Przetwornik audio A/C z układem WM8782S

Piątek, 01 Luty 2019

Opisywany moduł przetwornika audio A/C umożliwia dołączenie analogowego źródła sygnału do cyfrowego toru audio i może być używany przy szeroko rozumianej obróbce sygnału dźwięku. Układ przetwornika A/C charakteryzuje się bardzo dobrymi parametrami: pracuje z częstotliwością próbkowania 192 kHz przy rozdzielczości 24 bitów. Rekomendacje: moduł może przydać się w domowym studiu nagrań lub do digitalizacji i obróbki starych nagrań.

Podstawowe parametry:

Umożliwia wprowadzenie sygnału analogowego do toru cyfrowego.
Próbkowanie z częstotliwością 192 kHz przy rozdzielczości 24 bitów.
Bazuje na układzie WM8782S.
Wejście analogowe, wyjście S/PDIF.
Zasilanie 7 V AC/4 VA.
Nieskomplikowana aplikacja, nie wymaga regulacji i uruchamiania.

Moduł przetwornika audio A/C jest zbudowany z dwóch bloków funkcjonalnych: przetwornika A/C (U3) – układu WM8782S oraz nadajnika interfejsu S/PDIF (U2) – układu WM8804. Całość jest uzupełniona generatorem sygnału zegarowego MCLK o częstotliwości 24,576 MHz i oczywiście zasilaczem.

Jako konwerter A/C zastosowano układ typu WM8782S. Charakteryzuje się on bardzo dobrymi parametrami, a dzięki wysokiej skali integracji cechuje się prostą aplikacją. Schemat blokowy przetwornika A/C pokazano na rysunku 1.

Rysunek 1. Schemat blokowy WM8782S

Schemat ideowy proponowanego rozwiązania modułu przetwornika audio A/C pokazano na rysunku 2. Układ WM8782SS ma wbudowane dwa przetworniki delta-sigma z filtrem cyfrowym i elastycznie konfigurowanym układem nadajnika. W module układ WM8782S pracuje w trybie master, w którym jest źródłem sygnałów BCLK, RLCK, a do transmisji danych jest wykorzystywany interfejs I²S. Sygnał zegarowy MCLK o częstotliwości 24,576 MHz jest generowany w oparciu o oscylator OSC typu ASFL. Rezystory R5…R9 ustalają czułość wejściową przetwornika na napięcie 2 Vrms. Kondensatory C10 i C11 separują składową stałą.

Rysunek 2. Schemat ideowy przetwornika audio A/C z WM8782S

Układ U3 jest zasilany dwoma napięciami: V50A dla części analogowej, V33 dla części cyfrowej i interfejsu. Odpowiednie elementy filtrują zasilanie układu.

Sygnał z przetwornika A/C w standardzie I²S jest doprowadzony do nadajnika
S/PDIF wykonanego w oparciu na popularnym układzie nadajnika WM8804 (U2) pracującym w trybie slave, w którym sygnał MCLK pochodzi (podobnie jak dla WM8782S) z generatora OSC. Sygnał wyjściowy po dopasowaniu za pomocą R2, R3 i C6 jest doprowadzony do gniazda S/PDIF.

Układ typu MCP100T (U1) pełni funkcję generatora sygnału zerowania dla WM8804.

Do zasilania przetwornika jest konieczne napięcie przemienne 7 V dostarczane przez transformator sieciowy o mocy co najmniej 4 VA. Napięcie to po wyprostowaniu i odfiltrowaniu zasila niskoszumowe stabilizatory LDO typu ADP7104. Układ U4 dostarcza napięcie V50A (+5 V) przeznaczone do zasilania części analogowej, natomiast U3 zapewnia V33 (3,3 V) do zasilania oscylatora oraz części cyfrowej przetwornika.

Schemat montażowy przetwornika audio A/C pokazano na rysunku 3. Sposób montażu jest typowy i nie wymaga omawiania. Po zmontowaniu i sprawdzeniu poprawności, a szczególnie lutowania padów termicznych stabilizatorów, można włączyć źródło sygnału analogowego (maksymalnie 2 Vrms), zasilanie (7 V AC/4 VA) i doprowadzić wyjście do sytemu cyfrowego, akceptującego sygnał o częstotliwości próbkowania 192 kHz i rozdzielczości 24 bitów. Poprawnie zmontowany moduł nie wymaga żadnych regulacji i powinien zadziałać po włączeniu zasilania.