这是我迄今为止完成度最高的个人DIY作品。打算做这么个小东西:可以用2节磷酸铁锂电池供电,输入两路音频信号,48kHz/96kHz(或支持192kHz) 24位规格采样,S/PDIF光纤数字化输出。这样采集电路就可以和后面的信号处理电路(或者PC或者专业音频设备)电气隔离。去年自己DIY了一个Cirrus Logic CS5341的应用电路。I2S输出通过扁平电缆连接到FPGA开发板,效果非常好。缺点是对工频干扰的屏蔽处理不好。这次是在上一版的基础上改进,做成一个功能齐全的小盒子。这是完整的电路图:
在画PCB之前,我买了外壳——,是50x60mm的铝壳。估计还是有一定余量可以装下所有东西的。PCB的最终尺寸是根据这个盒子设计的。
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这是完成的PCB布局和布局。软件是我以前DIY的Eagle 4.61免费版。
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PCB做回来了。因为和其他几个小电路拼接比较省钱,所以要自己剪。
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然后打磨边角,确保可以插入外壳的PCB插槽,不要太松。正面和背面也应打磨成与外壳边缘齐平。
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好的。接下来就可以开始焊接调试了。
对于这个小器件,我设计了一个分立稳压电路为模拟部分供电(5V),如下图所示。由于电池电压在6V以上,这样一个带运算放大器和发射极的串联稳压器就能工作,其性能优于集成的LDO。我已经试验过了。图中的运算放大器是SOT-23-5,我用的是AD8605。基准电压源是SOT-23的TL431。调节管是BC 337,封装在TO-92中。(其实功耗低,完全可以用SOT-23管。我将它们从其他项目中移走,没有对它们进行更改。)左边两个三极管作为恒流源,用锗二极管代替R25更好。
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先把这个分立式电源调试好,免得出什么问题,芯片损坏。之前实验的电阻值是——R22: 390,R253360 1.2k,R27 10k,R243360 10k,R2: 2.4k,直列电容C31暂时焊在板的背面,C32和C30不焊,无所谓。因为线内电容比较高,对后续焊接有影响,所以留到最后焊接。如果调试需要,可在拆卸前临时焊接。
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这个分立电源焊接成功,没有异常。R24和C32用于滤除TL431的噪声。C32不焊接时,电源输出噪声明显高很多。我用LDO建立了为ADC芯片供电的3.3V VD和VL组。VD用的是SPX3819,VL用的是最便宜的1117-3.3。VD本来想用TPS79333。焊之前突然意识到它的最高输入只有5.5V,于是改了一下,找到了引脚兼容的SPX3819。SPX3819在空载时测得的输出噪声异常低,甚至低于我的分立式稳压器.第一次用这个LDO。
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根据LDO测试,一般没有问题。117在黑板的背面。
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在确保电源无异常后,焊接主芯片。核心器件是ADC: CS5341。外围电路按照说明书。除了设置采样频率的M0、M1引脚,以及我连接到单片机的复位引脚,没有什么特别的。
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ADC芯片和S/PDIF编码器之间的信号是I2S。WM8805,这里用来编码S/PDIF。只使用芯片的部分功能,硬件模式连接,外围按照说明书连接。CS5341和WM8805共享一个24.576MHz的时钟。
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这里MCU的作用只是复位其他数字芯片(CS5341好像没有POR)和设置ADC的采样频率。因为我对AVR最熟悉,所以用的是ATTiny13,SOP-8单片机。两个I/O接ADC,一个I/O产生复位信号,一个I/O接按钮,另一个I/O接LED,刚好充满。界面最简化,一键控制。
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焊接微控制器后,编写程序,将飞线连接到下行线
最后一个IC是模拟部分的输入缓冲运算放大器。对于这部分电路,我复制了CS5341手册中的参数,但将运算放大器型号改为AD8656。
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手册中的组件参数
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到这个时候,大部分焊接工作已经完成,只剩下晶振、电解电容、输入输出插座等器件。装上晶振后,我们简单测试了一下S/PDIF输出信号,检查总电流大概正常,就放心了。我的PCB上有一根设计好的飞线,来自CS5341的Reset引脚。因为太绕了,是两层板。考虑到GND飞机的问题,最好还是飞钢丝。这是整个PCB完成之前的样子。
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在PCB完成之后
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在这里可以测试整个设备的性能。剩下的工作就不是3354开壳那么简单了。我的工具只有钻头和锉刀。这项手工工作要花很多时间。最后一次出场,前面
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背面:光纤输出,选择按钮和指示灯,电源输入
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这个设备可以通过光纤连接到带光纤输入口的声卡上进行录音。
以上图文均为EEWORLD论坛网友cruelfox原创。在此谢谢。
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