Téma: digitální vstupy + DAC pro zesilovač dual mono - nákup hotové desky
Zdravíčko, stavím dual mono zesilovač pro sluchátka a nyní řeším vstup do zesilovače.
Mám vyřešenou napájecí část (možná trochu experimentální nesmysl, na to udělám extra téma) + zesilovací část a řeším jak dostat zvuk z CD přehrávače / televize nebo PC do vnitřku bedny + převést na analog.
Protože vše zmíněné má optický výstup, tak optický vstup je jasná věc. Navíc řeší problémy se zemní smyčkou a rušení z kabelu (momentálně mi jde napájení+data z PC do aktuální usb zvukovky kolem ledničky 3 metrovým kabelem a úplně to není ono).
Nedělám si iluzi, že bych dokázal spájet SMD procesor, takže vylučuji stavbu vlastní nebo jiné desky. DAC chci dát určitě do bedny zesilovače.
Tento problém jistě řeší více lidí, takže nahazuji nějaké možnosti, něco objednám a uvidím, jak to bude fungovat. Napište případně svoje postřehy.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
Do problematiky DAC jsem nejdříve vůbec nechtěl zabrousit, takže nejdřív přišla
varianta č. 1:
https://www.aliexpress.com/item/4001199722555.html
cena cca 90Kč/ks
DAC MS8413 s optickým a coax vstupem
Sampling frequency range from 32KHZ to 192KHZ
24bit D/A converter
Output 105DB dynamic range
-90DB total harmonic distortion + signal to noise ratio
Compatible with IEC60958, S/PDIF, EIAJ CP1201, AES3 protocol
Linear filter output
na bedně zesilovače by byla zásuvka a optická rozdvojka:
https://www.aliexpress.com/item/1005001597165047.html
Za rozdvojkou 2x DAC. Z jednoho DAC vemu levý kanál, z druhého DAC pravý kanál. Výstupní filtr zruším. Hotovo.
Problém je, že to není plně čisté dual mono, protože přes oba DACy jdou stále oba kanály a jeden tedy ovlivňuje druhý (porušení podstaty dual mono).
Zkreslení a šum podprůměrné. Není to úplně elegantní. Funkčnost optické rozdvojky není známá. Tuto variantu tedy zavrhuji. Ale pro jednoduchý zesilovač se mi to zdá ok.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
Řešení č. 2:
modul pro vstupy
https://www.aliexpress.com/item/1005002923079600.html
cena 1000kč, doprava zdarma
čip AK4113
oscilátor 24.576MHz
1x optický vstup
2x coax vstup
1x I2S vstup
1x I2S výstup
přepínač vstupů
možnost zobrazit vybraný vstup na displeji spolu s formátem nebo jen přes LED
(v ideálním případě by měl ještě 2x I2S vstup, když to čip umí, ale i tak je to perfekt)
Na volný I2S vstup se dá hodit bluetooth modul:
https://www.aliexpress.com/item/1005004311098988.html
cena 500Kč, doprava 100Kč
čip QCC5125
bluetooth 5.1, aptX Adaptive
k tomu 2x samostatný DAC
https://www.aliexpress.com/item/32990359420.html
cena cca 700Kč/ks
čip PCM1794A (samostatně stojí 450Kč)
vstupní formát: I2S
Sampling rate: 24Bit 10-192kHz
Output dynamic range: 4.5V RMS-THD + N 0.0004%
Signal to noise ratio: 127dB
napájení pro analog píšou 12V, ale na 15V to bude fungovat určitě také (dle rozpisu součástek na jiné stránce tam nejsou přepěťové ochrany)
PCM1794A už je dostatečně kvalitní a jde na něm zvolit, zda má zpracovávat jen levý nebo jen pravý kanál (to přidá +3dB SNR).
Přímo tedy podporuje dual mono.
Tyto moduly by dle specifikací měly spolu fungovat bez problému. Na I2S sběrnici vstupu se zapojí oba DAC (nebo jen 1, kdyby to nebylo dual mono).
Jediné mínus je, že na snímkovací frekvence, ke kterým nemá DAC příslušnou master clock frekvenci, použije DAC interní PLL generátor hodin a ne precizní externí oscilátor. To lze řešit vylepšení master clocku, ale už to vyžaduje zásahy do desek nebo přidání modulu (řešení níže).
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
Vylepšení řešení č. 2:
jednodušší varianta:
mezi vstupní modul a DAC se dá převzorkovací deska:
https://www.aliexpress.com/item/1005004387002595.html
cena 500 Kč
Ze vstupů nepovede MCLK, a signál tedy půjde jakoby asynchronně. Čip SRC4192 (https://www.ti.com/product/SRC4192#features) udělá reclock a převzorkuje zvuk na vyšší frekvenci 192kHz/24bit. Pro frekvence 48, 96 a 192kHz nedojde ke zkreslení. Pro ostatní frekvence čip musí některé bity přenastavit, takže dojde k neznatelnému zkreslení (-140 dB). Zároveň se tím sníží jitter ze samplingu a horšími hodinami ve vstupních modulech. Stačí 1 precizní oscilátor s frekvencí 24.576MHz pro tento čip i DAC.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
složitější varianta (v podstatě ani nemá význam):
Pro master clock (MCLK) udělám extra desku -> 2 lepší oscilátory, které se budou přepínat na základě snímkovací frekvence.
Tím bude garantováno, že DAC nebude na některé frekvence používat interní horší PLL generátor hodina nedojde už v této fázi k degradaci zvuku. Zajímají mě frekvence 44.1, 48, 96 a 192kHz. Pro tyto frekvence je potřeba
oscilátory 22.5792MHz a 24.576MHz. Na základě MCLK vstupní čipy generují a DAC zpracovává I2S signály, takže je to naprostý základ pro výsledný zvuk. Rozhodně to je měřitelné.
Čip pro optický vstup (AK4113) podporuje připojení externích hodin (slave mode), takže se odpájí X'tal/oscilátor a napájí nějaká propojka pro
připojení MCLK z master clock desky.
MCLK z AK4113 ale do DAC nepůjde, do DAC půjde MLCK přímo z master clock desky nejkratší cestou.
AK4113 má detekci snímkovací frekvence. Frekvence se dá přečíst z registru na I2C sběrnici např. přes arduino.
Arduinem lze pak ovládat přepínání oscilátorů, zobrazit info na displeji atd..
(není mi ale jasné, jak bych řešil bluetooth modul, ten má taky svoje hodiny a úplně přepájet to nejde, je to moc malé)