audiohobby.ru audiohobby.ru

Обзор и переделка USB транспорта на XMOS (Lusya)

В развитие статьи Андрея 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.

Дорабатываемая исходная плата выглядит так:

Из дополнительных особенностей платы можно отметить:

  • земляной слой фольги платы используется только на одной стороне — снизу;
  • контакты F3, F2, F1, F0 расположены «правильно» — как на плате «Amanero» (на синей плате их порядок зеркально перепутан: F0, F1, F2, если считать сверху) — это, конечно, не принципиально, и при желании можно «перекинуть» провода крест-накрест, но я всё-таки сгенерировал под эту плату для модулей индикации отдельную прошивку с обозначением «F-SWAP»; заметим, что на обеих платах сигнал F3 не используется;
  • контакт 1 разъёма I2S соединён с земляной шиной (вместо требуемого сигнала 22.5792 MHz clock selector, как на плате Amanero);
  • на контакт 11 указанного разъёма заведён неиспользуемый сигнал SPDIF (вместо требуемого сигнала Mute, который вместо этого соединён с контактом 12);
  • используются неплохие задающие генераторы МЭМС SiTime на частоты 22,5792 и 24,576 MHz;
  • питание +1V подаётся на ядро чипа XMOS постоянно (на синей плате — только при воспроизведении);
  • отображение состояния сигналов управления /F0 /F1 /F2 /DSDOE (последний — это фактически сигнал PCM) с помощью 4 синих светодиодов происходит по низкому активному уровню;
  • для работы в системе Windows подошёл драйвер XMOS «Singxer USB Audio Class2 Driver V3.20» (устройство имеет идентификатор VID_20B1&PID_3086)в Foobar2000 плата определяется как «XMOS USB Audio 2.0 ST 3086», в то время, как для «старой» платы подходят драйверы XMOS более поздних версий версий, и в Foobar2000 она видна как «XMOS USB Audio 2.0 ST 3078»; в системе Linux (например, в плеере RuneAudio) установка драйверов для плат XMOS не требуется: «новая» плата обнаруживается как «XMOS USB Audio», «старая» — как «Ustars Audio».

Продублирую для удобства таблицу режимов и комбинаций сигналов управления F0, F1, F2, DSD, уже приводимую в упомянутой выше статье — для обоих типов плат она одинакова:

На самом деле я покупал вариант платы без светодиодов /F0 /F1 /F2 PCM, но продавец отправил плату, показанную на фото, и эти элементы индикации пришлось демонтировать для освобождения на плате места под доработки.

Как со «старой», так и с «новой» платами XMOS щелчки при переключении режимов воспроизведения практически отсутствуют, поэтому необходимости в реле «Mute» на выходах ЦАП нет (по крайней мере, в моём случае с ЦАП AK4497T).

Для проведения модернизация я решил сначала воссоздать принципиальную схему устройства по печатной плате. Приведу окончательный вариант схемы с уже нанесёнными на неё изменениями в связи с доработками (они выделены красным цветом):

Нумерация элементов на схеме — условная, так как изначально их позиционные обозначения на плате отсутствуют. Для удобства я перенёс свою нумерацию элементов на изображение платы:

Рассмотрим собственно порядок модернизации (номера пунктов порядка доработок обведены на схеме кружками):

  1. Демонтировать с платы элементы: Y1 (генератор МЭМС SiTime 22,5792 MHz), Y2 (генератор МЭМС SiTime 24,576 MHz), IC3 (74LVC2G157DCT с надписью «C57»), IC5 (MP1470 с надписью «ADJ» или «IADJx»), L1 (дроссель 4,7 uH), L3, L4 («бусины»), C5 (керамика 1 uF 0603), R3 (10k 0603), R4 (39k 0603), R5 (300k 0603), R17 (1k 0603), HL1, HL2, HL3, HL4 (blue 0805). Аккуратно очистить от припоя контактные площадки выпаянных элементов с помощью жала паяльника и медной оплётки, особенно на местах R17 и HL1..HL4, где впоследствии будет приклеена дополнительная плата линейного стабилизатора +1V на основе микросхемы IC7 LP3878MR-ADJ. Примечание: конденсаторы C2,C3 (100nF) в питании генераторов Y1, Y2 можно не выпаивать, так как на местах указанных генераторов впоследствии будут смонтированы твердотельные электролитические конденсаторы (см. пункты 15, 16).
  2. Демонтировать с платы керамический конденсатор C1 (10nF 1206) и заменить его на конденсатор ёмкостью 1nF.
  3. Демонтировать с платы керамические конденсаторы C2, C3, C7 (22uF 1206) и заменить их на аналогичные ёмкости с номиналом 100uF x 6V.
  4. Демонтировать с платы керамический конденсатор C8 (100nF 0603) и заменить его на керамический конденсатор номиналом 2,2uF (в соответствии с даташитом на используемый чип XMOS в части использования входа USB_VBUS), а также демонтировать конденсатор C9 (100nF 0603) и заменить его на резистор 10 кОм (0603) — демонтированный ранее R3 (чтобы не допустить для USB_VBUS состояния плавающего входа при отключённом разъёме USB). Один из выпаянных конденсаторов 100nF (0603) можно будет использовать для доработки, описанной в п.10. Кстати, на «старой» плате XMOS вход USB_VBUS просто подключён через резистор 10 кОм к шине +3,3V.
  5. Обрезать медную фольгу снизу платы вокруг контакта 1 разъёма X2 (I2S), изолировав его от общей шины.
  6. Соединить сверху проводом указанный контакт 1 с контактной площадкой вывода 1 (EN_22) демонтированного генератора Y1.
  7. Соединить сверху проводом левый (на плате) контакт резистора R12, идущего к контакту 6 (MCLK), с контактной площадкой вывода 5 демонтированного мультиплексора IC3.
  8. Перерезать дорожку, идущую к контакту 11 (SPDIF) разъёма X2 (I2S).
  9. Соединить перемычкой контакты 11 (SPDIF) и 12 (Mute) разъёма X2 (I2S) — на обоих контактах 11 и 12 теперь будет действовать сигнал Mute (контакт 12 в дальнейшем не используется).
  10. Допаять сверху по диагонали над L6, C20 керамический конденсатор C21 0,1 uF (один из выпаянных в п.4) — в соответствии с даташитом он должен быть на входе PLLVDD, но на плате для него по ошибке не было предусмотрено место.
  11. В случае использования первоначально разработанной для модуля индикации прошивки под «старую» (синюю) плату XMOS с зеркально расположенными контактами F0, F1, F2 необходимо также перерезать снизу дорожки, подходящие к контактам 17..20 разъёма X2 и соединить их перемычками «крест-накрест»: F0 — на 20, F1 — на 19, F2 — на 18 (контакт 17 при этом можно не подпаивать, так как он не используется); под «новую» плату XMOS для модулей индикации AH-I6 и AH-I6/HPDL1414 я сделал специальные прошивки с обозначением «F-SWAP», так что такая переделка необязательна (и я её не выполнял).
  12. Перерезать снизу платы дорожку шины +5V от USB между нижним контактом дросселя L2 и нижним контактом конденсатора C2, соединённым с контактами 1,3 микросхемы IC4.
  13. Перерезать сверху широкую дорожку шины +3,3V в месте между демонтированным генератором Y2 и с контактами 9,10 разъёма X2 — напряжение +3,3V на указанные контакты будет поступать от платы адаптера (гальваноразвязки) в качестве входного для линейного стабилизатора +1V.
  14. Просверлить в плате сквозное отверстие (диаметром 0,8 мм) правее указанного разреза и чуть ниже шины +3,3V — на этом месте сверху будет монтироваться твердотельный электролитический конденсатор C24 (по входу питания линейного стабилизатора +1V); земляную площадку вокруг отверстия снизу нужно зачистить; также необходимо зачистить небольшой участок на отрезанной шине +3,3V для подпайки положительного вывода электролита.
  15. Контактные площадки выводов 4 (+) и 2 (-) демонтированного ранее генератора Y2 будут использоваться для монтажа твердотельного электролитического конденсатора C22 (по шине +5V), поэтому к контактной площадке вывода 4 Y2 необходимо припаять провод до нижнего контакта конденсатора C2 (вход стабилизатора IC4). После монтажа сверху на плату конденсатора C22 к его анодному выводу необходимо также подпаять отрезок гибкого провода длиной около 10 см, который должен будет подключаться к контакту +5V_Ext клеммника на плате адаптера (гальваноразвязки).
  16. Контактные площадки выводов 4 (+) и 2 (-) демонтированного ранее генератора Y1 будут использоваться для монтажа твердотельного электролитического конденсатора C23 по шине +3,3V с выхода стабилизатора IC4, поэтому контактную площадку вывода 4 Y1 необходимо соединить с этой шиной, запаяв перемычку 0603 вместо демонтированного элемента L3.
  17. Смонтировать твердотельные конденсаторы C22, C23, C24 сверху платы на подготовленные в трёх предыдущих пунктах для них места.
  18. Смонтировать твердотельный конденсатор C25 (по шине +1V) на выводах керамического конденсатора C7 (плюсовым выводом вверх), а лучше — рядом на контактных площадках изъятого дросселя L1 (нижнюю свободную контактную площадку от этого дросселя надо заземлить).
  19. На место демонтированных R17 и HL1..HL4 приклеить на двухсторонний скотч предварительно собранную и проверенную плату линейного стабилизатора IC7 LP3878MR-ADJ. Подсоединить контакты платы: Gnd — двумя проводами — к контакту 13 (Gnd) разъёма X2 и к минусовому выводу конденсатора C25/C7, +3,3V — проводом к плюсовому выводу C24 или контактам 9,10 разъёма X2, +1V — проводом к плюсовому выводу конденсатора C25/C7, EN — проводом к контактной площадке вывода 5 демонтированной микросхемы IC5 (MP1470).

Ниже последовательно проиллюстрируем приведённый порядок действий.

Изображение основных планируемых доработок на плате сверху:

и снизу:

Подготовленная плата сверху без лишних элементов и с разрезами дорожек, закрашенными паяльной маской:

Подготовленная плата снизу с разрезами дорожек, закрашенными паяльной маской:

Этапы изготовления методом ЛУТ платы стабилизатора +1V (размеры платы 20x9x1 мм, с небольшим вырезом):

и вид готовой платы с подпаянными проводами:

Нижняя земляная контактная площадка микросхемы должна быть припаяна паяльным феном к слою фольги на плате. 

Работа платы стабилизатора после сборки проверяется при выходном токе 300мА (сопротивление нагрузки 3,3 Ом) при входном питании +3,3В — напряжение на выходе должно быть 1В. Для облегчения теплового режима микросхемы я приклеил на неё небольшой радиатор 9x9x5 мм. Так как рассеиваемая микросхемой мощность составляет порядка 0,7W, она заметно греется даже с этим радиатором. Можно также в качестве теплоотвода использовать прямоугольный кусочек листовой меди или латуни размером 15..20x10 мм, припаяв его вертикально (перпендикулярно) к земляной шине у нижнего края платы (и, возможно, дополнительно приклеив к нему какой-нибудь маленький радиатор). Рисунок печатной платы в формате программы Sprint Layout 5 приведён во вложении.

Окончательный вид доработанной платы XMOS сверху:

и снизу:

Для доработки платы потребуются:

  • Перемычка типоразмера 0603 — 1 шт. (вместо L3),
  • Конденсаторы керамические 100uF x 6V X5R (1206) — 5 шт. (C2, C4, C7, C27, C28),
  • Конденсатор керамический 1nF (1206) — 1 шт. (C1),
  • Конденсатор керамический 10 nF (0603) — 1 шт. (C26),
  • Конденсатор керамический 2,2uF (0603) — 1 шт. (C8),
  • Конденсатор электролитический твердотельный 560uF x 6V (диаметром 6 мм) — 4 шт. (C22, C23, C24, C25),
  • Микросхема стабилизатора LP3878MR-ADJ/NOPB (SOIC-8) — 1 шт. (IC7).

После доработок будут высвобождены:

  • Конденсаторы керамические: 10nF (1206) — 1 шт. (C1), 100nF (0603) — 1 шт. (C9), 22uF (1206) — 3 шт. (C2, C3, C7),
  • Резисторы: 1 кОм (0603) — 1 шт. (R17), 39 кОм (0603) — 1 шт. (R4), 300 кОм (0603) — 1 шт. (R5),
  • Дроссели: 4,7uH (1210) — 1 шт. (L1), «бусины» для подавления ЭМП (0603) — 2 шт. (L3, L4),
  • Светодиоды Blue (0805) — 4 шт. (HL1..HL4),
  • Генераторы МЭМС SiTime 22,5792 MHz (Y1) и 24,576 MHz (Y2) — 2 шт.,
  • Микросхема мультиплексора 74LVC2G157DCT — 1 шт. (IC3),
  • Микросхема импульсного стабилизатора MP1470GJ — 1 шт. (IC5).

ЦАП с такой модернизированной платой «звучит» точно не хуже, чем со «старой» доработанной платой XMOS, а по субъективным ощущениям, может быть, даже чуть лучше, ещё деликатнее на высоких частотах (вероятно из-за того, что в этом варианте соединительные провода стабилизатора питания +1V получились короче и толще). 

Во вложении приведён рисунок печатной платы стабилизатора +1V. Скорректированные прошивки для модулей индикации под рассмотренную плату XMOS я добавил в виде вложений к моим связанным с данной тематикой статьям: Программная модернизация модуля индикации для «Аманеро» AH-I6, Модуль индикации для Аманеро на светодиодных буквенно-цифровых индикаторах HPDL-1414 (см. в приватных вложениях) и Плеер RuneAudio с сенсорным экраном и встроенным ЦАП (см. приватное вложение).

Вложение:
stab-1v-lusya.zip 7 Кбскачан 16 раз
+40
0
caleb caleb 1 месяц назад #

Вот у Вас терпения хватило схему срисовать. 

0
Pushok62 Pushok62 1 месяц назад #

Это было очень увлекательно :)

+1
secofr secofr 1 месяц назад #

Супер! Классная работа.

Удалось в фубаре режим DSD-ASIO 256 запустить?

Владимир, поправьте плз, в статье п.1 IC4-> IC3, а то стаб 5907 выпаяют :)

+1
Pushok62 Pushok62 1 месяц назад #

Спасибо! Честно говоря, «DSD-ASIO 256» даже не проверял, у меня и записей таких под рукой не оказалось. Убедился только, что звук отличный, и в модуле индикации нормально отображаются основные режимы через F0,F1,F2,DSD, да и успокоился. Насчёт «IC4-> IC3» — большое спасибо, исправил.

+1
rucrim rucrim 1 месяц назад #

Отличный подробный обзор, а интерфейсный модуль XingCore переделанный в slave и доработанным питанием, может делали или еще в планах сравнения с своими платами XMOS по звуку? 

0
Pushok62 Pushok62 1 месяц назад #

На такой модуль XingCore обратил внимание, но дороговато как-то, не рискнул… В основном меня беспокоило отсутствие доступных аналогов старых синих плат XMOS.

0
rucrim rucrim 1 месяц назад #

Я как то после аманерки сразу  перешагнул еще в прошлом году на XingCore, теперь понадобился еще один модуль вот думаю на сколько разница с платами XMOS. 

caleb caleb 1 месяц назад #
Комментарий удален
0
Dafin314 Dafin314 1 месяц назад #

Имеет смысл так же поизвращаться со стабилизатором 1.8в в Аманеро? В смысле внешнего Ldo?

0
Pushok62 Pushok62 1 месяц назад #

Думаю, что смысла нет. Для платы XMOS это было вызвано необходимостью избавиться от импульсного стабилизатора +5В -> +1В.

0
Dafin314 Dafin314 1 месяц назад #

На китайской аманере линейный?

0
Pushok62 Pushok62 1 месяц назад #

На оригинальной Аманерке согласно схеме стоит линейный стабилизатор ADP150AUJZ-1.8-R7, на китайской такой же или аналог. И запитывается он от линии +3,3В.

0
Dafin314 Dafin314 1 месяц назад #

Главный вопрос как всегда оригинал и если нет насколько нормальный заменитель.

0
Pushok62 Pushok62 1 месяц назад #

Ну это надо в каждом конкретном случае смотреть. Мне думается, что кардинально ничего не поменяется.

+1
caleb caleb 1 месяц назад #

Нормальный. Я сравнивал. Была оригинальная и не оригинальная, они по деталям мало чем отличаются. 

0
Dafin314 Dafin314 1 месяц назад #

Визуально сравнивали? Или инструментально?

0
caleb caleb 1 месяц назад #

И визуально и мерил. На не оригинальной резисторы в разноброд, то есть близкие что бы работало, а не такие какие должны быть, емкости по меньше, более низкого качества, генераторы «какие  были такие и поставили», ну и плата, как смогли так и срисовали. В оригинальной она тоньше и покрыта золотом, а не оригинальная толще, без покрытий и разведена так себе. 

0
Dafin314 Dafin314 1 месяц назад #

Разные они все. У меня китайская, с позолотой, все резисторы по оригиналу, генераторы не безымянные, хотя я их и сдул.

0
caleb caleb 1 месяц назад #

Значит кто ее делал по честнее был, не по жадничал на комплектухе. 

0
Dafin314 Dafin314 1 месяц назад #

Брал у небезизвестной Люси

0
caleb caleb 1 месяц назад #

А стабилизаторы что там что там практически одинаковые. Да и смысл их подделывать, они копеечные. На одной из не оригинальных были LP5907, а на другой были ADP150

0
Dafin314 Dafin314 1 месяц назад #

А зачем копеечные оу подделывают. Загадочная китайская душа.

0
caleb caleb 1 месяц назад #

Оу все таки проще подделать. Я свои все Amanero пораспродал, на ХМОS  перешел, никаких проблем с щелчками, переваривает что угодно, нету танцев с бубном с прошивками. 

0
Dafin314 Dafin314 1 месяц назад #

Хочу Xing u30 но дороговато.

+1
caleb caleb 1 месяц назад #

Хотеть конечно можно, но нужен ли он....

Кварцы там удвоенной частоты, так просто в слейв не переведешь. Да и записей выше DSD 256 крайне мало, обычного XU208  за глаза

Щас заказывать страшно, один с нового года никак не приедет, второй месяц едет и пишут, что из-за сильной загруженности может быть задержан.

0
Dafin314 Dafin314 1 месяц назад #

В слейв можно но тогда с AH-D6 так просто не подружить.

0
caleb caleb 1 месяц назад #

Он под D12 подходит хорошо, там так же удвоенные кварцы. 

0
bavtec bavtec 1 месяц назад #

В D12 вроде обычные кварцы

0
Pushok62 Pushok62 1 месяц назад #

Наверное, caleb имел в виду ЦАП AH-D16-Pro.

0
caleb caleb 1 месяц назад #

Да, точно, спасибо. 

0
Co_balt Co_balt 1 месяц назад #

мне вчера пришел XU208 от Лизы — шел 2 недели. До этого корпус алюминиевый получил шел где-то 10 дней

0
Pushok62 Pushok62 1 месяц назад #

Как ни странно, мне тоже сейчас заказы с али довольно быстро приходят.

+1
admin admin 1 месяц назад #

Полная таблица сигналов управления F0, F1, F2, DSD вместе с сигналами переключения клоков

Самые свежие драйвера можно найти тут https://download.shenzhenaudio.com/#Singxer/1

Подходят от SINGXER Q-1

0
muxa muxa 24 дня назад #

а почему не захотели свою плату делать? использовать эту «люсю» как суповой набор. 

0
admin admin 23 дня назад #

Есть и своя плата, прошивка дело не быстрое. А закладываться на набор тоже дело такое, сегодня есть, завтра нет.

0
muxa muxa 23 дня назад #

сам по себе чипс хмос208 есть на лцсц по 10у.е, судя по флешке на плате прошивка грузится оттуда.

осталось провести эксперимент — джитаг не разведен потому что ОТР чипса никто не трогал или все таки чипс прошили и потом только в платку.

0
Pushok62 Pushok62 23 дня назад #

Андрей говорил, что имеющаяся прошивка каким-то образом привязана к конкретному чипу XMOS, т.е. чтобы свою плату сделать, нужно самим прошивку для неё писать, а иначе после замены чипа не будет работать.

+1
caleb caleb 23 дня назад #

Он выяснил что зеленая плата, вроде бы та какую вы переделывали, имеет не шифрованную прошивку, то есть он поменял флеши местами на разных платах и оно заработало.

0
caleb caleb 23 дня назад #

А смысл что-то прошивать !? подетально оно дороже выходит готовой платки xmos, тупо покупай и чипы переставляй. 

0
admin admin 23 дня назад #

Правильно говорите. Версию платы, где назначение пинов совпадает с этой зеленой я тоже нарисовал, но пока не заказывал. 

У этой зеленой платы оказался такой же выбор пинов под I2S, что и в моем проекте. Пришлось только изменить разводку пинов управления.

0
muxa muxa 22 дня назад #

люся всяко разно стоит 30+у.е. и ее переделки не вызывают никакого желания сначала ее покупать а потом перепахивать (опять затрачивая бапки).

при всем том что сам чипс стоит 10у.е. и плата там навряд ли 4 слойка + остальных деталей там едва ли еще на 10у.е.

зато сразу готовое без всяких допиливаний напильником.

З.Ы.

у псбшников так же нет доставки в Россию если там заказать монтаж — посредник нам всем в помощь.

0
admin admin 22 дня назад #

Цены у вас какие-то оптимистичные. Достать сам чип в небольших количествах (до 10шт) обходится с доставкой не менее 15$ / шт. Что-то дешевле я вариантов реальных не нашел. Если есть надежный источник по 10$, прошу поделиться, буду очень благодарен. 

Плата на этом свистке действительно двуслойка, разводка х… новая, полигон земли сильно изрезан. Но по деталям он где-то и тянет на 30$. Стаб на 3.3в стоит оригинальный LP5907, клоки SiTime относительно неплохие, вполне можно применить на плате ЦАП.

Не обязательно переделывать полностью как у Владимира, можно оставить штатный импульсный стаб на 1в и переделка получится относительно простой.

0
muxa muxa 22 дня назад #

https://lcsc.com/product-detail/Microcontroller-Un...

оно? (там их сотни полторы разновидностей, все почему то под вывеской микроконтроллеров), впрочем вы может и правы, с нынежним курсом, да с доставкой все 15у.е. так что люся вполне пойдет как суповой набор.

насчет платы не соглашусь. общий периферийный контур вполне виден и даже виасы расставлены так (квадратно-гнездовым) что снижают накопление заряда большими полигонами и вообщем по роутингу плата крепкий середнячок.

минусовать ее можно только за отсутствие супрессоров по USB ну и конечно же за весь остальной список по доработке :)

0
admin admin 22 дня назад #

Хреновая разводка, потому что прошивка не своя, а слизана, если бы писали свою прошивку, могли бы выбрать намного более удобные ноги / порты для пинов управления. 

0
Co_balt Co_balt 23 дня назад #

с https://lcsc.com   в данный момент нет доставки в Россию

0
caleb caleb 21 день назад #

Похоже вы давно не пытались чего-то такого заказать. Много где нет доставки, мало того, невозможно оплатить. А  магазины с особо завышенным самомнением вообще просто динамят.

0
Andrew Andrew 1 день назад #

Что-то неожиданно пропали из продажи указанные в статье модули. Есть очень похожие, но без индикаторных диодов

(https://aliexpress.ru/item/32946706975.html?spm=a2g2w.productlist.0.0.5d501c96n7opey&sku_id=66208145855). Может быть кто-то сталкивался с такими в плане переделки питания и драйверов?

0
Pushok62 Pushok62 1 день назад #

Я заказывал как раз такой модуль, без светодиодов, но пришёл тот, что описан в статье. Думаю, что разницы нет (но, естественно, не проверял).