Minimoduły cyfrowego audio - przetworniki A/D i D/A (1)

AD_PCM1809: przetwornik A/D audio

Schemat układu pokazano na rysunku 1. Za przetwarzanie sygnału A/D odpowiedzialny jest przetwornik U1 typu PCM1809 obsługujący częstotliwości próbkowania 8...192 kHz przy rozdzielczości 24 bitów (SN > 100 dB). Przetwornik ma wejścia różnicowe (2 Vrms) wyprowadzone na złącza IN1,2A. Jeżeli nie mamy dostępu do sygnału różnicowego, możemy do wprowadzenia sygnału audio wykorzystać wejście IN, zakładając zwory pomiędzy piny 2,3 złączy IN1A, IN2A (czułość wejść wzrośnie dwukrotnie). Sygnał analogowy doprowadzany jest do przetwornika U1 poprzez kondensatory separujące C1...4. Sygnał wyjściowy w standardzie I²S, wraz z zasilaniem 5 V, wyprowadzono na złącza: I²S (zgodne z płytkami z kursu DSP) oraz I²SO (SIP6, zgodne z PMOD). Lutowane jest jedno ze złączy, w zależności od współpracujących modułów nadrzędnych. Przetwornik jest urządzeniem slave magistrali I²S (standard napięciowy 3,3 V), więc dla poprawnego działania sygnały LRCK, BLCK muszą być generowane w układzie nadrzędnym. Stabilizator LDO U3 dostarcza napięcie 3,3 V do przetwornika A/D.

Rysunek 1. Schemat ideowy płytki przetwornika AD_PCM1809

Schemat montażowy modułu pokazano na rysunku 2.

Rysunek 2. Schemat montażowy płytki przetwornika AD_PCM1809 (a – strona TOP, b – strona BOTTOM)

AD_TAA5242: przetwornik A/D audio

Schemat układu pokazano na rysunku 3. Za przetwarzanie sygnału A/D odpowiedzialny jest przetwornik U1 typu TAA5242 z najnowszej rodziny przetworników A/D i D/A firmy Texas Instruments. Podobnie jak PCM1809, obsługuje częstotliwości próbkowania 8...192 kHz przy 24 bitach rozdzielczości (SN > 100 dB). Przetwornik ma wejścia różnicowe (2 Vrms) wyprowadzone na złącza IN1,2A, zwartą zworą SD konfigurujemy tryb różnicowy wejść. Jeżeli nie mamy dostępu do sygnału różnicowego, możemy do wprowadzenia sygnału audio zastosować wejście IN, zakładając zwory pomiędzy wyprowadzenie 2,3 złączy IN1A, IN2A (czułość 1 Vrms). Zdejmując zworę SD ustalamy tryb unipolarny z sygnałem odniesionym do masy układu (wejście niesymetryczne).

Rysunek 3. Schemat ideowy płytki przetwornika AD_TAA5242

Sygnał analogowy doprowadzony jest do przetwornika U1 poprzez kondensatory separujące C1...4. Dane wyjściowe w standardzie I²S (standard napięciowy 3,3 V), wraz z zasilaniem 5 V, wyprowadzono na złącza I²SO (zgodne z płytkami z kursu DSP) oraz na złącze I²SO (PMOD). Lutowane jest jedno ze złączy, w zależności od współpracujących modułów nadrzędnych.

Przetwornik to urządzenie slave magistrali I²S. Sygnały BCLK, LRCK dodatkowo wyprowadzono na złącze CK, co przydaje się do rozdzielenia sygnałów sterujących przy współpracy z AudioDSP ADAU1701. Stabilizator LDO U2 dostarcza napięcie 3,3 V do zasilania przetwornika.

Schemat montażowy modułu pokazano na rysunku 4.

Rysunek 4. Schemat montażowy płytki przetwornika AD_TAA5242 (a – strona TOP, b – strona BOTTOM)

Wszystkie moduły (również te, które zostaną opublikowane w kolejnej części) mają identyczne rozmiary 36×18 mm oraz rozmieszczenie złączy. Moduły zmontowane są na dwustronnych płytkach drukowanych, przy czym sam proces montażu jest klasyczny i nie wymaga opisu. Rodzaj wlutowanego złącza I²S zależy od współpracującego zestawu uruchomieniowego: w przypadku AudioDSP należy wlutować ZL263-10DG, zaś do współpracy z Pmod konieczna będzie listwa kątowa SIP6 2,54 mm. Wyjątkiem jest moduł kodeka, który wyposażono tylko w złącze zgodne z AudioDSP.

Gotowe moduły pokazano na fotografii tytułowej. Płytki zmontowane ze sprawnych elementów nie wymagają uruchamiania.

W przyszłym miesiącu opiszemy pozostałe moduły: DA_PCM5100 (przetwornik D/A), DA_TAD5142 (przetwornik D/A), CODEC_TAC5142 (zintegrowany kodek z przetwornikami A/D i D/A).

Adam Tatuś, EP