png

Единственное, с землями я пока не понял. Как стаб для изолятора с землёй связать? 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Vector-A    226

Я вопроса не понял. У изолятора 9-я нога это цифровая земля, соответственно земля стаба тоже. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
kdas    62

Я имел ввиду, что у моста минус соединён с аналоговой землёй, а у стаба и изолятора с цифровой. И замкнутся земли под микросхемой ЦАПа. Не могу сообразить, но чувствую, что что-то не так. То есть по аналоговой земле будет протекать ток от цепи цифровой земли. Попахивает петлёй. Не могу сообразить, как это исправить.

Замкнуть земли еще и после моста?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Vector-A    226

При одном источнике питания, как мне видится, либо собрать земли на электролите БП после моста, (кстати где он, я бы поставил) либо один не резаный полигон. 
(Жаба конечно душит добавлять ещё одну обмотку только на цифровую землю. :))

Изменено пользователем Vector-A

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
kdas    62

Электролит после моста - это C19. Я просто добавил R13, чтобы смягчить удар на диоды. C19 - то самое место с "low impedance", которое для центра звезды выбирают. Может его тогда до 1000мкФ увеличить и low esr поставить?

По даташиту GNDA и GNDD должны под чипом ЦАП соединяться. Может тогда их там звездой собрать? C19 поближе к ES-ке. 

Да, городить отдельную обмотку для изолятора - это уже как-то излишне. Тем более, что плату и без изолятора можно будет использовать.

А вот не резанный полигон как-то напрягает. Тогда зачем со всем остальным мороковать?

А куда, всё-таки, блокирующих индуктивностей стоило бы добавить?

Изменено пользователем kdas

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
nick4prog    12

Я прошлой осенью возился с ES9023. При соответствующей обвязке очень даже приятно звучащий ЦАП! Применял двухполярное питание на 2-х транзисторных "стабилизаторах Назара", блокировочные по питанию тантал 47 мкф+1 мкф x7r керамика, такие же на фильтр "чарж пампа". На 6 ножке сопротивление поменьше и на выходе фильтр на ОУ питаемый параметрическим стабилизатором. 

Плата двухстороння, с сплошным полигоном "земли", разделенным по границе резисторов  I2S. Т е сама 9023 полностью на аналоговой стороне.   С трассировкой долго не мудрил, но меряется хорошо. 

Единственное неприятное для меня свойство-ЦАП не оптимально сбрасывается. Т е если выключить и сразу включить, то он будет не в рабочем режиме, поскольку остаточное напряжение на 15 ноге остается, нужно ждать пока конденсатор полностью разрядиться. Пожалуй, нужно параллельно времязадающему резистору диод подпаять, но я еще это не проверял. ) 

А если упрощать, то можно так и доупрощаться до уровня подвальных китайцев, с соответствующим звуком. 

ES9023 CB.jpg

  • Лайк 1
  • Одобряю 2

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
kdas    62
1 час назад, nick4prog сказал:

А если упрощать, то можно так и доупрощаться

Нет, ну тема не называется типа "Простейший ЦАП бла-бла" и как-бы намекает, что мы ищем разумные усложнения ради повышения параметров.

1 час назад, nick4prog сказал:

Применял двухполярное питание

Всё-таки это возможный вариант. Надо к нему вернуться.

Схемой не поделитесь или где-то Ваш топик есть?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
nick4prog    12

Я однозначно рекомендую двухполярное питание на стабилизаторах параллельного типа. 

Схему нарисую в течении дня. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
kdas    62

Спасибо! SPDIF ресивер и выхлоп рисовать необязательно. Только обвязку по питанию.

А кстати, почему аналоговый и цифровой полигоны прошли под резисторами I2S? Там же если посмотреть этот разрез прямо под ЦАП посередине должен пролегать: 1-4, 13-16 - на цифровой стороне, а остальное на аналоговой.

И я так понимаю, на плату поступает уже выпрямленное и отфильтрованное питание. Большие ёмкости в фильтре?

Изменено пользователем kdas

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
nick4prog    12
46 минут назад, kdas сказал:

 

А кстати, почему аналоговый и цифровой полигоны прошли под резисторами...

И я так понимаю, на плату поступает уже выпрямленное и отфильтрованное питание. Большие ёмкости в фильтре?

Я считаю непосредственно микросхему-ЦАП все же аналоговым устройством, поэтому во всех своих проектах расплогаю ее на аналоговой стороне. Вообще это деление очень условное, можно землю  одним сплошным полигоном залить, главное убедиться, что возвратные токи сигнальных и питающих линий "бегают" только по своим участкам и не пересекаются. А что касается конкретно ES9023, то ее внутренняя структура питания однозначно предполагает расположение на аналоговой стороне. 

Схему первичных питателей тоже нарисую. ) 

  • Одобряю 1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
nick4prog    12

Касательно питания. Первичные стабилизаторы можно любые, даже L7815, 7915 их линейность и быстродействие в данном случае не важны. Две вторичные обмотки трансформатора на питание аналоговых узлов, отдельный трансформатор на чисто цифровые цепи.  X7R керамика на напряжение 50 V. 

ES9023 DAC schematic.pdf

thd.png

  • Лайк 2

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
kdas    62

Спасибо за схему. Просто и технологично - всё по делу.

Есть несколько вопросов.

1. А зачем между 9 и 10 ногами конденсаторы стоят? Получается, что и charge pump работает, и отрицательный источник? Какой в этом практический смысл? Ведь в этом случае NEG (11 нога) является выходом и Дмитрий (Lynx) использует его для питания выходного буфера.

2. Какой элемент определяет, что на выходе шунта 3.3В? Падение на светодиоде? Просто я хочу до 3.6 приподнять.

Кстати, на reset можно DS1818 поставить. Тогда не будет проблем.

Изменено пользователем kdas

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
nick4prog    12

Благодарю, что оценили разумный минимализм схемы. 

1) Прежде чем приступить к проектированию, я собирал всю информацию в сети по этому ЦАП. В итоге пришел к выводу, что "charge pump" неотключаемый, независимо от наличия или отсутствия конденсаторов на 9,10 ноге. Об этом говорит и тот факт, что в Lynx D68 эти конденсаторы так-же постоянно запаяны, а внешнее отрицательное питание подключается переключением перемычки на плате. Что касается работы внешнего стабилизатора  при работе внутреннего источника, ну тут у меня нет аргументированного ответа, можно только сказать-работает. ) Мало того, я даже эксперимент по отключению внешнего отрицательного источника не проводил. 

2) Да, падение на светодиоде, можно его подбирать, можно стабилитрон поставить, а можно и резистивным делителем подобрать напряжение, поскольку первичная стабилизация уже есть. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
kdas    62

Насчёт D68 не соглашусь. Там перемычки определяют отрицательное питание буфера либо от ЦАП, либо от стабилизатора. Вот из описания:

"Нагрузочная способность преобразователя ES9023 оказалась довольно высокой - от него можно питать внешний ОУ с током потребления более 10 мА без заметного изменения напряжения на выходе и без излишнего нагрева микросхемы ЦАП". 

На рисунке два возможных варианта обозначены красными перемычками. Но, я так понимаю, не вместе. Хотя может и ошибаюсь...

D68_ps.thumb.png.d4fe637c0348824b96a5c0aaf13ba491.png

На плате две позиции для этой перемычки: INT и EXT

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
nick4prog    12

Можно и вместе, на плате этих перемычек достаточно. Тоже из описания:

 "В наиболее
высококачественном варианте возможно раздельное питание приемной части цифровых
сигналов, тактовых генераторов, микросхемы ЦАП и ФНЧ, а также подача внешнего
отрицательного напряжения для внешнего ОУ и встроеных ОУ ES9023"

Вы, конечно, можете не соглашаться со мной, подвергать сомнению и т п , но я все же рекомендую в проекте заложить питание по максимуму, убрать всегда легче, а вот добавить, когда захочется, уже не получится.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
kdas    62
31 минуту назад, nick4prog сказал:

но я все же рекомендую в проекте заложить питание по максимуму, убрать всегда легче,

не могу не согласиться

Если charge pump неотключаемый, то означает ли это, что при отсутствии конденсаторов между 9 и 10 ногой на 11 ноге будет отрицательное напряжение?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
nick4prog    12
26 минут назад, kdas сказал:

не могу не согласиться

Если charge pump неотключаемый, то означает ли это, что при отсутствии конденсаторов между 9 и 10 ногой на 11 ноге будет отрицательное напряжение?

Предположительно, да, поскольку генерация чарж-пампа зависит от мастерклока (что очень грамотно, на мой взгляд). Эту информацию я нашел на vegalab 

 http://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=60487&page=13

  Лично такие эксперименты не проводил, поскольку в этом не было необходимости. Схема заработала без наладки, просадки напряжения на отрицательном плече не было. Качеством звука при надлежащих ОУ был в целом доволен. Подумываю даже 2 версию сделать, усложненную, когда много свободного времени появится.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
maxssau    15



Я прошлой осенью возился с ES9023.


Лишней платки случаем не осталось?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
nick4prog    12
48 минут назад, maxssau сказал:


Лишней платки случаем не осталось?

 

Нет, платы делаю в единичном экземпляре.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас


  • Похожие публикации

    • Автор: Korchagin
      В наличии 2 штуки. Цена 1000 рублей за штуку. Есть одна новая плата переходника с корпуса TQPP-64 с шагом 0,5 мм на штырьковые выводы, размер 5х5 см, за дополнительную плату 120 рублей. Даташит https://ru.mouser.com/datasheet/2/609/AD1939-877013.pdf
    • Автор: getshket
      Продам ПУСТЫЕ платы для сборки цапа на AK4490. Автор плат не я, ссылка на проект. Размер ПП 100*67 мм. Цена одной платы 300 рублей. Территориально - Уфа. Отправлю почтой.
       
       


    • Автор: RIMUS1989i
      Продам платы для сборки ЦАПа в авто, для любителей автозвука.
      Цена двух плат (комплект на 8 каналов) 950р.+ ваша пересылка.
      Так-же возможна комплектация и сборка, по данному вопросу пишите в Л.С. (DSP приобретается отдельно)

    • Автор: vt07
      Есть цап Asus Essence III поднят из мертвых моими кривыми руками без навыков по чистому везению.
      Но есть проблема после всех операций было обнаружено что правый канал шумит. 
      Ищу помощи, возможно кто то сталкивался с таким или иметт догадки и может подсказать куда копать.
       
      Дальше мои догадки:
      Шумит гдето в обвязке правого цапа (при регулировании громкости шум нарастает, сам шум напоминает какогото рода шипение что ли).
      Оконечный усилитель для наушников muses 02 + LME49600 схема напоминает ту что в  http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lme49600.pdf но с завышеными емкостями питания  (по факту там 6 таких блоков 2 на просто наушники 4 на балансные выходы)
      Цап AD1955  по 1му на канал + к нему обвязка в виде 3х оу AD827 (по количеству деталей, не сильно напоминает моно подключение http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD1955.pdf страница 20 ).
      Где то после последнего оу обвязки цапа  стоит два чудных регулятора громкости.
      1. моторизированый резистор - регулирует балансные и линейные выходы
      2. один переменник на 10к который управляет релейным регулятором громкости, после которого звук идет на усилитель для наушников (при очень резком добавлении громкости в канале что шумит слышно как хлопки)
      легенда к фото 
      зеленое -  питание цапа TPS7A47
      красное - цап 
      синее - усилитель обыных наушников правый канал
      коричневое - балансный усилитель правого канала
      фиолетовое - реле громкости