Блок включения и выключения Плеера «RuneAudio» на базе микрокомпьютера «Raspberry Pi 3»

Описываемый блок предназначен для ручного (нажатием кнопки) и дистанционного (с помощью проводного потенциального сигнала «Remote On») включения и выключения Плеера «RuneAudio» на базе микрокомпьютера «Raspberry Pi3» для ЦАП с интерфейсом USB.

Предлагаемый подход к организации процедур управления питанием микрокомпьютера можно использовать также совместно с другими операционными системами на основе Linux (например, «Raspbian»), при наличии установленной библиотеки RPi.GPIO и транслятора с языка Python3. Кроме наличия дополнительной платы блока управления питанием требуется соответствующая программная поддержка на уровне операционной системы, предусматривающая как выдачу внешнего управляющего сигнала программного завершения работы микрокомпьютера («shutdown -h now»), так и опрос сигнала обратной связи от микрокомпьютера («Ready»), сигнализирующего о его готовности, т.е. о состоянии загрузки операционной системы. Такая программная поддержка уже реализована в настроенных образах операционной системы «RuneAudio», ссылки на скачивание которых приведены в конце статьи. Эти образы, предназначенные для записи на карту Micro SD, обеспечивают поддержку символьного индикатора 1602 или 2004, кнопок управления и ИК приёмника.
Перед рассмотрением работы собственно блока включения и выключения приведём схему его интеграции в уже существующую систему с индикатором, кнопками и ИК приёмником:

На приведённом рисунке видно, что блок подсоединяется к микрокомпьютеру тремя проводами: земля «Gnd», сигнал выключения «/Shutdown» (активный низкий уровень сообщает операционной системе микрокомпьютера о необходимости завершения работы) и сигнал готовности «Ready» (активный высокий уровень показывает, что система загружена). Распиновка портов GPIO («General Purpose Input Output») приведена по системе BCM («Broadcom»), принятой для библиотеки RPi.GPIO. Указанные сигналы «Gnd», «/Shutdown» (GPIO9) и «Ready» (GPIO10) соответствуют физическому расположению контактов разъёма с номерами 21, 19 и 25. Следует заметить, что в настройках файла конфигурации системы можно поменять номера используемых для этих целей портов GPIO на другие (будет описано ниже).

Плеер «RuneAudio» на базе микрокомпьютера «Raspberry Pi 3» для ЦАП с интерфейсом USB

Плеер обеспечивает высококачественное воспроизведение цифровых аудиозаписей в форматах PCM (файлы FLAC, MP3, WAVE, AAC, ALAC) и DSD (файлы DSF, DFF), хранящихся на USB носителях — флэшках и внешних жёстких дисках (HDD) с файловыми системами FAT32, NTFS, или находящихся на сетевых накопителях (NAS) и в «расшаренных» папках, доступных по локальной сети через проводное соединение LAN (предпочтительнее) или через беспроводное соединение Wi-Fi. Имеется также возможность прослушивания потокового веб-радио через Интернет.

Модуль индикации для аманеро

модуль индикации для amanero

При создании проекта ЦАП-а хотелось получить законченную конструкцию. Так в дополнение к адаптеру для аманеро v1.4 решено было разработать модуль индикации. 

Модуль выводит на экран информацию о текущей частоте дискретизации, используя пины F0-F3 на аманеро. Но стоит отметить, что их функциональность была добавлена только в свежих прошивках аманеро. На китайских клона со старой прошивкой, опция «Enable F0, F1, F2, F3» (включаемая в oemtools) может оказаться нерабочей. Для работы модуля требуется включение F0-F3.

Высококачественный ЦАП AH-D6 версия 2.0


Как показал опыт эксплуатации AH-D5, большинство тактовых генераторов, в частности используемые NZ2520SD(A), не реализуют полного гашения генерации в неактивном режиме (только Z-state выхода). Поэтому в новом устройстве было решено уделить особое внимание полному гашению генерации неактивного клока и возможности полного отключения обоих генераторов при работе в ведомом режиме.

Устройство совместимо с транспортами Bolero (DSD version) или Charleston от Energy Audio без каких-либо дополнительных переходных устройств.

Селектор входов I2S для ЦАПа AH-D5

Собирая данный цап я понимал, что одной китайской аманеры мне точно не хватит. Мне еще нужен как минимум один оптический вход. Посмотрел в сторону готовых конструкций, и, ни одно устройство не понравилось по некоторым причинам. Было принято решение делать свое.

Для двух оптических входов применена AK4113 в master с оптическими приемниками PLR135/T9. В master она работает потому, что воспроизводит звук лишь с телевизора, и не более. Плата китайской аманеры установлена вверх ногами, для получения низкого профиля при монтаже платы. Она работает в slave. Отдельное спасибо Анатолию Wired за схему для подключения одноплатного компьютера beaglebone black. При его применении и условии, что он питается от отдельного источника появляется возможность включать — выключать цап кнопкой без фиксации. На плате предусмотрен разъем для подключения реле, контактами которого можно коммутировать первичную обмотку трансформатора. Если же отказаться от использования, то Q1 нужно заменить перемычкой.

Программирование микросхем AKM для работы в soft mode на базе ATmega88

Доброго времени суток. Полгода назад, в связи с решением проектировать в качестве ВКРБ схему ЦАП+усь, встал вопрос выбора подходящей микросхемы для того, чтобы использовать её в качестве «сердца» разрабатываемого устройства. Поскольку актуальные версии микросхем ЦАП от Sabre являются труднодоступными, как и даташиты на них, было принято решение проектировать на чипах AKM. Субъективно, в моём личном топе они занимают благодарное второе место (приходилось много слушать 4490). Таким образом было принято решение использовать AK4493EQ. Он заметно опережает 4490 по своим характеристикам и несильно уступает 4497 при вшестеро меньшей цене.

Так и подкрался вопрос о проектировании цифровой части (в первую очередь).

Поскольку интернет пестрит огромным количеством готовых конвертеров USB->I2S, в условиях сильной ограниченности по времени решено разрабатывать устройство с поддержкой стандартов Bolero и не изобретать велосипед. Получилось то, что изображено на рисунке.

Качественный ЦАП AH-D6 mk0 с поддержкой DSD и PCM на ak4490

Чтобы не было путаницы с версией цапа AH-D6 mk3 на AK4493, все основные материалы по модификации mk0 (на AK4490EQ) я решил вынести в отдельную статью.

ЦАП AH-D6 mk0 на AK4490

Цап поддерживает воспроизведение форматов PCM 44.1-384kHz разрядностью до 32 bit, DSD64, DSD128, DSD256.

Как было мной замечено в основной статье AK4490 согласно документации позволяет увеличить питание VDDR(L) до 7.2 вольт, что при пониженном питания Vref позволяет добиться некоторого снижения уровня искажений.

Высококачественный ЦАП AH-D6 с поддержкой DSD и PCM, 2-in-1 на ak4493/ak4490

В процессе доработки и оптимизации трассировки новой версии платы AH-D5 было обнаружено, что Asahi Kasei Microdevices выпустили новый ЦАП AK4493EQ, который позиционируется, как замена ak4490EQ.

DSD ЦАП AH-D6 на ak4493

Просмотрев документацию на новый чип, стало ясно, что путем минимальных изменений платы его можно применить вместо ak4490. Поэтому я решил сразу сделать новую плату в которой, можно применить как ak4490, так и ak4493.

На текущий момент уже доступна новая версия ЦАП AH-D6 v2.x.

Плата адаптер для USB модуля Amanero для подключения к ЦАП AH-D5 / AH-D6

В качестве дешевой альтернативы транспортам от energyaudio.ru было принято решение использовать китайский клон amanero. Для удобства подключения свистка к моим ЦАП-ам AH-D5 / AH-D6 была разработана плата-адаптер, в которой я реализовал гальваническую развязку по шине i2s (ADUM1401CRW) и линиям управления ЦАПом (ILD207T). 

Модуль гальванической развязки Amanero по I2S

По умолчанию плата предусматривает использование amanero в slave режиме. При этом плата допускает использование amanero в master режиме, но для это следует использовать другой изолятор (ADUM1400CRW).

Простой ЦАП на CS4398

Сейчас хочется рассказать о своём первом ЦАПе. Работа по созданию серии цифро-аналоговых преобразователей началась еще в 2016 году. Изучалась сопутствующая литература, выбиралась элементная база. Были заказаны инженерные образцы от известных производителей. Кстати, на тот момент гиганты полупроводниковой электроники свободно высылали свои детали всем желающим, причем за свой счет. Были получены сэмплы от Analog Devices, Cirrus Logic, Atmel. Сейчас к сожалению никто в Россию высылать не хочет, видимо санкции дают о себе знать.

На самом первом этапе выбор пал на ИМС ЦАП CS4398. Давняя любовь к циррусовским преобразователям началась еще со времен звуковых карт Creative, неплохое звучание X-Fi xtreme music на CS4382 дало толчок к освоению именно данных ДС ЦАП.

К моменту начала проектирования CS4398 в линейку циррусов позиционировался как Flagship perfomance, т.е. имеющий наилучшие характеристики в их линейке. ИМС довольно древняя, начало 2000х годов. Совсем недавно появился CS4399, но в свободной продаже я их пока не увидел.

Характеристики ЦАП:

— входной формат: PCM I2S, RJ, LJ от 16 бит 32кГц до 24 бит 192 кГц;

— выход небалансный, 2В (RMS);

— питание 4 канала: 5-12В, 8-12В, ±15В

Высококачественный ЦАП AH-D5 с поддержкой DSD и PCM

Предлагаю вашему вниманию высококачественный ЦАП с поддержкой форматов PCM и DSD. Устройство выполнено на премиальном цифро-аналоговом преобразователе AK4490 от Asahi Kasei Microdevices.

DSD and PCM dac AH-D5 on ak4490

При относительной простоте и невысокой себестоимости, ЦАП обладает отличным звучанием и превосходными парамерами. Устройство совместимо с транспортами Bolero v2 или Charleston от Energy Audio без каких-либо дополнительных переходных устройств.

AH-D3 простой SPDIF ЦАП на ak4490 и ak4113

На замену ранее предложенному мною ЦАП-у на базе AD1853 решено было собрать новый ЦАП AH-D3 на базе значительно более совершенной — ak4490.

При построении изделия ставились следующие цели:

  1. Проект должен быть открытым;
  2. Обеспечивать оптимальное соотношение цены и качества;
  3. Легкость повторения;
  4. Небольшие габариты;
  5. Компоновка всего устройства на одной плате.

Для подключения устройства решено было ограничиться поддержкой только Spdif интерфейса с реализацией двух входов: оптического (toslink) и коаксиального (coaxial). В качестве цифро приемника была выбрана давно проверенная AK4113. 

Качественный дискретный выхлоп для ЦАП

Еще давно для сборки качественного ЦАПа мною была приобретена микросхема PCM1794. К сожалению, в экспериментах с ней мне не удалось добиться желаемого звука, заметно превосходящего звук твикнутого мной Asus Xonar ONE. Поэтому макет с PCM-кой был отправлен пылиться на полку. И вот недавно я решил опробовать дискретный выхлоп. Первым делом на макете был собран выхлоп по мотивам Семигора. Результат мне понравился, с дискретным выхлопом ЦАП звучал весьма приятно, появилось желание переслушать старые записи, чего я не замечал с старым выхлопом на операционниках.  

В ходе дальнейшего совершенствования было решено применить jet-полевики 2sk117/2sk170 в дифкаскаде. Субъективно, с полевыми транзисторами звук стал еще более ровным и легким.

Дискретный выхлоп для PCM1794 / PCM1796

Дальнейшие эксперименты привели меня к следующей схеме дискретного выхлопа для PCM1794:

Преобразователь ток-напряжение выполнен на резисторе (R1 и R2),  cумматор на дискретных элементах.

Простой ЦАП на AK4113 и AD1853

После прослушивания в дружеской компании "нового усилителя Василича" в связке с моим ЦАП на АК4399, меня попросили порекомендовать максимально простую, но прилично звучащую схему ЦАП с поддержкой hi-res для дальнейшей самостоятельной сборки. Подключение — оптика и коаксиал.

Я предложил собрать цап на связке AK4113 + AD1853 или АК4399. Вариант с АК4399 отпал по причине отсутствия в наличии свободных микросхем, а с первыми двумя я мог сразу помочь. Другие общедоступные и опробованные мной AD1955, PCM1794, PCM1798 хоть и имеют лучшие параметры, субъективно не позволили мне добиться более качественного звука чем с AD1853 и AK4399.

Ранее в процессе экспериментов с AD1853 было обнаружено несколько неприятных ее особенностей:

  1. несимметричность модуляторов;
  2. появление постоянки в 60-80 мВ на выходе выхлопа при отсутствии мастер клока,
  3. субъективное ухудшение качества звука в форматах отличных от RJ24/16

К сожалению большинство общедоступных схем на базе AD1853 страдают от этих недостатков и в добавок не могут похвастаться поддержкой частот дискретизации до 192 кГц. В новом ЦАП я решил устранить все эти недостатки.

В качестве цифроприемника была выбрана AK4113, так как обладает низким значением джиттера и поддерживает прием данных с частотой дискретизации до 216кГц. Также микросхема очень удобна и проста в управлении в режиме «parallel mode», что позволило выбрать оптимальный выходной формат (RJ24) для AD1853 и выставить 2 кратную интерполяцию при работе с частотами дискретизации более 48кГц (для 44.1 и 48кГц кратность — х8). На практике хоть AD1853 и заработала с кратностью х4 даже с частотами 176,4/192 кГц, но измерения показывают значительный рост шумовой полки и  искажений в таком режиме по сравнению с х2.

Схема ЦАП на AK4113 и AD1853

В итоге мной была предложена следующая схема:

ЦАП на AK4113 и AD1853

 В преобразователе ток-напряжения выбран OP42. В звене вычитателя использовал хорошо зарекомендовавшую себя связку AD744 c буфером Buf634.

Качественный ЦАП на базе AK4399

Эксперименты с AK4399 показали очень сильную зависимость качества звучания от организации питания аналоговой части AK4399.