maxssau

АЦП AD-01 на CS5381

12 posts in this topic

maxssau    30

День добрый!

Сегодня хотелось бы раcсказать о своей разработке - АЦП AD-01 на преобразователе от Cirrus Logic CS5381.

Целью данной разработки было получение близких к даташитным параметрам характеристики АЦП, при этом плату имеющeю не высокую стоимость и универсальность.

На данный момент это уже третья версия платы. Первая версия была сделана ЛУТом, для отработки схемотехники АЦП. Далее последовала вторая версия на заводских платах:

wr3S6uf6vEg.thumb.jpg.2f3ef51bfd63dd082d7b1b8ebb4a9ad7.jpg

Схемотехника была взята полностью из даташитов. Стандартное включение CS5381, стабилизаторы питания в цифровой части AMS1117-3.3, в аналоговой из серии TPS7A.

Схемотехника входного буфера взята из даташита на OPA1632.

После опробования данной платы, были выявлены некоторые недочеты и разработана третья версия версия:

DSC_8214-1.thumb.jpg.0ba81522a44b84103e88f81b59ba3197.jpg

 

Входной буфер сделан для 2х вариантов: с конденсатором и без, для чего на ПП предусмотрены соответствующие площадки.

20180412-05.thumb.JPG.3a9b42f59af29714de84659939145e62.JPG

Топология такого буфера позволяет без переделок проводить замеры/запись как балансного сигнала так и не балансного, достаточно вывод 3 посадить на землю (2). Это достаточно удобно, для различных типов сигнала достаточно иметь 2 пары кабелей с различной распайкой.

Питание аналоговой части сделано на малошумящих стабилизатора TPS7A4901 и TPS7A3001.

20180412-04.thumb.JPG.02bb5da14d626335e94ea1f934628543.JPG

Питание цифровой части на 2х AMS1117-3.3В, схему нет смысла приводить, она из даташита на стабилизаторы.

На плате всего 1 генератор на 512fs (24.576 Мгц). Такая частота выбрана не случайно, для работы SPDIF передатчика необходимо иметь частоту мастерклока не ниже 256fs для работы на частоте 96к, я использую передатчик на WM8805 (о этой плате чуть ниже). В качестве интерфейса на компьютере я использую ЗК E-MU 0404 PCIe.

Полная схема преобразователя:

20180412-02.thumb.JPG.09c72e940f0e87159420326637cf44f6.JPG

На плате присутствует место под DIP переключатель, для настройки режимов работы АЦП. Выход АЦП - I2S, уровни 3.3В.

Для соединения с компьютером была разработана плата SPDIF интерфейса SI-01.

DSC_9510.thumb.jpg.ba3c416b8bfc85477447c53626936b5b.jpg

Схему приводить особого смысла нет, она повторяет даташитную для WM8805 включенным в HW режиме. В этом режиме есть определенные ограничения, связанные с работой PLL, поэтому максимальная частота приёма/передачи ограничена в 96к. WM8805 позволяет работать как в Master режиме, так и в Slave, что очень удобно. Выбор режима осуществляется установкой джампера. Так же на плате присутствуют джамперы выбора питания, от ЦАП или АЦП. В качестве выходного буфера для передатчика используется 1G125.

 

Шумовая полка:

noice8.thumb.png.92193e05d405769c42286ca802bce2e8.png

В качестве источника питания пара трансформаторов с стабилизаторами 317/337, даже имея ёмкости в 10000 мкФ полностью подавть 50Гц и гармоники пока не удалось, возможно проблема в корпусе и компоновке.

Замер моего ЦАПа на 4490, к сожалению не обошлось без земляных петель, поэтому присутствует шум на уровне -125дБ и ниже.

thd5.thumb.png.9404bed17b669e0848cb92bbdad461f6.png

 

Есть определенные особенности применения ИМС CS5381, скупо описанные в App Notes, позволяющие реализовать данную ИМС в двойном моно и теоретическим уровнем THD+N в -123дБ, что позволит производить оценку и замеры искажений у большинства современных ИМС ЦАП без режекторов.

В проекте плата с 2мя генераторам на сетки частот 44.1 кГц и 48 кГц, АЦП включенным в моно режимах и DSP процессором ADAU1452.

Подробную инструкцию с описание на текущую схемы и платы прикладываю.

инструкция.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites
dbokov    96

Я уже собрал :)

20190119_172455.thumb.jpg.b84b33339aaa3bffb6d10e0c064a4fae.jpg

Пока борюсь с 50-500гц

5c4b2d375d9e6_2.thumb.png.5fed24075b0e2608d185e659abb5ec8b.png

10кГц с генератора

5c4b2cdf60c68_.thumb.png.d4e0ee0c58f4405526b26c1249ee220f.png

Сейчас допиливаю по совету Евгения гальваноразвязку цифровых линий на ADUM1401

Share this post


Link to post
Share on other sites
maxssau    30

на плате предусмотрена интересная возможность, соединить землю возле АЦП напрямую к источнику питания, тем самым уменьшив земляные петли

DSC_8214-2.jpg.f7ffab514183b1e09114209a4ff9dfc5.jpg

При этом необходимо сделать следующее: соединить землю источника питания с платой АЦП толстым проводом в выделенную точку, землю для входных разъемов брать также с платы источника питания. Теоретически при этом замкнутого контура не должно быть, следовательно ловля помех сводится к минимуму

и землю от разъемов питания не соединять, только одним проводом из выделенной точки

Edited by maxssau

Share this post


Link to post
Share on other sites

Старт складской программы по Wi-Fi/ Bluetooth-чипам от Espressif

На склад КОМПЭЛ поступили чипы, модули и отладочные платы от компании Espressif Systems на базе ESP8266 и ESP32. Стоимость всех изделий данной линейки – в 2-3 раза ниже ближайших аналогов, чипы занимают минимальное место на плате, энергоэффективны и универсальны в применении

Подробнее...

dbokov    96
12 минуты назад, maxssau сказал:

на плате предусмотрена интересная возможность

У меня собраны три отдельных стабилизатора +-12в, +9в, +5в.

Земли стабов соединяются на плате АЦП через штатные разъёмы.

Я пробовал земли стабов в эту точку, но разницы не увидел.

Правда земля входного разъёма оставалась на штатном разъёме платы АЦП.

На данный момент к этой точке присоединён корпус.

Edited by dbokov

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вебинар Литиевые ХИТы FANSO или что нужно знать инженеру о батарейках»

20 июня компания Компэл приглашает всех желающих принять участие в вебинаре, посвященном литиевым батарейкам FANSO. На вебинаре будет рассказано о параметрах батареек, их зависимости от режима работы и эксплуатации. Будет дана информация о том, на какие параметры следует обращать внимание, выбирая литиевый ХИТ, и как избежать некоторых проблем.

Подробнее...

dbokov    96

Поставил развязку на ADUM1401

20190126_163635.thumb.jpg.2172452df9a5604af009a86f936e5247.jpg

50-500Гц стало лучше, правда шумовая полка как у автора не получается :(

5c4c6fac5e22d_3.thumb.png.5225cfaf2f89779702525e15cf828265.png

10кГц

5c4c6fadded1e_4.thumb.png.7abe9f66b65f5929f565c403121e9a77.png

подключил землю АЦП к контуру заземления

5c4c6faf8ff00_5.thumb.png.1bbd5eeeda1aadcc68e1ef2325449d86.png

Share this post


Link to post
Share on other sites
maxssau    30

сделайте размер FFT 1 миллион

noice9.png.6dc98a2c2a4332645037dd0a1de547e3.png

плюс, можно усреднение сделать, 100 конечно много, 10-20 будет достаточно

noice10.png.5e4023ace0d1f7c131c8f1463e10c31a.png

Share this post


Link to post
Share on other sites
maxssau    30

 

 

В AN331 есть интересный график:

an331.png.d2299a5b29930340a69c42170966f6ab.png

 

если снизить входной сигнал до примерно -10...-12 дБ, то THD+N будет в районе SNR, т.е. не выше шумовой полки. В следующей конструкции хочу сделать делитель на 12 дБ и компенсировать снижение сигнала в DSP, что бы на выходе получить не ослабленный сигнал.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)

Собрал вот такой https://www.diyaudio.com/forums/group-buys/176416-diy-cs5381-analog-digital-converter-pcb-buy.html на базе 5381, правда еще не запускал, осталось то да се, питание, тумблеры и т.д. 

Бабосов вышло не мало... Появилась бы ваша тема раньше, собирал бы ее, вроде явно бюджетнее.

Edited by Traktorist3d

Share this post


Link to post
Share on other sites
maxssau    30

В одно время тоже хотел купить эту плату, 100 евро показалось заоблачной ценой для Spdif. Сейчас готовится новая версия, под usb. С 2мя генераторами, переработанной аналоговой частью и скорее всего двойное моно. Будет наверное не раньше зимы. Поэтому распродам остатки, а новые заказывать не буду.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now


  • Similar Content

    • By pryanic
      Доброго времени суток. Понадобилось разобраться с АЦП.  Основной материал использовал Евстифеева (микроконтроллеры семейства мега) и учебный курс Di-Halt.
      На первый раз задача простая - обработать напряжение с переменного резистора и послать по UART в терминал. С терминалом уже кое-что делал, так что тут вряд ли косяк есть.
      Кратко опишу программу: каждую секунду в обработчике прерывания таймера (не совсем точно, прерывание по переполнению Т0) запускаю преобразование АЦП установкой в 1 бита ADSC. 
      В обработчике прерывания АЦП читаю байт ADCH (выравнивание по левому краю ADLAR=1) и шлю по уарт. Но в терминал приходят одни FF независимо от положения движка потенциометра (подключен к PC1 средним контактом, крайними на землю и AVCC)
       
       
      ADC_test.zip
    • By maxssau
      Продам платы АЦП на CS5381.
      Тема по устройству: 
      Пустые платы по 1000 р.
      Собранная и отлаженная плата - 6000 р. Срок сборки 2-3 недели, в зависимости от поставки компонентов.
      Отправка 250р. Почтой России.
    • By dav1977
      Кто-нибудь запускал скоростные  АЦП  AD7606(последовательного приближения)
       в последовательном режиме считывания данных ?,
      из 4 шт одна заработала, остальные на выводе последовательного вывода DOUT ничего не выдают постоянно 0.
      пробовал переключаться с внутренним опорным источником(выдает 2.49), и с внешним без разницы.
      Может у них есть какая то очередность включения?
       

    • By dommax
      Распродаю остатки радиодеталей.
      Для удобного поиска написал WEB страничку http://detali.syremo.com.ua/
      Количество может не совпадать. Пишите - отвечу. Договоримся...
      Отправляю только по Украине. Перед отправкой смогу сделать фото.
    • By freebits
      Добрый день.
      Реализовал получение и обработку аналогового сигнала как в данной статье -> ссылка. Т.е. используется внутреннее опорное напряжение 2,56 Вольта, прием через прерывания, а на дисплее выводится числовое значение напряжения, которое присутствует на входе АЦП - нога ADC6.
      В обработчике прерывания считываются значения из регистров ADCL и ADCH, из которых формируется значение переменной adc_value. В теле программы данное значение АЦП преобразуется в значение напряжения, посредством деления adc_value на 400. Затем полученный результат выводится на дисплей.
      Проблема в том, что выводимое значение не стабильно и скачет в диапазоне +/- 300 мВ. Т.е. если к аналоговому входу приложено напряжение 1,4 вольта, то на дисплее значения будут хаотично меняться в диапазоне от 1,1 Вольт до 1,7 вольт, т.е. весьма ощутимый разброс в сотни милливольт. При этом если смотреть сигнал на входе осциллографом, то по факту нет такой картины - максимальный разброс (Vpp) составляет несколько десятков милливольт, но никак не сотен. Даже если этот вход посадить на землю, все равно на дисплее будут хаотичные значения доходящие до 0.4 вольта. Откуда он берет такие цифры на понятно.
      Подскажите, в чем может быть проблема и как получить стабильные показания, хотя бы до сотен милливольт?
      unsigned int adc_value; char high_adc=0, low_adc=0; ISR(ADC_vect) //обработчик прерывания ADC_vect { low_adc = ADCL; high_adc = ADCH; //Верхняя часть регистра ADC должна быть считана последней иначе не продолжится преобразование adc_value = high_adc * 256 + low_adc; //значение АЦП } void ADC_Init(void) //инициализация АЦП { ADCSRA |= (1<<ADEN) // Разрешение использования АЦП |(1<<ADSC) //Запуск преобразования |(1<<ADATE) //Непрерывный режим работы АЦП |(1<<ADPS2)|(1<<ADPS1)|(1<<ADPS0)//Делитель 128 = 64 кГц |(1<<ADIE); //Разрешение прерывания от АЦП ADMUX |= 0b11000110; //Внутренний Источник ОН 2,56В вход ADC6 } void main(void) { float n = 0; while(1) { n = (float) adc_value / 400; // преобразование значения АЦП в напряжение /* Отправка на дисплей */ _delay_ms(2); } }  
  • Сообщения

    • феерично. ещё пепси и попкорн (хотя вместо попкорна что нить приличное лучше)
    • Хочу как ir2153 только со стабилизацией напряжения и контролем по току. Меня вообще раздражают ножки типа nc, ну да ладно если она одна, а то бывает и три. Бесят эти компараторы которых даже по два, зачем мне шесть выводов (два входа и один выход которые соединяеш однотипно и одними и теми же элементами) ну сделайте их внутри чипа оставьте от каждого компаратора по одному выводу на напряжение и ток. Зачаем мне колекторы и эмитеры внутренних управляющих транзисторов, оставьте или те или другие, уберите два лишних вывода. Еще какие нибудь синхронизирующие для использования мс в паре, тоже для меня непонятны.
    • Коллегой был почти для всех Как тот из "Стульев" Остап Бендер Промышленность ушла и вот ведь грех Теперь лишь на "Паяльнике" я мембер
    • C чего бы это? С компового БП, мосфеты с материнок, если мотор ниже 24V, 18V например, то вообще не проблема, первая платка, с пол-пинка, если следовать номиналам.  
    • кто нибудь встречался с таким прибором интересует подключение вывода AI+ ,не могу понять для чего он нужен и как подключается на резистор внимание не обращайте  
    • Не, ну, насколько я понял, только я тут заявился ЖИВЫМ ЧЕЛОВЕКОМ?
      Наш же форум приравнен к СМИ. насколько помню?Так вот и заявляю, что я живой человек, по имени Андрей,. сын Аркадия, из роду Карвандиных.
      И я принимаю на себя управление государством.
      Я просто забыл, что форум-то является СМИ. От блин!
      Ну, типа так.   Ладно, завтра постараюсь изладить своё.
    • Заказывал 20 пар, все пришло в лучшем виде.Юрий спасибо.