Качественный USB-I2S аудиоинтерфейс AH-TX1-lite
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-DSD256;
- Изолированный I2S порт;
- Возможность работы I2S порта в master / slave режимах;
- Четырехслойная печатная плата с выделенными слоями питания и земли;
Схема USB-I2S транспорта AH-TX1-lite
Сердцем интерфейса является XMOS XU208. Так как самостоятельная прошивка XMOS дело непростое, которое требует специального программатора, было принято решение сделать для «народного» повторения lite версию плату с полным совпадением назначений выводов с «зеленой» китайской платой. Другими словами такую китайскую плату предлагается использовать, как «суповой набор». Прошивку ее разработчики, как я предполагаю, позаимствовали у Singxer Q1, она действительно хороша, весьма стабильная и без явных проблем и ошибок.
Схема питания
Для питания ядра XU208 можно использовать, как линейный низкошумящий стабилизатор LP3878-ADJ, так и импульсный преобразователь на TPS560200 («опция 1» на схеме). Следует отметить сильный нагрев линейного стабилизатора LP3878-ADJи высокое итоговое потребление USB интерфейса (до 500мА) в случае его применения. Поэтому сверху на плату рекомендуется установить дополнительный радиатор. При использовании импульсного преобразователя итоговое потребление значительно меньше, менее 250мА. При этом, в отличии от китайских поделок за счет грамотной разводки платы и хорошей фильтрации входного питания негативное влияние «импульсника» сведено к минимуму.
Внимание, при использовании «опции 1» дублирующий C42 не распаивать, как и линейный стабилизатор U7!
Плата допускает установку штатных тактовых генераторов 22.5792МГц / 24.576МГц на плату (опция 2) для реализации master-режима I2S. По умолчанию предполагается, что модуль работает в slave режиме, те получает внешний тактовый сигнал с платы ЦАП.
Китайские платы
С китайских плат в качестве «супового набора» берем: XU208, флешку и тактовый генератор на 24Мгц.
В качестве «донора» подходят следующие платы:
Импульсный преобразователь для линии 1В с этой платы можно также применить в AH-TX1-lite. В этом случае резисторы делителя обратной связи стабилизатора следует тоже взять из китайской платы. Соответствующие метки на AH-TX1 подписаны на картинке выше. Дублирующий C42 не распаивать, как и линейный стабилизатор U7!
А вот с этой платы импульсный стабилизатор в качестве донора не подойдет. Как можно видеть тут даже корпус другой — sot23-6.
Стабилизатор на 3.3V на обоих платах (см. верхний левый угол) можно использовать в AH-TX1-lite. В обоих моих экземплярах им оказался LP5907-3.3 причем оригинальный, что было удивительно для таких дешевых китайских плат.
Странное посадочное место для U5 объясняется тем, что плата AH-TX1позволяет использовать супервизоры питания с обоих китайских плат, как в sot23-3 так и SOT143-4 корпусах.
Печатная плата
USB-I2S аудиоинтерфейс AH-TX1-lite выполнен на 4-слойной плате размером ~79х42мм. По посадочным местам модуль совместим с платами переходников-изоляторов для amanero, но к сожалению положение USB разъема отличается по высоте.
Распиновка разъём I2S
Разъём i2s имеет распиновку Lynx Audio. Контакты 2, 4, 6, 8 — земля ЦАПа. Контакт 9 — питание гальванической развязки 3,3В со стороны ЦАПа.
Контакты 1, 3, 5, 7 — сигналы шины i2s:
| Формат | Pin 1 | Pin 3 | Pin 5 | Pin 7 |
| PCM | BCK IN | SDATA IN | LRCK IN | MCLK IN/OUT |
| DSD | DSD BCK IN | DSD LEFT IN | DSD RIGHT IN | MCLK IN/OUT |
Контакт 10 — сигнал сброса ЦАПа при смене частоты дискретизации или PCM/DSD режима. Низкий логический уровень — нормальная работа, высокий логический уровень — сброс.
Разъем CONTROL
Контакты 2, 4, 6, 8 10 — земля. Остальные контакты 1, 3, 5, 7, 9 представляют собой открытый коллектор оптопары который должен быть подтянут на стороне ЦАПа к нужному напряжению резистором от 6,8кОм до 47кОм.
Контакт 1 — сигнал включения нужного генератора мастерклока (на частоту х44.1кГц либо х48.0кГц).
Контакт 3 — сигнал Connect. ЦАП активен, если уровень «0». При подаче «1» ЦАП переходит в режим Mute.
Контакт 7 — сигнал PCM/DSD. Уровень «0» определяет наличии DSD потока на выходе. Для PCM потока — уровень «1».
Контакты 5, 9 — выдают информацию о частоте дискретизации согласно таблице ниже:
Хочу платку!
Присоединяюсь
Все бы хотели) не городить эту 2хэтажную конструкцию, а всё чётко, компактно и с душой сделать.
Пишите в личку, 4 платы остались, цена 1000р/шт, ссылка для заказа на pcbway тоже будет.
-4шт. Платы все разошлись
скорее всего 2шт. понадобится, пока не определился) возможно уже и ссылка для заказа появится, когда 2я китайская XMOS приедет.
Ссылку для заказа опубликовал
Спасибо! заказал
С линейным стабилизатором при питании 5в этот самый стабилизатор греется неимоверно, доп радиатор обязателен. Конденсаторы тоже желательно ставить все полимерные, при ее рабочей температуре и частом использовании обычные, даже фирменные, проживут не долго.
Да, с линейным стабом для 1в, нагрев сильный, без радиатора в области термалпада на плате летом 82гр! Входное напряжение питания модуля в этом случае можно снижать до 4в, если позволяет модуль питания. Это заметно облегчит тепловой режим.
Кроме сильного нагрева хочу еще добавить, что потребление модуля с линейным питанием почти 0,5A. Трансформатор на 5VA (одна обмотка 9в/0.5А), который ранее использовал для bolero с этим модулем тупо не справился, напряжение после диодного моста с ним просело с прошлых 11в до 7в. Пришлось менять на 15VA, совет, берите транс с запасом. Кроме этого столкнулся с перегревом LM7805 в модуле питания, пришлось думать над ее охладом. В той версии платы, что я собирал, не было опции с импульсным питанием, на ее месте находился разъем для программатора.
Звук с этим модулем стал намного лучше, чем был с bolero. Возросла детализация, исчезла грязь с высоких. Звучание получилось в целом более натуральное. Большое спасибо автору, что он поделился такой разработкой.
Хорошие результаты можно получить со стабилизатором Low Drop L4940V5 и диодами Шоттки в выпрямителе VS-10BQ015-M3/5BT — с очень малым падением напряжения, у меня так и работает, и почти не греется.
Мне кажется, проблема в трансе, 9V на выходе моста 12 с копейками, засаживаем до 5V — 7,5v просадить на пол-ампера! У меня трансик 6Вт торэловский, вторичка на 6,5в KIA7805. Грузил 7,8(2х3,9ом 10Вт) 2,5ч: нагрев и транса и стаба абсолютно не напрягал.
Предлагаю тупо смотать часть витков.
Генератор феном сдувать?
А что есть другие способы
Есть, если не знал — подогрев всей платы
Я бы так не делал.
Почему? Это же заводской метод пайки! нижняя печка для плат.На али за 300р можно купить небольшого размера
Верхнюю часть платы при этом тоже нужно будет греть, кварц легко одним феном снимается.
Никогда так не делал, нижнего подогрева всегда хватало, у меня 300W, я его включаю через регулятор — выставляю температуру 250-270 и вперед. Положил платку- сек 20-30 и пинцетом(или лопаткой- если много) снимаешь.
Стрёмно так. Я делаю если деталюшка дорогая, или нельзя нагревать ее как допустим корпус смд светодиода или разъём микроюсб. Просто сверху припоя пропаиваю сплавом Вуда. Обычно этого хватает даже не прибегая к фену пока, вторую ногу пропаиваешь сплавом он сам от платы отпаивается целиком.
Ну а генераторы можно пропаять сплавом четыре ноги, а дальше феном с температурой градусов 150* (можно и меньше зависит от размера детали идр.) и всё без риска перегреть отпаяется.
я бы вообще избегал сплав вуда, в нем кадмий который не слабо ядовит, отравишься не заметишь как, генераторы по несколько раз феном и припаивал и отпаивал, пока все работают
Ну тогда можно и сплавом Розе, я им тоже пользуюсь.
У него tпл.=98*С
на этой плате лучше такими припоями ничего не паять, отвалится от нагрева
Это я предложил, для тех кто боится Кадмия в сплаве Вуда, использовать для выпаивания критически важных узлов которые боятся перегрева.
Вопрос то был как без риска если в своих силах не уверен выпаять генераторы с платы да и не только их. Я предложил сплав Вуда или Розе. Допустим в планшете выпаять разъём питания не то что не повредив разъем, а не законтачив вовсе плату попросту не выдет. Поэтому эти два сплава — это практически единственный способ не только без проблем выпаять пластиковый разъем не испортив, да и плату тоже.
Тут наверно стоит уточнить генераторы мастерклока планарного исполнения имеют в своём основании теплопроводную керамику — это обычно оксид алюминия или нитрид алюминия. Пропаивая последнюю ногу сплавом Вуда генератор сам отпаяется, помощь фена врятли понадобится. Как говорится, всего лишь два взмаха паяльником.
Как тут рейтинг 3 набрать?
Статья или полезные комментарии
Доброго времени.
— Подскажите, я так понимаю, данная плата способна работать в режиме приема сигнала синхронизации? И получается, подходит для плат ЦАПов с тактовыми генераторами на борту?
— По сути, нам нужно купить китайскую плату чтобы выпаять чип XMOS с уже готовой прошивкой (предположительно Singxer Q1), верно?
— Что дает опция 1 — импульсное питание по линии 1В? Экономичность?
«в режиме приема сигнала синхронизации? И получается, подходит для плат ЦАПов с тактовыми генераторами на борту?»
— она изначально под этот вариант и проектировалась, опция с тактовыми генераторами это лишь приятное дополнение.
«По сути, нам нужно купить китайскую плату чтобы выпаять чип XMOS с уже готовой прошивкой (предположительно Singxer Q1), верно?»
— да, платы доноры, которые проверены, в статье приводятся
«Что дает опция 1 — импульсное питание по линии 1В? Экономичность?»
— экономичность, меньший нагрев, точнее его полное отсутствие.
А синие платы с надписью SmPcb подходят?
P. S. Есть еще CM6631a, для нее открыта прошивка (https://www.diyaudio.com/community/threads/cm6631-... ), мало ли кому интересно будет. Как в slave перевести не выяснил, возможно что никак. Накидал для нее amanero-совместимую платку ( www66.zippyshare.com/v/PLKeX7U6/file.html ):
Синие («старые») платы не подходят, у них прошивка другая.
Она вроде dsd не умеет, смысл с ней связываться....
Теряется поддержка весьма интересного формата.
dsd есть возможность с альтернативной прошивкой в подобных платах, использую асинхронный вариант CM6632a Manual
Почитал, особых преимуществ не увидел, только вход для ацп есть и многоканальность .
Еще + меньшее энергопотребления и нагрев.
К звуку это никакого отношения не имеет.
Народная плата, но ссылки закрыты, это как?
А я нигде не писал, что для «всенародного» повторения.
В группе ProSound публикуются конструкции повышенной сложности, требующие определённых знаний в области радиотехники и понимания. Просмотр материалов группы свободный, но с ограничениями. Некоторые фрагменты и вложения доступны для просмотра только по достижению определенного рейтинга.
Будьте активны на сайте. Напоминаю, что каждый голос за Ваш комментарий добавляет +1 пункт к вашему рейтингу. Голоса за опубликованную статью добавляют целых +5 пунктов к рейтингу. Для просмотра большинства материалов достаточно набрать рейтинг более 3 пунктов.
Андрей, а что за микросхема стоит на оригинальных платах между генераторами? Удалось разгадать? Буфер какой?
Предположительно SN74LVC2G157
Схема тут. Коммутатор SN74LVC2G157DCT.
Собрал и я наконец-то свой экземпляр, платы с pcbway долго добирались.
Андрей, огромное спасибо за то, что продолжаете безвозмездно радовать посетителей сайта новыми вариантами изделий!
Т.к. фотка верха уже есть в статье, то пусть будет и фотка снизу (для варианта без кварцев и с применением TPS560200).
P.S. Для работы дисплея, с этой платой, нужно использовать прошивку «ah-i6-xmos-u208-f-swap», за которую хочу выразить отдельную благодарность Владимиру (aka Pushok62).
В процессе эксплуатации платы AH-TX1 выяснилось (правда, у меня технологический вариант, но это, наверное, сути не меняет), что после отключения кабеля USB не гаснет светодиод LED2 и не обесточивается питание чипа XMOS (+3,3V и +1V), так как остаётся активным сигнал Enable на выходе оптрона VO1. Думаю, что это может происходить из-за «подпитки» шины VBUS порта USB через чип XMOS. Так или иначе, это «вылечилось» уменьшением номинала резистора, включённого параллельно шине VBUS (R12=47 кОм) до 2,2 кОм. При бо́льших номиналах отключение не работает.
Да, про этот резистор (bleeder resistor) есть упоминание в даташите, можно менять его, но лучше будет ИМХО подобрать R4. Даже и не пробовал без USB включать, вечером гляну =)
Если подбирать R4, то это игра пороговых напряжений получается. Я обратил внимание, что напряжение на портах USB может отличаться. Так, например, в моём ноутбуке оно занижено до 4,86V, и это тоже может влиять. И ещё зависит от порогового напряжения на входе Enable стабилизатора. А при уменьшенном номинале R12=2,2k физическое отключение кабеля приводит к обнулению шины питания по USB, при этом ток, потребляемый от порта при подключённом кабеле, составляет всего порядка 2,2 мА. На работу чипа XMOS этот номинал, по всей видимости не влияет, но от него зависит работа узла формирования сигнала Enable. Кстати, перемычка JP1 у меня установлена в положение запитки +5V от внешнего разъёма «PW_EXT», это тоже может влиять. В положении «USB» шина питания разъёма USB будет нагружена относительно низкоомными входными цепями стабилизаторов (параллельно R12 через диод D1), и поэтому эффект будет другой.
Для решения проблемы без лишних манипуляций, согласен, установка R12=2,2k кажется лёгким выходом из ситуации. Без структурной схемы чипа особо и не поймёшь, по какой причине возникает утечка, да и в даташите так же могут содержаться ошибки… У меня плата запитывается, как и у Вас, от внешнего источника с перемычкой «PW_EXT». Ещё, в зависимости от ОС и выбранных настроек питания USB порта, возможны другие танцы с бубнами =)
upd: Добрался до железки, светодиод не гаснет при изъятом USB. После уменьшения номинала R4 всё стало нормально.
Надо глянуть. Спасибо за инфу.
Проверил у себя. Светодиод led2 гаснет, при отключении USB.
Запустил платку. Собрал на стабе lp3878, в ущерб универсальности. Пробовал для интереса питать от usb, работает, но не стабильно ( сильно просаживает питание usb). Но, это мелочи. Звук, по сравнению с двух этажной аманерой, интересней. Первое, что бросилось в уши детальность, разрешение. Аманеро по жирнее будет. Спасибо админу за вкусные разработки!
Как нагрев 3878?
Нагрев приличный, надо ставить небольшой радиатор на термалпад. Как выше уже отмечали, также большой нагрев стабилизатора 7805 с радиатором в б.п., у меня до 60 градусов.
Я сначала поставил небольшой радиатор 10x10x10 мм, но потом вырезал побольше — использовал часть от какого-то радиатора:
С таким радиатором можно смело пальцем дотрагиваться :).
В питание транспорта +5V лучше ставить с низким падением напряжения стабилизатор L4940V5, а в выпрямитель — диоды Шоттки VS-10BQ015-M3/5BT. У меня пока так работает, хоть и на пределе, с трансформатором ТТП-3 6V 0,4A. Сейчас в намотке трансформатор помощнее ТТП-10, с обмоткой 6V 1A.
надо снижать напряжение питания, делать такое, что б работало стабильно и максимально низким было, 1.8в на пример, такие стабилизаторы вполне продаются
Не получится, это придется плату переделывать, так как там +5 вольт общее подается и используется ещё для других целей (надо дорожки резать, внешние «сопли» вешать).
Легко, не запаивая дросселек L7, подпаиваемся проводом и на внешний стабилизатор .
Собрал свой экземпляр с таким радиатором, нагрев более чем умеренный, радиатор еле теплый, а сам чип, палец терпит
Ради интереса, попробую импульсное питание (option1 на плате). Если разницы не будет, то и смысла нет, греть все это.
А я наоборот решил «всех посмотреть», если что потом уберу LP, индуктивность и TPS есть в запасе, а вот для завершения 2й платы оптопары MOCD207M пока не подъехали...
Я сравнивал звучание ещё «старых» синих плат XMOS в ходе поэтапного процесса их доработок — замена импульсного стабилизатора ядра +1В на линейный давала существенный прирост по звуку.
Для информации. Решил внедрить в корпус цап транспорт, вместо двухэтажной аманеры. Подогнал стойки по высоте, но не сошёлся размер по горизонтали usb разьема ( на глаз около 2мм). А в целом, транспорт зачётный.
Кто-то сравнивал AH-TX1-lite с Beaglebone Black + гальваническая развязка?
Как результат сравнения, есть ли разница и в чью пользу?
А что вам даст чужое сравнение, сценарии использования устройств у большинства разные?
Ну, если прицепить AH-TX1-lite к Beaglebone Black по усб и пустить вывод на него, то разницы не услышите, если, конечно, разберетесь с заиканием (придется поиграться с версиями прошивки pure и выбором ядра). А если слушать с ПК, то очень много решает ваша ОС, используемые драйвера и плеер. Самый популярный сценарий windows и вывод через asio в foobar значительно уступает всем опробованным мной сценариям воспроизведения через BBB. Если перебраться в HQplayer уже чуть повеселее.
Хотите результат сопоставимый с BBB, используйте Roon + Euphony на специальном подготовленном для аудио ПК.
Я уже ушел от ПК как источника. В данный момент у меня источником служит SSD + NanoPi NEO2 + плата формирователя, под управлением Volumio, все с раздельным безимпульсным питанием. Интересен тот же сценарий, где SSD + NanoPi NEO2 будут выступать в качестве источника подключенные к AH-TX1-lite по USB. Знакомый говорит не стоит заморачиваться и лучше в качестве источника сразу взять Beaglebone Black + плата гальванической развязки. Вот я и задался вопросом будет ли тут изменения в качестве звучания и что для качества звука в моем случае окажется предпочтительнее.
P.S. В перспективе планируется попробовать ваши изделия на чипах ROHM или изделие на AD1862, если конечно оно появится. Поэтому и присматриваюсь уже сейчас к AH-TX1-lite или Beaglebone Black + плата гальванической развязки.
В вашем случае, наверное, бы послушал совета знакомого.
Изделия на AD1862 не планируется, так как чипов AD1862 я так и не достал.
Спасибо за ответы.
А на BD34301EKV стоит ожидать появление проекта?
Скорее всего да, но не скоро. Через пол года где-то.
Это устройство будет реализовано на одном чипе или вы замахнулись на двойное моно?
на 1, не вижу смысла в 2-х, итак у чипа уйма отдельных независимых линий питания, тут хотя бы для одного грамотно реализовать, куда там два
В принципе да. В ДШ там еще целая последовательность power on/off с тайминг-чартами.
А с другой стороны, в ДШ приведены схемы двойного моно в примерах использования.
PS мне все же удалось привезти из Японии 2 ЦАП-чипа из чип1стоп. Не очень-то их и берут. Было 118, когда я покупал. Сейчас в стоке 112. Причем за все это время никто, кроме смсл ничего не выпустил (CD плеер за 1млн — за скобками).
Ссылки для быстрого заказа плат в Китае не будет?
Ссылка есть, но доступна при рейтинге от 3 пунктов.
Схема блока питания для платы есть, если питать не от USB, или особых требований нет?
Будете использовать вариант с линейным питанием, будьте готовы к сильному нагреву и первичного стабилизатора.
«итоговое потребление USB интерфейса (до 500мА) в случае его применения».
Сегодня ради интереса измерил потребление тока технологического варианта платы AH-TX1 V1.0 по линии питания транспорта +5В — получилось порядка 0,35А в режиме воспроизведения. Конечно, линейный стабилизатор +1В греется очень сильно, рассеиваемая мощность получается около 1,5 ватт. К нему на плату хорошо бы подошёл медный игольчатый радиатор с основанием 10x10 мм и высотой 20 мм, хотя это дорогое удовольствие.
Вот такая не подойдет https://aliexpress.ru/item/4000393237525.html?spm=... или у неё прошивка другая?
Такая, конечно же, не подойдёт...
Искать надо подобные этим:
https://aliexpress.ru/item/32882578851.html
https://aliexpress.ru/item/32844378145.html
https://aliexpress.ru/item/32817025943.html
именно, прошивка другая с другими функциональными назначениями выводов XU208.
За месяц использования, отмечу четкое срабатывание дисплея на погасание в режиме ютюба, без аплеера. В аманеро такого не наблюдалось.
Ребят, керамика-конденсаторы питании xmos до и после стабилизаторов, преобразователей это зло и яд для ушей, нужно всё менять на полимеры и тантал. Лучше уж плёнка чем керамика.
Это же питание цифровых цепей, не аналоговых, никакого вреда там от керамики нет, кроме пользы.
То что ты поставил полимеры 560мкф вместо электролитов это очень правильно, чтобы понять о чём я говорю попробуй заменить керамику в питании преобразователей, стабилизаторов xmos на тантал 10мкф-22мкф, тогда поймёшь о чём я говорю.
Пробовал тантал, хуже с ним было, чем с керамикой большой ёмкости.
Тантал годится на порты IO, а на ядро считаю керамику лучшим вариантом.
Я кстати менял, разницы значимой нет, как и яда для ушей не услышал с керамикой. Просто надо хорошо фильтровать сетевое питание. Ну и контролировать поведение конкретных стабов на генерацию в обоих случаях. Если ее нет, то и разницы на слух не будет слышно. Тем не менее с танталом шанса ее словить меньше с LP5907 и особенно с непонятными фейками на нее, поэтому рекомендация не лишена смысла.
Для ядра керамика, без вариантов так как с импульсным стабом намного лучше ведет себя керамика, да и с линейным LP3878 тоже.