Pcm4220 (Pcm1804) + Dit4192

[C-r-o-w]

Доброго времени суток. Хочу сделать АЦП (СПДИФ) для ПК. Я полный профан в этом деле. Поэтому интересует сабжевая связка, а точнее:

1) где вообще почитать понятным языком написанную литературу по цифровым аудио-сигналам (например что такое мастер-клок, BCK, LRCK итд);

2) какой АЦП лучше: PCM4220 или PCM1804;

3) как вообще связать АЦП (1804 или 4220) с передатчиком (DIT4192)? В даташите к 4220 есть такая блок-схема:

что за мастер-клок, откуда его брать, и почему для 4220 он делится пополам?

P.S. Думаю, что последние вопросы отпадут, если найду ответ на 1-ый. Заранее спасибо.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Lexus]

Я так понимаю, Вы хотите сделать АЦП для оцифровки. Сразу Вас предупрежу - с PCM потоком более 24/96 S/PDIF может отказаться работать. Обычно это документируют, чтобы избежать претензий, но беглый просмотр даташита DIT4192 ничего подобного не выявил.

1) Литература по ЦОС есть, но в основном на английском языке. ОЧЕНЬ много информации есть на сайтах ведущих разработчиков цифровых ИМС: Analog Devices и Texas Instruments. Это рекомендации по выбору схем антиалиазинговых фильтров, выбор ИОН, требования к источнику питания, рекомендации по трассировке ПП (особенно планов GND), нагрузке цифровых выходов АЦП и многое многое другое. Будет сложно и муторно.

Так называемый "мастер-клок" или MCLK - это главный тактовый сигнал цифровой синхронной схемы. Из MCLK методом деления получаются все остальные такты (клоки). BCLK - тактовый сигнал загрузки битов данных с линии DATA. По его перепаду (фронту или спаду - зависит от внутренней архитектуры, но чаще по фронту) бит с линии DATA загружается в регистр. Логический уровень на линии LRCK определяет к какому каналу относятся загружаемые данные и переключает регистры.

2) Если опираться на объективные данные, PCM4220 предпочтительнее.

3) Сопряжение ИМС ничего сложного не представляет. Для этого достаточно соединить соответствующие линии и выставить на пинах конфигурации требуемые логические уровни. Единственное, с чем сразу необходимо определиться, это с частотой дискретизации и режимами работы АЦП и трансмиттера - ведомый (Slave) или ведущий (Master). Один из них должен быть ведомым, другой - ведущим. Если АЦП работает в ведомом режиме, все тактовые сигналы, за исключением DATA, для него будет генерировать трансмиттер. В ведущем режиме АЦП самостоятельно генерирует сетку частот.

Для PCM4220, при тех же частотах дискретизации, что и для DIT4192, необходима вдвое меньшая частота MCLK, поэтому используется делитель.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[C-r-o-w]

Премного благодарен за развернутый ответ. Еще появились некоторые вопросы.

Я так понимаю, Вы хотите сделать АЦП для оцифровки. Сразу Вас предупрежу - с PCM потоком более 24/96 S/PDIF может отказаться работать. Обычно это документируют, чтобы избежать претензий, но беглый просмотр даташита DIT4192 ничего подобного не выявил.

Ковырялся в дровах к аудио-карточке (встроенная Реалтек), в разделе СПДИФ есть частоты до 192 kHz. Правда это выходная частота, но, я так думаю, и на входе должен стольже понимать.

1) Литература по ЦОС есть, но в основном на английском языке. ОЧЕНЬ много информации есть на сайтах ведущих разработчиков цифровых ИМС: Analog Devices и Texas Instruments. Это рекомендации по выбору схем антиалиазинговых фильтров, выбор ИОН

А что есть антиалиазинговые фильтры и насчет выбора ИОНа: имеете ввиду ИОН для самогО АЦП? Какие тут могут быть подводные камни?

Единственное, с чем сразу необходимо определиться, это с частотой дискретизации и режимами работы АЦП и трансмиттера - ведомый (Slave) или ведущий (Master).

Так как же мне определиться с частотой дискретизации? На чем должен основываться данный выбор? Или это как раз то, про что Вы говорили 24\96 для СПДИФ?

Один из них должен быть ведомым, другой - ведущим. Если АЦП работает в ведомом режиме, все тактовые сигналы, за исключением DATA, для него будет генерировать трансмиттер. В ведущем режиме АЦП самостоятельно генерирует сетку частот.

Мастер-клок тоже будет генерировать ведущий девайс? Т.е. на моем рисунке из даташита показан пример обоих ведОМых АЦП и передатчика?

Для PCM4220, при тех же частотах дискретизации, что и для DIT4192, необходима вдвое меньшая частота MCLK, поэтому используется делитель.

Это будет отдельная ИМС? Если да, то какая?

P.S. Может есть готовые для повторения схемы? Я бы тогда сразу отстал))

Изменено 13 апреля, 2010 пользователем C-r-o-w

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Lexus]

Я тоже неоднократно встречал звуковые карты, на которые указана полная поддержка до 24/192 на S/PDIF, но в деле такие ни разу не видел. Возможно, со временем это станет стандартом, как когда-то было с 24/96 (раньше он тоже был негарантированной функцией).

Антиалиазинговый фильтр - это ФНЧ, настроенный на частоту среза около 0,45Fs. Его назначение - удаление спектральных составляющих около и выше 0,5Fs, по причине которых АЦП будет давать ошибку при оцифровке. Как PCM1804, так и PCM4220 имеют "на борту" цифровые фильтры, настроенные на 0,45Fs и обеспечивающие подавление в полосе заграждения более 90 дБ. Но, несмотря на это, в ряде промышленных АЦП используются дополнительные ФНЧ. Думаю, что с этим изображением Вам будет более понятно: (_http://ru.wikipedia.org/wiki/Алиасинг) Здесь: (_http://ru.wikipedia.org/wiki/Аналого-цифровой_преобразователь) чуть ниже по тексту есть подробное описание.

ИОН в указанные АЦП также встроены, что, впрочем, не мешает изучить их назначение в АЦП - референсное значение, с которым сравнивается входной сигнал. От качества ИОН напрямую зависит разрешающая способность АЦП.

Выбор частоты дискретизации необходимо сделать предварительно, чтобы определить частоту MCLK. Например, если необходимо, чтобы АЦП оцифровывал с Fs = 96kHz, то по даташиту PCM4220 это Double Speed Mode и MCKI для него составляет 128Fs, то есть 128*96000 = 12,2880MHz. Для DIT4192 работа с 96kHz возможна только при 256Fs, то есть 24,5760MHz. Частоты отличаются вдвое. Необходим мастер-генератор на частоту 24,5760MHz и делитель частоты на 2, например на 74HC74. Переход на другую частоту дискретизации, например 48kHz, потребует изменить конфигурацию чипов. Можно оставить те же частоты (256Fs для PCM4220 и 512Fs для DIT4192), либо сконфигурировать оба чипа в 256Fs. Переход на некратную частоту дискретизации (например, 44,1kHz) потребует использования другого мастер-генератора. В звуковых картах переход на некратные Fs достигается либо за счет использования двух переключаемых мастер-генераторов (в профессиональных картах), либо за счет использования ASRC (упрощенное решение).

Оба чипа не могут быть одновременно ведущими или ведомыми. Один из них должен быть Master, другой - Slave.

Могу дать только эту ссылку: (_http://www.vegalab.ru/forum/showthread.php/3241-Построение-аудио-АЦП-для-себя-любиного) Это обсуждение АЦП на "Вегалабе". Много полезных ссылок на различные материалы по АЦП.

[C-r-o-w]

Антиалиазинговый фильтр - это ФНЧ, настроенный на частоту среза около 0,45Fs. Его назначение - удаление спектральных составляющих около и выше 0,5Fs, по причине которых АЦП будет давать ошибку при оцифровке. Как PCM1804, так и PCM4220 имеют "на борту" цифровые фильтры, настроенные на 0,45Fs и обеспечивающие подавление в полосе заграждения более 90 дБ. Но, несмотря на это, в ряде промышленных АЦП используются дополнительные ФНЧ. Думаю, что с этим изображением Вам будет более понятно: http://ru.wikipedia.org/wiki/Алиасинг Здесь: http://ru.wikipedia....

)) Я как раз оттуда (с Википедии))) Читал и про АЦП, и про дельта-сигма кодирование... Более-менее понятно, но всё-же ближе к нашим баранам, то бишь к железу. Пока что подробно изучаю ДШ на PCM4220, но думаю вопрос с делителем с его помощью не решится. Что посоветуете? И про мастер-тактование я так и не понял...

[C-r-o-w]

Да, что-то с форумом было... Только часть сообщения отображалась. Ладно, пока буду разбираться, штудировать форум Веги. Потом, если вопросы появятся, спрошу еще.

[C-r-o-w]

Поначитался я даташитов... Многие вопросы отпали. Остался только один: конкретный выбор осциллятора для мастер-клока. КакИЕ ИМС можно для этого использовать? (обычные 2-ух-или-3-ёх-выводные кварцы, я так понимаю, не подойдут? или подойдут?) У техаса нашел универсальные ИМС генераторов(с умножителями и делителями частоты), но что-то это слишком навороченно (возможно заюзаю их в будущем)). А сейчас хочется попроще. Знаю, есть в продаже осцилляторы типа SG531 (EPSON), но они дорогие, и их в моем городе нет. Что еще посоветуете?

Изменено 14 апреля, 2010 пользователем C-r-o-w

[Lexus]

В самом простом случае можно использовать генератор на CMOS инверторах. Или генератор по схеме емкостной трехточки, но его нужно отстраивать по точному частотомеру. А если учесть, что для получения технических характеристик, указанных в даташите PCM4220, нужен генератор с "джиттером" не хуже 40 ps (это тоже указано, на самом же деле требования к "джиттеру" еще выше), то останавливать свой выбор необходимо либо на емкостной трехточке, либо на генераторах TNT Labs или Golledge. Последние можно спросить в "Толкучке" на "Вегалабе".

[C-r-o-w]

Нашёл осцилляторы от Maxim, как, например, насчет DS1805L? (_http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/DS1085L.pdf)

Или вот еще лучше, специально для аудио-тактования MAX9485 (_http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX9485.pdf)

Что скажете?

P.S. Да, саму MAX9485 я собрался тактировать таким кварцем: 27000 кГц 20ppm 20pF (HC-49/S). Это нормально?

Изменено 14 апреля, 2010 пользователем C-r-o-w

[Lexus]

Подобные генераторы очень критикуют за качество такта. С уровнем "джиттера" они, конечно, пошутили. 21ps - это для 70MHz, ниже много больше. Безусловно, такой генератор подойдет (как и многие другие), можно даже сделать переключение Fs. Больше ничего сказать не могу, лично не использовал. Попробуйте поспрашивать вегалабовцев, были объявления о продаже Golledge на 24.576MHz, они лучше.

[C-r-o-w]

Ок, спасибо за советы!!! Но, думаю, пока обойдусь максимом, тем более это мой первый процесс в цифровом звуке, будет косяки (неправильная разводка ПП итд), так что гоняться за деталями бессмысленно, на первый раз обойдусь тем, что есть. Еще раз спасибо, завтра приступаю к рисованию принц. схемы. Потом ПП... Как нарисую, выложу на критику.

[C-r-o-w]

Вот набросал черновой вариант схемы АЦП. Особо интересует критика по поводу блокировочных кондеров на всех выводах стабилизаторов и цифровых ИМС (не переборщил ли?). Также интересует вопрос с бусинами? Много про это слышал, но, честно говоря, не знаю вообще что это такое и с чем его едят. Также интересно, куда воткнуть индуктивности по питанию? И еще: на всякий пожарный воткнул резисторы по 100 Ом между цифровыми интерфейсами АЦП и передатчика, нужны ли они? Остальное, думаю, вам, господа, будет лень проверять. Но буду благодарен за ЛЮБУЮ критику. Жду замечаний.

P.S. В схеме пока нет входной части, ее буду делать на отдельной плате, позже.

[Lexus]

Я проверил схему. Все в порядке, а говорили полный профан.

Некоторые замечания. Супервизор установите на PCM и DIT, пусть при включении обеспечивает им сброс. В MAX будет достаточно и встроенного power on reset. Во всяком случае, так будет надежнее, поскольку включение некоторых микросхем в работу без такта сопровождается последующими сбоями или полным отказом вхождения в рабочий режим. Номинал подтягивающих резисторов для пинов конфигурации выберите бОльшим, 4.7k - 5.6k, а то при питании +3.3v при каждом замкнутом джампере добавляется 3mА потребления. Величина малая, но абсолютно ненужная, для конфигурационных пинов достаточно и 100uA. А вот для светодиодов ток мал. Миллиампер 10 надо. Резисторы в цифровые линии установили, это правильно. Номинал лучше уменьшить до 33-47 Ом, ни к чему бОльшее затягивание фронтов сигналов. Добавьте резисторы в линии MCLK.

Промоделируйте в симуляторе время включения стабилизатора на LM317. У Вас в схеме установлен конденсатор на пин Adj, это замедляет подачу питания. Защитные диоды желательно установить на все стабилизаторы, но не только на +5v. Шунтирующие конденсаторы 0.1uF необходимо располагать как можно ближе к выводам питания. Ферритовые бусины (ferrite bead) служат как индуктивности. Нормируются по максимальному току и сопротивлению на ВЧ (как правило, на 100MHz). Располагать их необходимо также близко к выводам питания, насколько это возможно. Для АЦП нельзя разделять выводы GND на аналоговые и цифровые. Они все аналоговые и должны иметь кратчайшее соединение с полигоном GND. Здесь: _http://elart.narod.ru/ можно найти очень много полезных сведений по ВЧ дизайну.

[C-r-o-w]

Премного благодарен за критику. Буду править схему

[C-r-o-w]

В MAX будет достаточно и встроенного power on reset.

Ну хоть пин сброса его на +питания повесить? Или это тоже не обязательно. Почему-то во всех этих МС (макс, ДИТ, ПЦМ) как-то смутно написано про сброс при включении... Надо его вешать на высокий лог. уровень - не надо - не поймешь.

Промоделируйте в симуляторе время включения стабилизатора на LM317. У Вас в схеме установлен конденсатор на пин

Протеуса будет достаточно? Или специализированные какие-то симуляторы есть?

Ферритовые бусины (ferrite bead) служат как индуктивности. Нормируются по максимальному току и сопротивлению на ВЧ (как правило, на 100MHz)

Так они заменяемы на индуктивности? Если да, но на какую индуктивность? Это я на тот случай, если бусин в радио-магазине не найду.

[Lexus]

У Вас в схеме для MAX уже указано подключение пина RST к Vdd. Конечно, можно и не подключать никуда, пины сброса внутри ИМС всегда подтягиваются к Vdd, но для надежности оставьте соединение. В даташитах указывают информацию о сбросе при включении. После достижения Vdd порогового уровня, запускается счетчик MCLK до 1024, который по окончанию счета поднимает внутренний RST и разрешает рабочий режим.

Proteus'ом я не пользуюсь, поэтому его возможностей не знаю. Microcap точно может моделировать время включения стабилизатора.

Индуктивности и ферритовые бусины - это несколько разные вещи. В бусинах нет проволочной намотки, поэтому проблема с паразитной емкостью и паразитным сопротивлением не стоит так остро. А это очень важный момент для ВЧ дизайна. Если не найдете ферритовые бусины в магазине (что маловероятно), можете их найти на материнских платах ПК или периферии. Правда, параметры в этом случае будут неизвестны. Выпускаются бусины в таких же типоразмерах, как и резисторы и емкости для поверхностного монтажа, но цвет корпуса - черный.

[C-r-o-w]

Proteus'ом я не пользуюсь, поэтому его возможностей не знаю. Microcap точно может моделировать время включения стабилизатора.

Так, стоп, а каким оно должно быть? )

Если не найдете ферритовые бусины в магазине (что маловероятно)

Был сегодня в радиомагазине. Как и предполагал, там про такое и не слышали; указали мне на ферритовые кольца

Но потом нашел в чип-дипе (а затем и в своем магазине) такой девайс: BLM31AJ601SN1L (даташит приложен). Таковых бусин будет достаточно?

BLM31AJ601SN1L-Murata.pdf

[Lexus]

Так, стоп, а каким оно должно быть?

Для "цифры" - 100...200 мс. Для "аналога" можно больше.

Бусины, да, такие.

[BoXr]

использую PCM1804.как я понимаю аналоговый ФНЧ в нём отсутсвует и надо ставить внешний RC фильтр(один R и один C),верно?

Изменено 22 июня, 2010 пользователем BoXr

[Yury]

Подниму тему. У меня тоже стоит задача оцифровать звук с частотой 96К. Выбор пал на АЦП pcm4202. Очень много вопросов, так как с цифрой никогда не работал. Интересует следующее: 

1. В даташите на 4202 на входе специфичные операционные усилители с дополнительным выводом Vcom, для чего это и можно ли переделать на народные NE5532 (предполагаю что это выход опорного напряжения 2,5 вольта)?

2. Мне нужна частота 96 кГц в режиме предположительно Slave, так как генерация берется от внешнего генератора 24.576 MHz , правильно ли я понимаю из мануала что это SAMPLING MODE Dual Rate 256fS и соответственно логические уровни на FS2=0, FS1=0, FS0=1?

3. Чтобы High-pass Filter работал на выводе HPFD должна быть единица?

Изменено 15 января, 2021 пользователем Yury

[maxssau]

По первому пункту схема есть в даташите к cs5381

[Yury]

@maxssau  да, спасибо, разобрался с этим.

Теперь бы разобраться что такое FMT0 (Audio Data Format Selection)...