Moduł audio DAC z układem CS4344

Moduł audio DAC z układem CS4344
Pobierz PDF Download icon

Miniaturowy moduł DAC zawiera odbiornik SPDIF WM8804 i przetwornik D/A typu CS4344. Znajdzie zastosowanie jako samodzielne urządzenie lub moduł wbudowany we wzmacniacz audio, rozszerzający jego funkcje o bezpośrednie wejście sygnału cyfrowego SPDIF.

Podstawowe parametry:
  • wejście SPDIF,
  • przetwornik audio o parametrach: 192 kHz/24 bity,
  • niewielkie wymiary płytki,
  • zasilanie 4,5…6 V/100 mA.

W module zastosowano układ odbiornika/dekodera sygnału SPDIF do standardu I2S typu WM8804 oraz układ CS4344 firmy Cirrus Logic, który jest kompletnym rozwiązaniem przetwornika D/A audio 192 kHz/24 bity. Przetwornik pochodzi z linii produktów znajdujących zastosowanie w sprzęcie przenośnym powszechnego użytku.

Rysunek 1. Schemat wewnętrzny CS4344

Schemat wewnętrzny CS4344 został pokazany na rysunku 1. Układ zawiera wszystkie elementy konieczne do odbioru sygnału I2S i przetwarzania D/A. Do poprawnej pracy wymaga kilku elementów zewnętrznych tj. kondensatorów odprzęgających zasilanie i prostego filtra wyjściowego RC. Sygnał I2S poddany zostaje cyfrowej interpolacji i filtrowaniu w bloku filtrów cyfrowych (taktowanych sygnałem MCLK), stąd poprzez modulatory delta-sigma trafia na przetwornik z przełączanymi pojemnościami, konwertujący sygnał do postaci analogowej, który filtrowany jest dolnoprzepustowym filtrze analogowym RC.

Przetwornik CS4344 został wybrany ze względu na przyzwoite parametry, prostotę aplikacji, łatwą w montażu obudowę MSOP10 oraz niski koszt aplikacji. W tej samej obudowie dostępne są też przetworniki ze standardem LJ (CS4345) i RJ (CS4334).

Budowa i działanie

Schemat modułu został pokazany na rysunku 2. Sygnał cyfrowy audio z wejścia SPDIF typu RCA jest doprowadzony do odbiornika SPDIF U2, typu WM8804. Odbiornik pracuje z konfiguracją ustalaną sprzętowo, za pomocą wyprowadzeń SCLK, HWM, GPO0, GPO1, GPO2. Po zdekodowaniu sygnału SPDIF wyjście w standardzie I2S jest doprowadzone do przetwornika D/A U3 typu CS4344.

Rysunek 2. Schemat modułu przetwornika CS4344

Układ WM8804 pracuje w trybie master, generując sygnały taktujące magistrali I2S: LRCK, BCLK oraz sygnał zegarowy MCLK. Układ resetu U1 ADM1815 zapewnia poprawny start U2 po załączeniu zasilania. Napięcie zasilające odbiornik dodatkowo filtrowane jest poprzez FB1/C1 dla obwodu wbudowanego PLL i FB2/C4 dla części cyfrowej. Układ U2 jest taktowany kwarcem XT o częstotliwości 12 MHz. Dioda LD1 sygnalizuje poprawne dekodowanie sygnału SPDIF.

Sygnał wyjściowy z przetwornika D/A poprzez kondensatory separujące składową stałą CE2, CE3 jest doprowadzony do prostego filtru dolnoprzepustowego z elementami R6, C7 i R5, C6 eliminując ego pozostałości przetwarzania D/A. Układ odbiornika U2 i przetwornika U3 zasilany jest napięciem 3,3 V pochodzącym z niskoszumnego stabilizatora U4 typu ADP7104. Moduł wymaga zasilania napięciem stałym o wartości 4,5...6 V/100 mA poprzez złącze PWR. Dioda D1 zabezpiecza przed uszkodzeniem w przypadku odwrotnego podłączenia zasilania, kondensatory C10, C11, CE6 odsprzęgają zasilanie.

Montaż i uruchomienie

Układ jest zmontowany na niewielkiej płytce drukowanej pokazanej na rysunku 3.Sposób montażu jest klasyczny i nie wymaga szczegółowego opisu. Układ nie wymaga uruchomienia, po poprawnym zmontowaniu i sprawdzeniu poprawności można podłączyć źródło SPDIF, zasilanie i cieszyć się muzyką.

Rysunek 3. Rozmieszczenie elementów

Ze względu na niewielki rozmiar i pobór mocy możliwe jest zastosowanie „mobilne” przetwornika i zasilanie go z pakietu 4 akumulatorów Ni-MH połączonych szeregowo.

Adam Tatuś
adam.tatus@ep.com.pl

Wykaz elementów:
Rezystory:
  • R1, R2: 1 kΩ SMD0805, 1%
  • R3, R7, R8: 10 kΩ SMD0805, 1%
  • R4: 75 Ω SMD0805, 1%
  • R5, R6: 470 Ω SMD0805, 1%
Kondensatory:
  • C1: 1 µF SMD0805
  • C2, C3: 18 pF SMD0805
  • C4, C5, C8, C9, C12: 0,1 µF SMD0805
  • C6, C7: 2,2 nF SMD0805
  • C10, C11: 4,7 µF SMD1206
  • CE1, CE4, CE5: 10 µFT/10 V SMA tantalowy
  • CE2, CE3: 10 µF/10 V elektrolityczny
  • CE6 100 µF/10 V elektrolityczny
Półprzewodniki:
  • LD1: LED SMD0805
  • D1: 1N4001 SMD
  • U1: ADM1815-5ART (SOT-23)
  • U2: WM8804 (SSOP20)
  • U3: CS4344CZZ (TSSOP10)
  • U4: ADP7104ARDZ-3.3 (SO8TP)
Inne:
  • FB1, FB2: dławik ferrytowy 600 R/100 mA SMD0805
  • XT: rezonator kwarcowy 12 MHz 3,2×2,5 mm
  • OUT: gniazdo mini jack 3,5 mm stereo
  • PWR: złącze śrubowe 3,5 mm 2 pin
  • SPDIF: gniazdo RCA do druku
Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
grudzień 2020
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Materiały dodatkowe

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik kwiecień 2021

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio marzec 2021

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje marzec 2021

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna kwiecień 2021

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich kwiecień 2021

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów