Дальнейшая модификация USB транспорта Amanero

Перепробовав огромное количество интерфейсных модулей, стало ясно, что Amanero показывает далеко не лучшие результаты. Конечно же возник вопрос, что мешает этому транспорту «звучать» лучше.  В этой заметке попробую рассмотреть и устранить недостатки модуля в аппаратной части. Софтовую сторону вопроса пока оставим в покое.

Первый блок проблем касается китайских клонов, к сожалению китайцы допускают большие вольности при сборке платы, часто отклоняются от схемы, ставят компоненты неправильных номиналов.

Рассмотрим фото ниже:

Болезни китайского клона

Согласно документации на Atmell в схеме USB приемника должны стоять резисторы номиналом 39Ом (см. пункт 2), а по факту в своем экземпляре, что взял для опытов, был обнаружен номинал 33Ома (во втором зеленом, вообще 47Ом!). Сложилось впечатление, что ставили самое близкое из того, что попало под руку. Данные резисторы влияют на правильное согласование USB кабеля c модулем. Теперь становится понятно, почему кустарные USB кабели с неправильным волновым сопротивлением порой дают лучшую стабильность работы и даже лучшие субъективные показатели звучания в сравнении с правильными, качественными USB кабелями.

Также неправильным оказался номинал конденсатора соединяющего экран в USB кабеле и землю, см пункт 3. В этом месте рекомендуется установить емкость 1нФ-4.7нФ (параллельно еще желательно разместить резистор номиналом 1МОм), что никак не согласуется с номиналом в 10мкф, что были запаяны у меня и резистором 6.8кОм.

Общие рекомендации

Пункт 1 не является доработкой, скорее рекомендация, тем кто использует модуль с внешним питанием при подключении к смартфону, чтобы модуль определялся надо добавить резистор с +5 Usb на землю. Здесь хватит и номинала 10кОм, я запаял, 2.7кОм, что было под рукой.   

Также была обнаружена конструктивная недоработка в разводке платы (в оригинале тоже), петля по линии питания 3.3В. Зачем-то трассировщик платы завел 3.3В питания на одну из ног CPU взяв ее из под брюха ПЛИС, следует отметить, что ноги процессора по этой линии дублируются, т.е. имеют внутреннее соединение, к другой группе ножек походит питание совсем по другой дорожке. В общем тут моя рекомендация просто перерезать «кривую» дорожку и все, смотрим фото ниже.

Теперь стало ясно, почему мои ранние эксперименты по полному разделению питания CPU и ПЛИС на разные стабилизаторы на оригинальной плате не дали никакого результата.

Дополнительный мод питания

В этот раз заморачиваться с разведением питания CPU и ПЛИС по разным стабилизаторам я не стал, но решил добавить дополнительные полимерные емкости на плату для подавления помех от CPU. Дело в том, что линия 3.3В служит еще и для питания портов IO ПЛИС, лишние шумы от CPU в этом случае увеличивают «джиттер» по сигнальным линиям шины I2S. Основную фильтрующую емкость (полимер 560мкФ, 6.3в) я запаял с обратной стороны разъема, который используется для стирания прошивки. Достаточно удобно получилось, что питание +3.3в присутствует на нем и расположен он рядом с CPU. 

Этим можно и ограничиться, но я у себя добавил еще одну емкость поближе к ПЛИС, в «синем» китайском модуле есть недочет в разводке, ПЛИС сидит на трассе питания одного из тактовых генераторов и отделена от общей линии питания 3.3в бусиной, что играет нам на руку. Вот за этой бусиной я и добавил еще одну емкость, которая запаивается в аккурат на пятаки питания тактового генератора, который был удален при переделке модуля в slave. 

Также я увеличил номиналы некоторой блокировочной керамики на плате.

Также, конечно, рекомендуется проделать аппаратный перевод в слейв, предложенный Владимиром в его статье.

Впечатления от прослушивания

На слух прирост качества звука после проделанной работы отчетливо слышен, хотя казалось бы, что там может быть в цифре.