Wzmacniacz audioP R O J E K T Y
z wejściem cyfrowym
Wzmacniacz audio
z wejściem cyfrowym,
część 2
AVT-5026
Konwerter C/A wanie na wyjściach SDATA, SCK
W drugiej czÍÅ›ci artykuÅ‚u
Schemat elektryczny konwertera i FSYNC ciÄ…gu danych zawierajÄ…-
przedstawiamy konstrukcjÍ
C/A zintegrowanego ze strojonym cych kolejne prÛbki sygnaÅ‚u au-
elektrycznÄ… wzmacniacza,
filtrem dolnoprzepustowym przed- dio. Na rys. 9 pokazano jego
ktÛrej zaÅ‚oÅ‚enia stawiono na rys. 7. SygnaÅ‚ na uproszczony schemat blokowy,
wejście odbiornika sygnału S/PDIF doskonale ilustrujący realizowane
przedstawiliśmy w poprzednim
mołna podaĘ dwiema drogami: przez ten układ funkcje.
numerze. Do przeczytania
- za pomocą standardowego kabla Jak widaĘ na schemacie bloko-
artykuÅ‚u szczegÛlnie
wspÛÅ‚osiowego na wejÅ›cie gal- wym, ukÅ‚ad CS8412 jest wyposa-
zachÍcamy wszystkich
waniczne GN1, Å‚ony w rozbudowany system diag-
miÅ‚oÅ›nikÛw sprzÍtu audio!
- za pomocÄ… kabla Å›wiatÅ‚owodo- nostyki, ktÛry moÅ‚na wykorzystaĘ
wego do wejÅ›cia odbiornika m.in. do okreÅ›lenia czÍstotliwoÅ›ci
US7, co wymaga zwarcia stykÛw prÛbkowania sygnaÅ‚u wejÅ›ciowego
wÅ‚Ä…cznika S1. i detekcji wystÍpujÄ…cych w nim
UkÅ‚ad US1 jest wyposaÅ‚ony bÅ‚ÍdÛw. Ze wzglÍdu na specyfikÍ
w odbiornik rÛÅ‚nicowy zgodny ze projektu te moÅ‚liwoÅ›ci ukÅ‚adu nie
standardem RS422, dziÍki czemu zostaÅ‚y wykorzystane.
bez trudu radzi sobie z odbiorem SpoÅ›rÛd wielu moÅ‚liwych kon-
sygnaÅ‚Ûw o niewielkich amplitu- figuracji ukÅ‚adu CS8412 (w tym
dach. NiezaleÅ‚nie od ürÛdÅ‚a syg- dekodowanie sygnaÅ‚Ûw zapisa-
nał wejściowy trafia na wejście nych w formatach AES/EBU, IEC
RXP (nieodwracajÄ…ce) odbiornika. 958, S/PDIF oraz profesjonalnym
W układzie US7 zintegrowano EIAJ CP-340) w prezentowanym
kompletny odbiornik Å›wiatÅ‚a lase- projekcie wybrano pracÍ zgodnie
rowego oraz układ wzmacniająco- z zaleceniami S/PDIF i - na wyj-
formujÄ…cy, dziÍki czemu przesy- Å›ciu - ramkÄ… I2S o dÅ‚ugoÅ›ci do
Å‚any torem optycznym sygnaÅ‚ cyf- 24 bitÛw. Jest to jeden z najbar-
rowy pojawia siÍ na wyjÅ›ciu dziej elastycznych trybÛw pracy,
układu w postaci niewiele od- w znacznym stopniu niezalełny
kształcone od sygnału oryginalne- od faktycznej długości ramki da-
go. Niestety w kałdym sygnale nych w kanale audio i faktycznej
cyfrowym wystÍpuje zjawisko jego rozdzielczoÅ›ci przetwornika C/A.
ìdrÅ‚eniaî w czasie (ang. jitter), Do wejÅ›cia FCK US1 doÅ‚Ä…czono
ktÛre moÅ‚e znieksztaÅ‚ciĘ odtwa- scalony generator kwarcowy
rzany sygnaÅ‚ audio. Z tego powo- o czÍstotliwoÅ›ci sygnaÅ‚u wyjÅ›cio-
du w kolejnym elemencie toru wego 6,144MHz, ktÛry stanowi
obrÛbki sygnaÅ‚u wejÅ›ciowego - wzorzec dla wszystkich ukÅ‚adÛw
odbiorniku CS8412 - zintegrowa- czasowych zintegrowanych w US1
no mechanizmy minimalizujÄ…ce oraz dla pÍtli PLL, ktÛra synchro-
wpÅ‚yw jittera na jakośĘ sygnaÅ‚u nizujÄ…c siÍ z wyekstrahowanym
wyjściowego. Na rys. 8 pokazano z sygnału wejściowego przebie-
charakterystykÍ ilustrujÄ…cÄ… stopieÒ giem zegarowym generuje na wyj-
tłumienia jittera sygnału wejścio- ściu MCLK jego 256-krotnośĘ.
wego przez ukÅ‚ad CS8412, w za- SygnaÅ‚ MCLK jest niezbÍdny
leÅ‚noÅ›ci od czÍstotliwoÅ›ci charak- m.in. do taktowania elementÛw
terystycznej jittera. filtrÛw wyjÅ›ciowych w przetwor-
Zadaniem układu US1 jest niku US2, stąd połączenie wyj-
przede wszystkim zdekodowanie ścia MCLK US1 z wejściem MCLK
sygnału wejściowego i wygenero- US2.
Elektronika Praktyczna 8/2001
47
Wzmacniacz audio z wejściem cyfrowym
Jak wspomniano w pierwszej
czÍÅ›ci artykuÅ‚u, w strukturze prze-
twornika US2 zintegrowano kom-
pletne filtry dolnoprzepustowe,
dziÍki czemu nie ma koniecznoÅ›ci
stosowania rozbudowanych obwo-
dÛw filtrujÄ…cych. W prezentowa-
nym modelu zastosowano tylko
proste filtry RC (R8, C7 i R9, C6
- po jednym na kanał) usuwające
z sygnału wyjściowego resztkowe
sygnaÅ‚y prÛbkowania w filtrach
pojemnościowych. Ich charakte-
rystykÍ dobrano, zgodnie z zalece-
niami producenta, w taki sposÛb
aby spełnione było twierdzenie
Shannona o prÛbkowaniu.
SygnaÅ‚ wystÍpujÄ…cy na wyjÅ›ciu
filtrÛw doskonale nadaje siÍ do
zasilania wejśĘ wzmacniacza mo-
cy, lecz z przyczyn praktycznych
jest on najpierw podawany na
potencjometry P1 i P2 za pomocÄ…
ktÛrych ustala siÍ podawane na
wejście wzmacniacza poziomy
sygnaÅ‚Ûw z obydwu kanaÅ‚Ûw C/A.
RolÍ przeÅ‚Ä…cznika wejśĘ speÅ‚-
nia ukÅ‚ad pÛÅ‚przewodnikowy fir-
my Maxim US3. Jest to poczwÛr-
ny przełącznik sterowany za po-
mocÄ… dwÛch wejśĘ cyfrowych,
opracowany specjalnie do aplika-
cji audio. Parametry kluczy ana-
logowych zastosowanych w US3
zostały dobrane przez producenta
w taki sposÛb, aby zmi-
nimalizowaĘ mołli-
wośĘ powstania znie-
ksztaÅ‚ceÒ wynikajÄ…cych
z modulacji rezystancji
klucza sygnałem wej-
ściowym, przy jedno-
czesnym zachowaniu
minimalnej rezystancji
przejściowej kluczy.
AktywnÄ… parÍ wejśĘ
wybiera siÍ za pomocÄ…
przełącznika S2, a re-
zystor R16 polaryzuje
wejścia sterujące ukła-
du US3. Wybrane syg-
nały audio pojawiają
siÍ na gniazdach wyj-
ściowych GN5 i GN6,
a ich suma (przez re-
zystory R10, R11 i R12)
jest podawana na wej-
ście cyfrowo strojone-
go filtra dolnoprzepus-
towego US4. Nieco
wiÍcej informacji na
temat tego układu znaj-
dÄ… Czytelnicy w pierw-
Rys. 7. Schemat elektryczny konwertera C/A zintegrowanego ze strojonym
szej czÍÅ›ci artykuÅ‚u, te-
filtrem dolnoprzepustowym.
Elektronika Praktyczna 8/2001
48
Wzmacniacz audio z wejściem cyfrowym
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
P1, P2: 100k&!
P3: 150k&!
R1: 75&!
R2: 220&!
R3: 1k&!
R4, R5: 270k&!
R6, R7, R12, R16: 10k&!
R8, R9: 560&!
R10, R11: 4,7k&!
R13: 2k&!
R14: 470&!
R15: 4,7&!
Kondensatory
C1, C2: 10nF
C3, C9, C12, C14..C20, C31:
100nF
C4, C5, C21..C26: 10µF/16V
C6, C7: 2,7nF
Rys. 8. Charakterystyka ilustrującą stopień tłumienia jittera sygnału
C8, C10: 4,7µF/16V
wejściowego przez układ CS8412 w zależności od częstotliwości
C11: 470pF
charakterystycznej jittera.
C13: 47nF
raz skupimy siÍ na omÛwieniu rano w taki sposÛb, aby czÍstot-
C27, C28: 47µF/16V
jego aplikacji. liwośĘ przebiegu prostokątnego na
C29, C30: 2200µF/25V
Suma sygnaÅ‚Ûw z obydwu ka- wyjÅ›ciu US5 mieÅ›ciÅ‚a siÍ w prze-
Półprzewodniki
naÅ‚Ûw jest podawana - po odse- dziale 10kHz..1MHz. Odfiltrowa-
M1: 1A/50V
parowaniu składowej stałej za ny sygnał przeznaczony do stero-
US1: CS8412
pomocą C8 - na wejście US4. wania wzmacniacza subwoofera
US2: CS4334
WewnÍtrzny blok ukÅ‚adu odpo- podawany jest, po odseparowaniu
US3: MAX383
wiadajÄ…cy za polaryzacjÍ wejÅ›cia za pomocÄ… C10 skÅ‚adowej staÅ‚ej,
US4: MAX7480
zapewnia na nim napiÍcie staÅ‚e na gniazdo GN4. SygnaÅ‚ ten moÅ‚-
US5: NE555
o wartości ok. 2,5V. Sygnał zega- na wykorzystaĘ do bezpośrednie-
US6: 4013
rowy o wypełnieniu 50% jest po- go sterowania pracą wzmacniacza
US7: TORX173
dawany na wejÅ›cie CLK US1. mocy, przy czym naleÅ‚y pamiÍtaĘ,
PrzyjÍto, Å‚e czÍstotliwośĘ granicz- Å‚e wzmocnienie filtru w paÅ›mie US8: 7805
na filtru dolnoprzepustowego bÍ- przenoszenia wynosi 1V/V.
US9: 7905
dzie mołna zmieniaĘ w zakresie Moduł konwertera jest zasilany
Różne
50..500Hz, co wymaga czÍstotli- symetrycznym napiÍciem Ä…5V,
GEN1: SG51 lub SG531
woÅ›ci taktujÄ…cej na wejÅ›ciu CLK otrzymywanym dziÍki zastosowa-
o częstotliwości 6,144MHz
zmieniajÄ…cej siÍ w przedziale niu stabilizatorÛw US8 i US9. Na-
GN1, GN2, GN3, GN4, GN5, GN6:
5kHz..500kHz. Przerzutnik US6A piÍcie jest prostowane w scalo-
gniazda chinch
speÅ‚nia rolÍ symetryzatora prze- nym mostku Graetzía M1, nastÍp-
L1..L4: 47µH
biegu zegarowego generowanego nie filtrowane za pomocÄ… konden-
S1, S2: dowolne przełączniki
przez multiwibrator US5, jedno- satorÛw elektrolitycznych o duÅ‚ej
bistabilne
czeÅ›nie dzieli czÍstotliwośĘ gene- pojemnoÅ›ci C29 i C30.
rowanego przez niego przebiegu PoszczegÛlne gaÅ‚Ízie linii za-
przez 2. Tak wiÍc wartoÅ›ci ele- silajÄ…cych zostaÅ‚y od siebie odse- L1..L4 oraz rezystora R15. DziÍki
mentÛw R13, R14, P3 i C11 dob- parowane za pomocÄ… dÅ‚awikÛw tym elementom i kondensatorom
dopełniającym konstrukcyjnie
proste filtry, szkodliwy wzajemny
wpÅ‚yw poszczegÛlnych blokÛw
ukÅ‚adu przez liniÍ zasilajÄ…cÄ… zo-
stał zminimalizowany.
Piotr Zbysiński, AVT
[e-mail]
Wzory płytek drukowanych w for-
macie PDF sÄ… dostÍpne w Internecie
pod adresem: http://www.ep.com.pl/
?pdf/sierpien01.htm oraz na płycie
CD-EP08/2001B w katalogu PCB.
Rys. 9. Uproszczony schemat blokowy układu US1.
Elektronika Praktyczna 8/2001
49