[audio] A/D-omvandlare för musikstudion.

[psynoise]

Specifikation

Digitalt format: I²S, 24-bit.
Samplingsfrekvens: 96 kHz.
Obalanserad audioingång.
Variabel dämpning mellan -21 dB till 0 dB.

Systembeskrivning

schema-0.3.png

Ingångssteg
Huvudsakligen för att öka ingångsimpedans gentemot förstärkningssteget. Innehåller RF-filter kring R1 och C1, DC-block genom C2 samt spänningsföljare via en halv NE5532.

Förstärkningssteg
Inverterande förstärkare med variabel dämpning. Dämpningen eller förstärkningen regleras med potentiometern R5. Se upp med att hela systemet inverterar signalen.

Överspänningsskydd
Kortsluter genom D1 mot 5V-matning och jord för spänningar över 5,3 V respektive under -0,3 V.

PCM1808
Analog-till-digitalomvandlare kopplad för att ge ut I²S format, master mode samt systemklocka på 256*96 kHz = 24,576 MHz.

Komponentlista

komponentlista-0.2.png

Status 2011-03-29
Ej testad, inväntar komponenter samt ledig dag för montering.

[chille]

Intressant projekt med tanke på att jag precis håller på exprimentera lite med låg latency ljud i Linux. Var/hur ansluter du denna A/D? Är den tänkt att kopplas till en dator eller något annat?

[psynoise]

Nu har jag tyvärr ingen koll på PC-datorer, men många digitala IC-kretsar för audio brukar stödja I²S.

http://en.wikipedia.org/wiki/I2S

Detta projekt blir mer av ett delprojekt då själva kretsen i sig själv inte utgör någon applikation precis. Dock har jag lärt mig att ta en liten del i taget för större projekt och då kommer denna A/D-omvandlarmodul komma ypperligt till.

[psynoise]

Jag har tagit bort de fyra avkopplingskondensatorna kopplade till jord kring operationsförstärkarna för att ersätta dessa med två kopplade mellan positiv och negativ matningsspäning. Detta sättet är vanligare och man riskerar inte att inducera några störningar i jorden via kondensatorerna.

Ytterligare har mönsterkort tillverkas efter äldre schema och publiceras därför inte här. Men för den som är intresserad bifogar jag nätlistan i pcb-format samt komprimerad med bzip2.

[blueint]

Proffsigt!

Varför inte köra på 192 kHz när du ändå är igång istället för PCM1808 ..?

Sid 2:
Vad är resonemanget kring R2, C2, R3, C3 ..?

fc baserat på Rout kanske borde baseras på 10k ohm?

Sid 3:
Hur vet du att minsta förstärkning är 3/34 ?

Sid 4:
Ingen distortion från skyddsdioden D1/D2 ?
(btw, D1/D2 utgör en komponent i schemat, men två i rapporten)

Low latency ingång. Egen PCI/PCI-x transceiver eller (miss)bruka en P-ATA port?
Är latens mindre kritiskt, kika på Ethernet (ENC624) ..?

[jesse]

Min gissning:
R2 tar bort eventuell DC som ligger över C2 när den är oansluten.
C2,R3 tar bort eventuell DC-bias från insignalen
Men vad C3 gör... verkar inte fylla någon funktion?

[psynoise]

C3 fungerar som likspänningsspärr också, detta för att slippa bekymmer med offset-spänning och stora biasströmmar. I många likspänningskretsar har man en ekvivalent resistans på ena ingången för att minska offset-spänningen från biasströmmen. I detta fallet har jag valt bort den lösningen för att minska det termiska bruset som denna ekvivalenta resistans skulle bidra med.

[psynoise]

blueint:
Jag tackar, gillar att göra saker ordentligt, sedan är dokumentationen viktig i projekt där man återkommer med långa mellanrum.

PCM1808 har jag valt för priset samt att ända kravet jag hade var 96 kHz pågrund av ett annat projekt. I fråga om ljudkvalite tror jag samplingsfrekvensen spelar mindre roll idag, 44 kHz räcker gott (läs om samplingsteoremet).

Angående komponenterna ligger det till som jesse skrev.

fc baserat på Rout kanske borde baseras på 10k ohm?

Nee, 1 kΩ max från en dålig koppling, 10 kΩ är nog mer vanligt i rörkopplingar vilket jag inte använder mig av.
S

Hur vet du att minsta förstärkning är 3/34 ?

Det var jag själv som definierade det för att anpassa en hög signal till PCM1808. Kretsen borde klara denna dämpning om jag inte räknat fel någonstans.

Ingen distortion från skyddsdioden D1/D2 ?
(btw, D1/D2 utgör en komponent i schemat, men två i rapporten)

Borde inte vara några större problem sålänge dioderna inte klipper. Men är signalen för hög ska den klippas.

Det mesta i rapporten är nog ganska generellt, sedan brukar jag välja komponenter och lösninger efter det man hittar. T.ex hittade jag i detta fallet två dioder i en kapsel.