Селектор цифровых входов
Предлагаю Вашему вниманию еще один интерфейсный модуль для ЦАПов линейки AH-Dx. Также этот модуль можно использовать с другими ЦАП. Данный модуль имеет 2 оптических, 2 коаксиальных и 1 вход USB. В качестве USB транспорта используется модуль AMANERO или XMOS модуль. Эти модули работают в Slave режиме и позволяют получить максимальное качество звука. В качестве приемника сигналов SPDIF используется хорошо зарекомендовавшая себя микросхема AK4113. Приемник SPDIF работает в Master режиме.
Сначала рассматривал уже готовые конструкции на этой микросхеме, но нигде не находил устраивающих меня вариантов. Готовые конструкции не устраивали по следующим причинам:
Мало входов. Нигде не находил реализацию возможностей микросхемы AK 4113 по коммутации более 2 входов. Хотя микросхема может коммутировать 6 входных сигналов.
Невозможность определения частоты дискретизации исходного сигнала. В имеющихся конструкциях микросхема может только выдавать сигнал, что текущая частота дискретизации больше 48 кГц. Определить точно какая именно частота невозможно. А хотелось бы получить такой же результат как при использовании USB транспорта с пинов F0-F3.
Частота мастерклока только 256fs или 128 fs. Для ЦАП AH-D6 это непринципиально, а для других возможно что нет. Хотелось чтобы частота мастерклока была 22 или 24 МГц как это реализовано в USB транспортах.
В соответствии с этими задачами было принято решение разработать такой интерфейсный модуль. Данный модуль обладает следующими характеристиками:
Модуль имеет 5 входов (2 оптических, 2 коаксиальных и 1 вход USB)
Модуль позволяет задать формат вывода I2S-24/LJ-24/RJ-16/RJ-18/ RJ-24 при работе по SPDIF.
Модуль выдает фиксированную частоты мастерклока 22 или 24 МГц в зависимости от частотной сетки исходного сигнала.
Модуль выдает данные о текущей частоте дискретизации как при воспроизведении по USB так и при воспроизведении через SPDIF.
Гальваническая развязка от источников сигналов.
2 варианта питания приемника SPDIF, отдельным источником +5В, или питанием с разъема I2S напряжением 3,3 В.
Схема предлагаемого модуля приведена на рисунке.
Назначение разъемовмодуля.
Разъем I2S
Разъем I2S имеет распиновку Lynx Audio и полностью совместим с конструкциями Андрея. Контакты 2, 4, 6, 8 — земля ЦАПа. Контакт 9 — питание гальванической развязки 3,3В со стороны ЦАПа.
Контакты1, 3, 5, 7 — сигналышиныi2s:
Формат | Pin 1 | Pin 3 | Pin 5 | Pin 7 |
PCM | BCK OUT | SDATA OUT | LRCK OUT | MCLK IN/OUT |
DSD | DSD BCK OUT | DSD LEFT OUT | DSD RIGHT OUT | 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, 8 — эмиттеры оптопар которые не соединены между собой, как и на плате переходников Андрея. Соединение их с землёй ЦАПа должно быть на стороне ЦАПа. Остальные контакты 1, 3, 7 представляют собой открытый коллектор оптопары который должен быть подтянут на стороне ЦАПа к нужному напряжению резистором от 6,8кОм до 15кОм. Пины 5/6 и 9/10 не используются.
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 — не используются.
Разъем INDICATOR
Разъем используется для подключения к адаптеру модуля индикации. Для его полноценной работы, требуется активация F0-F1 пинов на самой amanero.
Контакт 1 — F3
Контакт 2 — F2
Контакт 3 — F1
Контакт 4 — F0
Контакт 5 — флаг DSD потока на выходе.
Контакт 6 — mute.
Контакт 7 — GND, земля.
Контакт 8 — выбор режима работы для ЦАП (Master/Slave).
Контакт 9 — connect, входной управляющий сигнал (с модуля индикации) с для перевода ЦАП-а в активный режим. Если уровень «0» — ЦАП переходит в спящий режим.
Контакт 10 — +5В — входное питание для модуля индикации.
При работе без модуля индикации требуется установить джампер на разъеме J3 (INDICATOR) для замыкания пина con (№9 — connect) с пином +5v (№ 10), для подачи логической 1 на сигнал коннект.
На контакты F0-F3 выводится информация о частоте дискретизации как при работе модуля по SPDIF интерфейсу так и при работе по USB интерфейсу.
при использовании транспорта AMANERO
Fs | F0 | F1 | F2 | F3 |
PCM | ||||
32 кГц | 0 | 0 | 0 | 0 |
44,1 кГц | 1 | 0 | 0 | 0 |
48 кГц | 0 | 1 | 0 | 0 |
88,2 кГц | 1 | 1 | 0 | 0 |
96 кГц | 0 | 0 | 1 | 0 |
176,4 кГц | 1 | 0 | 1 | 0 |
192 кГц | 0 | 1 | 1 | 0 |
352,8 кГц | 1 | 1 | 1 | 0 |
384 кГц | 0 | 0 | 0 | 1 |
DSD | ||||
DSD64 | 1 | 0 | 0 | 1 |
DSD128 | 0 | 1 | 0 | 1 |
DSD256 | 1 | 1 | 0 | 1 |
DSD512 | 0 | 0 | 1 | 1 |
при использовании транспорта XMOS
Fs | F0 | F1 | F2 | F3 |
PCM (DSD pin=0) | ||||
44,1 кГц | 0 | 0 | 0 | 0 |
48 кГц | 1 | 0 | 0 | 0 |
88,2 кГц | 0 | 1 | 0 | 0 |
96 кГц | 1 | 1 | 0 | 0 |
176,4 кГц | 0 | 0 | 1 | 0 |
192 кГц | 1 | 0 | 1 | 0 |
352,8 кГц | 0 | 1 | 1 | 0 |
384 кГц | 1 | 1 | 1 | 0 |
DSD (DSD pin=1) | ||||
DSD64 | 0 | 1 | 0 | 0 |
DSD128 | 0 | 0 | 1 | 0 |
DSD256 | 0 | 1 | 1 | 0 |
Разъем InputSelect
Разъем Input Select предназначен для выбора источника сигнала, а. также выдачи сигнала о состоянии PLL приемника AK4113.
контакты 2,4,6,8 – земля.
Контакты 1, 3, 5 — определяют источник сигнала согласно таблице:
вход | Pin 5 | Pin 3 | Pin1 |
Opt1 | 0 | 0 | 0 |
Opt2 | 0 | 0 | 1 |
Coax1 | 0 | 1 | 0 |
Coax2 | 0 | 1 | 1 |
USB in | 1 | 0 | 0 |
Пины 1, 3, 5 подтянуты внешними резисторами к напряжению питания. Наличие перемычки дает лог. 0, отсутствие перемычки лог. 1.
Контакт 7- сигнал о состоянии PLL AK4113. высокий уровень на данном контакте это PLL Lock и низкий уровень это PLL Unlock.
USB транспорт работает только в Slave режиме, на плате модуля реализована гальваническая развязка на микросхеме ADUM1401 и также, оптронами гальванически развязаны сигналы управления ЦАП. Эта часть схемы практически 1 в 1 повторяет схему переходников-адаптеров Андрея.
При работе от приемника SPDIF, микроконтроллер считывает текущую частоту дискретизации и устанавливает в АК4113 необходимую частоту мастерклока в зависимости от текущей частоты дискретизации. Также микроконтроллер формирует сигнал переключения Master/Slave лог. 0. Далее сигналы I2s проходят через буфер 74АС125 на выходной разъем I2S, при этом сигналом логического 0 выходы гальваноразвязки устанавливаются в высокоимпедансное состояние и она не оказывает никакого влияния на выходные сигналы SPDIF интерфейса. Также микроконтроллер формирует сигналы о текущей частоте дискретизации (F0-F3) и через оптроны эти сигналы передаются на модуль индикации.
При работе от USB транспорта, микроконтроллер формирует сигнал переключения Master/Slave лог. 1, этим сигналом выходы буфера 74АС125 переводятся в высокоимпедансное состояние и на выходной разъем I2S поступают сигналы с USB транспорта. Также, USB модуль через оптроны U3-U4 управляет переключениями генераторов ЦАП, переводит ЦАП в режим MUTE, и переключает DSD-PCM.
Сигналы F0-F3, несущие информацию о текущей частоте дискретизации также сигналом Master/Slave переключаются мультиплексором 74HC257. С выхода мультиплексора, сигналы F0-F3 поступают на разъем Indicator, предназначенный для подключения модуля индикации. Т.к. модуль индикации гальванически связан с USB транспортом, сигналы F0-F3 при работе SPDIF приемника развязаны оптопарами, а сигналы F0-F3 идут с USB транспорта непосредственно.
При установленной перемычке на контакты A/X модуль работает с USB транспортом XMOS, а при отсутствии перемычки с USB транспортом AMANERO. Перемычками DIF0-DIF2 выбирается желательный формат работы приемника SPDIF. Для формата 24-I2S необходимо установить перемычку DIF1. При любом изменении положения данных перемычек, необходимо перезапустить модуль для применения изменений. На плате разведен не указанный на схеме разъем для внутрисхемной прошивки микроконтроллера, но надо учесть, что питание у PIC16F690 и AK4113 общее, и при прошивке микроконтроллера необходимо использовать программатор, поддерживающий низковольтное программирование при напряжении питания 3,3 В. Я использую PicKit2, он это поддерживает. Отдельно от схемы, PIC16F690 можно прошить любым программатором.
Модуль смонтирован на печатной плате размерами 85х92 мм. Внешний вид платы приведен на рисунке
С установленным USB транспортом AMANERO
Заказ платы в Китае
Прочитал описание, но так и не понял, как цап работает мастером при SPDIF входе. Если память не изменяет, то ak4113 не может работать от внешнего клока., а только от восстановленного из spdif. Получается, что цап тактируется от своих генераторов, а spdif от восстановленного клока?
ЦАП не работает мастером при выбранном SPDIF входе. ЦАП работает мастером только при выбранном USB входе. На 8 пине разъема для индикатора формируется сигнал переключения Master/Slave, который можно использовать для автоматического переключения Master/Slave ЦАП в зависимости от выбранного источника сигналов.
Подскажите, как можно приобрести плату?
Присоединился бы к заказу на 1 плату, если кто собирается заказать такие в Китае.
А где в китае?
Надо узнавать у exellent13 — ссылку он либо забыл разместить или не хочет расшарить проект платы — напишите ему в личку, может обратит внимание на вопросы к его статье.
Плата
Попробуйте по этой ссылке, у меня в статье ссылка на изготовление платы есть, только она оказывается видна только мне.
Спасибо - ссылка рабочая.
С каким индикатором работает? С индикатором Андрея?
Теоретически с индикатором Андрея должно работать, только цоколевка разъема не совсем совпадает, надо будет провода на пинах F0-F3 перевернуть. Все никак не подключу попробовать.
ну попробуйте наконец. Для общего дела. Это очень важно.
Проверьте по схемам — у вас выход пин 8 разъема «INDIKATOR» интерфейсной платы функционально отличается от назначения ответного входа пин 8 у модуля индикации от Андрея, на который должен приходить сигнал питания с интерфейсного модуля Аманеро его же авторства. Хотя у Андрея в описании модуля индикации отмечено «Разъем INDICATOR… Контакты 8 — +3.3В. (в логике управления и индикации не используется)», но возможно это дает признак гашения индикации при переводе ЦАП в режим ожидания при использовании функций ДУ в модуле индикации. Если с вашей платы не брать этот пин 8, а на индикации его не использовать и подать высокий уровень, то что изменится в режимах отображения?
да этот пин предназначен для переключения master/slave. на индикацию никак влиять не должен. его даже подключать к модулю индикации не надо. Точнее как влияет 8 пин на модуль индикации надо у Андрея узнавать.
Cитуация с ним удачно прояснилась — согласно ответа, Pushok62, автора расширенных прошивок для индикации с ДУ, одноименный пин в функциях индикации не задействван и его просто не следует подключать к вашему интерфейсу. А вот при попытке подключить его на индикацию Андрея можно спалить на вашей плате транзистор из оптопары U1-1 при режиме «master» по команде от PIC.
Спалить транзистор это вряд ли, на модуле индикации Андрея этот пин является входным, поэтому транзистору в оптопаре особо ничего не грозит.
Вероятно основной вывод в итоге — отличие в назначении пин 8 в разъеме INDIKATOR, ведь его потребуется подключить на пин 5 разъема CONFIG у ЦАПов линейки AH-Dx, которым адресован в начале статьи этот интерфейс, иначе ЦАП в неведении о режиме работы. В этом я не ошибаюсь?
Про «спалить» согласен, поспешил с выводом к вечеру (держал в памяти, что с модуля Андрея на этот пин его же индикации поступает всегда 3.3V).
P.S. Вероятно вы проектировали интерфейс под неопубликованный модуль индикации с функцией расширенного управления.
Да, контакт 8 — +3.3В у меня использовался для питания примитивного светодиодного индикатора, для которого даже печатки не делал, 3 несчастных светодиода вывел на переднюю панель: power / mute / dsd
Для корректного работы ЦАП в режиме master/slave и планировалось использовать сигнал с этого пина. В этом Вы не ошиблись.
И да, практически одновременно был спроектирован и модуль управления и индикации, но пока я очень неторопливо отлаживаю прошивку, как бы базовые функции работают, но пока еще не все хотелки реализованы.
Все smd резисторы, конденсаторы, индуктивности, на выбор, 0805 или 1206?
Всё жду «модуль управления и индикации», скажите вообще он будет? или сделать самому «по простому»?
давно уже выложил audiohobby.ru/articles/modul-indikacii-i-upravlenija-s-oled-displeem.html
СПАСИБО! за ответ, что то притупил и не там смотрел.
Необъяснимо, но факт: ak4113 нигде нет в продаже. Пробовал на али — не доехала..
Вполне объяснимо. Эта микруха снята уже несколько лет с производства, закончился ее так называемый жизненный цикл (EOL) и частично из-за пожара на заводеhttps://mm.digikey.com/Volume0/opasdata/d220001/medias/docus/5337/PD_AKMS060921_D.pdf У официалов ее нет минимум как с 2021г в наличии. Вариант только Китайhttps://aliexpress.ru/item/1005005170635463.html?sku_id=12000036867453003&spm=a2g2w.productlist.search_results.8.5a2f11bfvvvi7S или eBay. С 2018г. выпускается АК4118AEQ, но в другом корпусе и с 8 SPDIF входами. Ее можно купить 100% оригинальную у официалов.
Спасибо за информацию. А то год-два купил ak4113, даже не заметил как, без проблем… а сейчас даже на авито нет)
Добрый вечер. Скажите пож-ста, На 6 выводе разъёма индикатор «mute» работаает только с подключенном USB, без подключения(от других источников) там всегда уровень «1»?
Да, это сигнал только от USB транспорта.
Понятно, спасибо.
Добрый вечер. Никак не могу по Вашей ссылке заказать плату селектора. не могли ли Вы разместить гербер-файлы для заказа платы.
Прошу прощения за бестактность, но так же присоединяюсь к просьбе. Не прочь увидеть бы гербер на данную плату По ссылке, к сожалению, PCBway с Россией перестали работать..