Wstęp i o DSP v.1.

1. Wstęp.

W 2012 roku rozpocząłem projekt z kolumnami, gdzie każdy głośnik był podłączony do wzmacniacza a przed wzmacniaczem filtry w oparciu o wzmacniacze operacyjne. Miałem wtedy 19 lat i byłem przeciwnikiem "cyfrówki". Patrząc na to teraz, wynikało to po prostu z braku wiedzy-  wiele rzeczy musiało się "poukładać i dojrzeć w głowie" :)
W 2014 roku, kiedy poszedłem do pierwszej pracy upatrzyłem sobie "ADAU-1452 Eval Board". Po 2 miesiącach kupiłem go. Nastała długa przerwa, by w końcu w 2018 roku zrobić swój własny projekt na procesorze DSP, który będzie spełniał moje wymogi. Głównym założeniem była duża liczba kanałów wyjściowych audio (tak, aby także w samochodzie można było go zastosować) oraz dodatkowe wyjścia różnego przeznaczenia. Eval Board dalej służy mi do codziennego odsłuchu muzyki.
I stało się: 16 kanałów wyjściowych, 4 kanały wejściowe.
Wszystko to wymagało (i nadal wymaga) dość dużego nakładu czasowego i finansowego. Jako, że byłem studentem, skorzystałem z okazji zakupu Altium Designer 18. Tylko 105 dolarów na 1 rok.
2 styczeń- czas start.
Od tego momentu szlifowałem swoje umiejętności praktycznie we wszystkich dziedzinach związanych z elektroniką cyfrową, analogową, testami, projektowaniem PCB i akustyką.  2 warstwowa PCB już nie wystarczała i trzeba było zająć się projektowaniem 4 warstw. Biorąc pod uwagę, że projekt jest wykonywany hobbistycznie, koszt 10 PCB 4 warstwowych wykonanych w Polsce zabrał by mi połowę wypłaty. Rozszerzyły się horyzonty i do tej pory, w przypadku PCB 4 czy 2 warstwowych korzystam z usług PCBWay.

2. Założenia.
Jak już wspomniałem, chciałem mieć do dyspozycji więcej niż 8 wyjść analogowych. Chciałem także mieć dostęp do multipurpose pins z DSP aby można było robić detekcję sygnału (np. mute i standby wzmacniaczy).

3. Projekt.
Na początku chciałem wszystko zrobić na jednej dużej PCB gdzie będzie ADC, DAC, DSP, sterowanie mikrokontrolerem, filtry wyjściowe, wejściowe i cała sekcja zasilania. Myślałem nad tym dość długo aż 27 marca wziąłem się do pracy by zrobić testową PCB na której będzie tylko ADC, DAC, DSP i mały mikrokontroler do sterowania ADC i DAC. Tak powstała pierwsza wersja, która składała się z:
DSP: ADAU1466
ADC: ADAU1978
DAC: ADAU1966
uP: Atmega88

3 kwietnia PCB dotarły.

Rysunek 1. DSP v1.

Rysunek 2. DSP v1- góra.

Rysunek 3. DSP v1- spód.

PCB wykonane zostały bardzo ładnie i do jakości nie mogę się przyczepić (chociaż na rys.2 widać lekkie zadrapania na opisie- zdarzyło się tak tylko na 2 sztukach).
W wersji 1 nie wykorzystałem potencjału 4 warstw ponieważ w razie pomyłki projektowej chciałem mieć łatwy dostęp do sygnałów aby zrobić ewentualne krosy. Na szczęście wdarł się tylko jeden błąd i to było moje niedopatrzenie w schemacie. Jednak mimo tego, wszystko działa.

Rysunek 4. Przebiegi wyjściowe.

Oczywiście przebiegi wyjściowe nie pojawiły się od razu. Były problemy z konfiguracją DAC a dokładniej z sekwencją wysyłania rozkazów. Problemy pojawiły się także podczas konfiguracji głośności- DAC nie ustawiał poprawnie parametrów i blokował magistralę. Problem rozwiązano dodatkowym NACK w programie, o którym datasheet nie wspomina. Na rys.4 widać także pomiary częstotliwości, które nie są poprawne.

Po dłuższym działaniu, DSP osiągał temperaturę ponad 60 stopni- złe umiejscowienie tranzystora, mała powierzchnia do odprowadzania ciepła. W wersji 2 i 3 PCB zostało to poprawione (chociaż w wersji 3 przesadziłem przez co są problemy z lutowaniem).

Na rysunku 5 widać próby (pomyślne) skonfigurowania S/PDIF.

Rysunek 5. Testy S/PDIF wraz z kartą dźwiękową na USB.

W trakcie gdy wersja 2 PCB była w produkcji, rozpocząłem pracę nad zapisywaniem parametrów do DSP za pomocą rejestrów safeload.

Rysunek 6. Nauka Safeload.

Ostatecznie wersja 1 PCB została rozlutowana i DSP, ADC i DAC trafiły do wersji 3 PCB o której napiszę wkrótce.