Трансформатор для spdif своими руками

Обновлено: 05.07.2024

При коаксиальном соединении необходимо использовать коаксиальный кабель с
волновым сопротивлением 75 Ом. Этим требованиям удовлетворяет кабель,
который используется для подключения антенны телевизора. При оптическом
соединении устройства должны быть связаны стандартной системой
соединения с помощью оптоволокна – TOSLINK.
Общеизвестно, что работающий компьютер — источник помех широкого
спектра, отрицательно влияющих на качество выводимого сигнала (как
аудио, так и видео). Большая часть этих помех возникает из-за
гальванической связи компьютера с устройстпом пиподо.
Если AV-ресивер содержит в себе гальваническую развязку коаксиального
кабеля, то вам повезло и необходимо только ограничение уровня выходного
сигнала с материнской платы [1]. Стандарт передачи по интерфейсу S/PDIF
oграничивает амплитуду сигнала на ypoвне 0.5 В. Проверить наличие
гальванической развязки можно, прозвонив контакт экрана коаксиального
входа и, допустим, контакт экрана аналоговых входов. Если сопротивление
бесконечное, то гальваническая развязка есть.
Если коаксиальный вход AV-ресивера не имеет гальванической развязки, то
предпочтительнее соединить компьютер и акустическую систему
оптоволокном, что снизит помехи и исключит опасность выхода из строя
входов/выходов устройств при случайном “горячем” включении/выключении.
При необходимости подключения на расстоянии 10 и более метров
потребуется найти мало распространенный и дорогой кабель TOSLINK. К тому
же не всегда в комплекте материнской платы компьютера идет планка с
оптическим выходом S/PDIR Поэтому удобнее и дешевле линию связи сделать
на простой витой паре, а непосредственно у оптического входа
акустической системы преобразовать электрический сигнал в оптический с
помощью светодиода.

Интерфейс S/PDIF, установленный на материнской плате, обычно имеет
выходной сигнал S/PDIF Out с ТТЛ уровнями. Можно предложить простую
нагрузку выхода светодиодом с токоограничивающим резистором. При этом
импульсный ток может превысить допустимый ток выхода микросхемы,
установленной на материнской плате и отвечающей за вывод сигнала S/PDIF.
В моем случае номинальный ток светодиода — 20 мА, а допустимый ток
микросхемы ALC889 — 10 мА. Такой вариант вполне работоспособен, но не
гарантирует безотказной работы и может привести к неисправности
оборудования, так как перегружает выход на материнской плате. Поэтому
для надежной работы интерфейса предлагаю изготовить адаптер.
Такой адаптер использован мной для соединения активной акустической
системы SVEN-HT500 и компьютера на расстоянии 10 м. Сигнал от компьютера
передается по одной из витых пар компьютерного сетевого кабеля UTP и
преобразуется в оптический сигнал с помощью сверхъяркого светодиода
L-813SRC-F, установленного непосредственно в оптическом разъеме S/PDIF
акустической системы.

Схема адаптера приведена на рис. 1. Сигнал S/PDIF с
соответствующего разъема материнской платы инвертируется и усиливается
шестью буферными элементами микросхемы DD1 с повышенной нагрузочной
способностью. Выходной ток одного элемента в состоянии логического нуля
может достигать 24 мА. Резисторы R1 и R2 необходимы для ограничения тока
светодиода и защиты от замыканий. Сопротивление R1 и R2, возможно,
потребуется подобрать, чтобы адаптер устойчиво работал при удалении
светодиода на расстояние 10…20 мм от оптического разъема. В качестве
светодиода оптимально использовать сверхъяркий с длиной волны
640…660нм. В качестве DD1 может быть применена любая микросхема ТТЛ с
достаточной нагрузочной способностью и быстродействием, необходимым для
передачи сигнала частотой до 6 МГц. Схема адаптера соответственно должна
быть изменена.

На рис. 2 приведен чертеж печатной платы адаптера
размерами 35×15 мм.
Конденсаторы устанавливают навесным монтажом (С1 припаян к выводам
микросхемы).
Светодиод L-813SRC-F желательно доработать согласно рис. 3
для того, чтобы установить его непосредственно в оптический разъем
аудиоаппаратуры.

На рис. 4 приведена фотография размещения адаптера на
стандартной планке компьютера. Для этого в ней необходимо просверлить
отверстие под разьем RCA. Оба контакта разъема должны быть изолированы
от планки и корпуса компьютера.
Теперь при просмотре DVD вы можете наслаждаться стереофоническим или
многоканальным звуком Dolby Digital и DTS, который будет воспроизводить
ваш AV-ресивер, если он оборудован соответствующими декодерами. Следует
отметить, что подавать на внешний AV-ресивер можно только стереопоток
(РСМ), например, с музыкального компакт-диска, АСЗ (Dolby Digital) или
DTS-поток. То есть можно с удовольствием посмотреть фильм на DVD или
послушать любимый компакт-диск. Но большинство игрушек с многоканальным
(но не Dolby Digital) звуком на ресивере послушать не удастся. Для этого
необходима звуковая карта, позволяющая “на лету’ кодировать любой звук в
поток Dolby Digital и пускать его в таком виде на цифровой выход. Можно
также воспользоваться программой AC3Fi!ter, позволяющей разложить любой
источник звука на многоканальный [2]. В противном случае для получения
многоканального звука в играх придется использовать аналоговое
подключение к AV-ресиверу.

Блог о конструкциях, касающихся качественного воспроизведения музыки. Как в аналоговом, так и в цифровом виде.

пятница, 13 февраля 2015 г.

Приёмник сигналов S/PDIF

Довольно часто в моей практике встречается задача подключения устройства с оптическим входом TOSLINK к источнику с коаксиальным выходом S / PDIF . Когда у меня на столе появляются магнитолы с уже переделанными входами, я часто вижу прикольную картинку:

Долгое время я применял классическую схему на инверторах 74HCU04:

Такая схема прекрасно работает и не имеет выше перечисленных проблем. Однако, у этой схемы есть свои недостатки. Прежде всего, в микросхеме 74 HCU 04 шесть инверторов, и четыре не используются. Можно соединить их параллельно, умощнив выход, но это надуманное решение. Второй недостаток куда важнее – невысокая граничная частота микросхемы. Сигнал с тактовой частотой 44,1 кГц передаётся нормально, но хай-резы с тактовой частотой 96 кГц и выше передаются с ошибками.

Во-первых, это специализированный приёмник сигналов, а не приспособленная для приёма логическая микросхема.

И в-третьих, он более высокочастотный. Фронты сигнала не затянутые и запросто проходит сигнал с тактовой частотой 96 кГц.

Проект ЦАП AH-D3 было решено обновить и разделить на 2 отдельных устройства. В результате вашему вниманию хочу представить плату простого SPDIF -> I2S конвертера на основе AK4113, которую можно использовать совместно с линейкой ЦАП AH-D1 / AH-D5 / AH-D5.5 / AH-D6 с переводом последних в слейв режим.

В первую очередь, модуль рекомендуется использовать с простыми бюджетными конструкциями типа AH-D1 и AH-D3.1. А также тем, кому требуется именно SPDIF интерфейс или просто, как временной решение для проверки ЦАП. В любом случае, асинхронный USB интерфейс на основе Amanero и др., является основным, рекомендуемым мной вариантом интерфейсного модуля, так как позволяет получить лучший уровень качества звука.

Плата имеет два входа оптический и коаксиальный. Переключение между входами осуществляется переключателем, см. J4.
Плата позволяется питать ее как от внешнего источника питания напряжением 5В, так и от 3.3В линии питания изолятора с разъема I2S (предусмотренной в моих ЦАП-ах AH-D1 / AH-D5 / AH-D5.5 / AH-D6 ).
Выходной порт i2s имеет распиновку, как в ЦАП-ах от Lynx.
Формат выходных данных можно задать джамперами (J5 CINFIG).

Схема приемника SPDIF на ak4113

Печатная плата

Плата выполнена на куске текстолита размером 40х50мм.

Разъём I2S (J2)

Модуль AH-T1 полностью совместим с линейкой моих ЦАП. Главным требование является использование их в слейв режиме, так как тактовый сигнал подается с модуля на плату ЦАП, работа c внешним тактовым сигналом проектом не предусмотрена.

Разъём i2s имеет распиновку Lynx Audio. Контакты 2, 4, 6, 8 — земля. Контакт 9 — питание +3.3В, подается со стороны ЦАП-а.

Контакты 1, 3, 5, 7 — сигналы шины i2s:

Формат	Pin 1	Pin 3	Pin 5	Pin 7
PCM	BCK OUT	SDATA OUT	LRCK OUT	MCLK OUT

Контакт 10 — сигнал mute. Низкий логический уровень — нормальная работа, высокий логический уровень — mute, заглушение ЦАП.

Разъем CONTROL

Разъем 5х2 используется для совместимости с моими конструкциями ЦАП-ов, но часть пинов по сути не используется, играя роль заглушек.

Контакт 1 — не подключен, так как тактовый сигнал подается на ЦАП с модуля AH-T1 (для ЦАП это сигнал включения нужного генератора мастерклока, для слейв режима переключение генераторов на плате ЦАП лишено смысла)

Контакты 5, 9 — На них выдаются уровни в зависимости от текущей частоты дискретизации:

Частота дискретизации	Pin 9	Pin 5
44.1кГц/48.0кГц	0	0
88.2кГц/96.0кГц	0	1

Может быть полезен для некоторых ЦАП, где коэффициент интерполяции требуется задавать вручную, типа AD1853.

Все мои ЦАП-ы AH-Dх при работе с модулем AH-T1 предлагается использовать в Auto Setting Mode, ACKS bit = “1” (см. конфигурацию разъема CONFIG в описании ЦАП-ов) , в этом случае контакты 5, 9 не имеют никакого значения, так как частота дискретизации определяется автоматически.

Выбор активного входа

Разъем J4 служит для выбора активного входа optical / coaxial, для этого предлагается использовать простой переключатель на 2 положения.

Индикация

Для индикации на плате предусмотрен разъем J1, на который выведены сигнал сигнализации включения и режима заглушения (mute).

Выбор выходного формата

Модуль позволяет задать формат вывода I2S-24/LJ-24/RJ-16/RJ-18 согласно таблице 16 из документации на ak4113.

Все мои конструкции используют формат I2S, правильная конфигурация на фото (зеленая строка таблицы)

Посоветуйте доставабельную замену SC982-04? Импульсный трансформатор для цифрового аудио, 1:1. Руками делать очень не хочется, не заточены у меня под это руки.

там делать нечего - по 6-10 витков провода на ферритовое колечко.

найти что-то действительно подходящее на замену будет имхо сложней.

ферритовое кольцо можно взять практически любое работающее до 6 МГц (полоса работы SPDIF).

ориентировка по ферритовым кольцам

Привожу краткую справку о ферритах. Современные магнитомягкие ферриты делятся на шесть групп по магнитным характеристикам и назначению:
- термостабильные для слабых магнитных полей
20ВН, 30ВН, 50ВН,100ВН, 150ВН применяются на частотах до 100 МГц в ВЧ катушках (два последних для магнитных антенн);
700НМ1,1000НМ3, 1500НМ3, 2000НМ3,1500НМ1, 2000НМ1 на частотах от 0,5 до 5 МГц для тех же целей;
- нетермостабильные для слабых магнитных полей
100НН, 400НН, 400НН1, 600НН, 1000НН, 2000НН на частотах до 30 МГЦ (первые два для катушек индуктивности и магнитных антенн);
1000НМ и 2000НМ для тех же целей и условий, но дороже предыдущих;
3000НМ, 3000НММ1, 4000НМ, 6000НМ, 6000НМ1, 10000НМ для сердечников магнитопроводов вместо тонколистового пермаллоя (0,1..0,02 мм и тоньше);
- термостабильные для импульсных магнитных полей
300НН, 300ННИИ1, 350ННИ, 450ННИ, 1000ННИ, 1100ННИ, 1100НМИ в устройствах на частотах до 2 МГц;
- высокодобротные с высокой магнитной индукцией для сильных магнитных полей
2000НМС, 2000НМС1, 2500НМС1, 3000НМС особенно рекомендованы для применения в импульсных трансформаторах вторичного электропитания в условиях сильных магнитных полей;
- плотные ферриты для магнитных головок
500НТ, 500НТ1, 1000НТ, 1000НТ1, 2000НТ, 2000НТ1, 5000МТ для применения на частотах до 5 МГц;
- специальные ферриты для контуров, перестраиваемых подмагничиванием, и для согласующих элементов
50ВНС, 90ВНС, 200ВНС, 300ВНС, 10ВНП, 35ВНП, 55ВНП, 60ВНП, 65ВНП, 90ВНП, 150ВНП, 200ВНП, 300ВНП для работы на частотах от 6..8 до 160..250 МГц.

Читайте также: