kdas

(Не)сложный ЦАП на ES9023

24 сообщения в этой теме

kdas    61

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    212

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    61

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    212

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
kdas    61

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    61

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    212

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    61

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    212

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    61

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    11

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    61
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    11

Я однозначно рекомендую двухполярное питание на стабилизаторах параллельного типа. 

Схему нарисую в течении дня. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
kdas    61

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    11
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    11

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    61

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    11

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    61

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    11

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    61
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    11
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    11



Я прошлой осенью возился с ES9023.


Лишней платки случаем не осталось?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
nick4prog    11
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: kdas
      Доброго всем времени суток!
      Почитывал тут блог AlexD на Датагоре про применение AK4137EQ в цапостроении. Эта микросхема имеет аппаратное преобразование PCM->DSD. 
      Внезапно на ум пришел дискретный опенсорсный DSD ЦАП от Signalyst. У Сигналиста бизнес-план такой: бесплатно выложить описание простого железа на россыпи и продавать к нему софтверный плеер (кстати, за почти 10т.р.), который на лету апсемплит и преобразует всё в DSD.
      А указанная микросхема тоже это умеет. И апсемплить, и в DSD преобразовывать.
      Так почему бы их не поженить? Как думаете, имеет такая идея право на жизнь?
      АК на Али поштучно около 800р, ЦАП на россыпи в несколько сотен...
    • Автор: aitras
      Продам модуль ЦАПа Mercury на основе м/с PCM1794. Без каких либо проблем стыкуется с любым транспортом, работающем в режиме Master.
      Официально воспроизводит до 24 бит 192 кГц, неофициально пробовал 384 кГц, тоже поет.
      В аналоговой части применены высокоскоростные ОУ AD8066 и малошумящие LME49990 с низким THD.
      ЦАП легко стыкуется с китайскими платами Amanero (Combo384).
      Подробнее в моем личном блоге по ссылке - 
      Цена - 9 тыс. рублей с учетом доставки по России.
       
      Замеры, источник Combo384 (Amanero)
      0 дБ, 48 кгц (левый, правый):
       
      -6 дБ, 48 кГц (левый, правый):

    • Автор: pryanic
      Доброго времени суток, неспешно продается плата ЦАП на AD1853.
      Четырехслойная плата 152X92 мм
      генераторы мастерклока Golledge на 768Fs электролитические конденсаторы Nichicon, Elna Silmic 2 в питании аналога электролитические конденсаторы Panasonic FC, полимерные конденсаторы Panasonic SEPC (ESR 0.024 Ohm) в цифре пленочные конденсаторы Wima FKP2 полистирольные конденсаторы RCL Components FSCEX в фильтре-вычитателе I/U на ОУ с ТОС AD844 фильтр на связке AD744+BUF03 Формат принимаемых данных только PCM, частоты 44.1; 48.0; 88.2; 96.0; 176.4; 192.0; 352.8; битность 16; 24. В ходе экспериментов выяснилось что ЦАП может воспроизводить сигнал с ЧД 352,8 kHz)) 
      Цап проектировался для использования с транспортами от Алексея: Bolero, Charleston, Foxtrott
      В комплекте собранная плата ЦАП, плата питания выхлопа, плата питания цифровой, аналоговой части, генераторов ЦАП и транспорта , трансформатор с индукцией 0.8 Тл
      12000 рублей за весь комплект.
      Дополнительная информация по запросу)