Интерфейсные модули

Хочу представить Вашему вниманию USB — I2S конвертер с максимальной частотой дискретизации 384 кГц и максимальным разрешением 32 бита. Он обеспечивает воспроизведение Hi-Res аудио студийного качества.

Основные характеристики модуля:

• Асинхронный интерфейс USB: USB Audio Class 2;
• Разрядность - 24 Bit;
• Поддерживается частоты дискретизации в PCM режиме от 44,1 до 384 кГц;
• Поддерживается DSD64-DSD512;
• Изолированный I2S порт;
• Возможность работы I2S порта в master (опция 2, генераторы распаиваются на плате) / slave режимах (тактовый сигнал приходит с платы ЦАП);
• Четырехслойная печатная плата с выделенными слоями питания и земли;
• Тактовые генераторы — 22.5792МГц / 24.576МГц

Чтобы не отвечать на повторяющиеся вопросы по переделке в slave интерфейсного модуля XingCore, решил опубликовать эту статью.

В развитие темы Обзор и переделка USB транспорта на XMOS (Smpcb) предлагаю вниманию аналогичную доработку более позднего варианта платы XMOS XU-208 Lusya, которую в одном из своих комментариев рекомендовал Serg (aka reverendus), за что ему большое спасибо. В отличие «старой» синей платы, исчезнувшей из продажи, рассматриваемая «новая» зелёная плата пока ещё продаётся (по состоянию на начало 2022 года). Я решил подробно рассказать о своём варианте полноценной модернизации (доработки) такой платы. Результаты модернизации меня порадовали.

AH-TX1 v2.0 — это дальнейшее развитие проектаAH-TX1-lite, в новой плате предусмотрен мультиплексор по USB входу.

По умолчанию, если USB провод к J2 не подключен, выбирается внутренний порт J1 (USB_IN), в случае подключения к J2 вход переключается на него. Данное решение призвано обеспечить совместную работу AH-TX1 v2.0 с однопалатными мини ПК, который планируется встроить в корпус ЦАП-а.

Из всех, опробованным мной, USB модулей на XMOS, это оказался весьма стабильным и наиболее легким для переделки в SLAVE. Данный модуль может стать хорошей альтернативой USB транспорту Amanero.

BeagleBone Black – это мини-компьютер на ARM процессоре. Особо ценен в аудио кругах, тем что позволяется легко организовать сетевой стример и при этом он способен работать по шине I2S в Slave режиме, принимая внешний clock. А это особенно важно при реализации качественного транспорта.

Мной специально была разработана «шляпа», которая реализует гальваническую развязку и интерфейсно совместима с моими конструкциями.

Предлагаю Вашему вниманию еще одни селектор цифровых входов. Реализовано четыре SPDIF входа (2 оптических и 2 коаксиальных) и один USB вход на базе платы AMANERO или XMOS. Отличительной особенность предлагаемого модуля является возможность выдачи информации о текущей частоте дискретизации как со SPDIF входов так и по USB. Также, при работе от SPDIF входов, частота мастерклока составляет 22. 579/24.576 МГц вне зависимости от частоты дискретизации входного сигнала.

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.

Плату рекомендуется использовать с USB модулями переделанными в «слейв» режим (получающие тактовый сигнал с платы ЦАП). При этом плата допускает использование amanero в master режиме, но для это следует использовать другой изолятор (например, ADUM1400CRW), актуальность и целесообразность применения реклока в этом случае резко снижается.

При использовании тактовых генераторов 22.5792 / 24.576 Мгц, применяемых в аманеро, максимальная частота дискретизации при использовании реклока ограничена потолком в 192кГц.

В настоящей статье рассмотрен метод аппаратных доработок для принудительного перевода модуля Amanero в Slave режим. Дело в том, что при экспериментах с платами Amanero, программно переведёнными в режим Slave, выяснилось, что они переходят в него не полностью. В результате на плате остаётся постоянно работающим генератор 22,5792 МГц (так как на его выводе 1 присутствует уровень логической единицы), и на шину MCLK к сигналу от ведущего генератора с платы ЦАП подмешивается сигнал указанной частоты от модуля Amanero, «загрязняя» звук. Указанное явление, вызванное, вероятно, программными недоработками, наблюдалось как с оригинальными, так и с китайскими модулями Amanero, имеющими «на борту» прошивки для ПЛИС — CPLD_1080 (а также Slave_for_1080) и для микроконтроллера — firmware_1099akm, с последующей конфигурацией в режим Slave программой oemtools. По совету авторапроекта ЦАП был опробован описанный ниже способ хардварного перевода платы Amanero в режиме Slave без многочисленных (и, как оказалось для меня — безуспешных) попыток подобрать правильно работающую прошивку. Результат этих доработок, проверенных совместно c платой ЦАП AH-D6 и модулем гальванической развязки, превзошёл все ожидания: звук стал заметно детальнее и чище.

Благодаря Андрею собрал ЦАП AH-D6 и Усь Василича. Огромное ему спасибо за качественные и продуманные платы, за статьи с подробным описанием. Добавил к усилителю управление по проекту Ctrl-Amp. Звуком доволен. Однако захотелось добавить на плату адаптера для Аманеро приёмник АК4113. Потом захотелось управлять входами и фильтрами ЦАПа с пульта. Потом захотелось добавить OLEDы 2004 на ЦАП и Усь. В итоге появились: плата адаптера, плата дисплея для ЦАПа на Ардуино Нано и плата дежурного режима для ЦАПа.

Проект ЦАП AH-D3 было решено обновить и разделить на 2 отдельных устройства. В результате вашему вниманию хочу представить плату простого SPDIF -> I2S конвертера на основе AK4113, которую можно использовать совместно с линейкой ЦАП AH-D1 / AH-D5 / AH-D5.5 / AH-D6 с переводом последних в слейв режим.

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).

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).