Трёхканальный 100Вт ЦАП с DSP ADAU1452+ESP32.

[uriy]

Для потребности любителей стриминга я адаптировал трёхканальный ЦАП с ДСП к работе с модулем WROVER на ESP32. Модуль WROVER был прошит программой Squeezelite-esp32, 32 разрядной I2S версией которая позволяет передавать звук по WiFi с разрядностью 24 бит через I2S порт на вход ЦАП.
Более подробно о возможности программы Squeezelite-esp32 можно почитать здесь. https://github.com/sle118/squeezelite-esp32
У программы Squeezelite-esp32 достаточно развитый интерфейс управления, настройки и обновления прошивки через веб браузер. Сервер LMS позволяет организовывать передачу музыки как с интернета так и с локального хранилища музыки, регулировать уровень громкости и включать и отключать звук, при стабильном WiFi соединении проблем со стабильностью стриминга мною не выявлено.

Для желающих приобрести такую плату, стоимость ЦАП и платы входов выхода - 85 долларов США.
Стоимость ЦАП без платы входов выходов - 75 долларов.
Эта цена доступна только для жителей Украины.

[uriy]

Структурная схема платы ЦАПа с ДСП выглядит так.

Структурная схема платы входов выглядит так.

На плате ЦАПа реализован детектор наличия частоты тактирования битов I2S потока, с помощью этого детектора реализована автоматическая селекция каналов входа в ДСП, при наличии частоты тактирования ДСП переключает свой вход на I2S, при отсутствии частоты тактиврования ДСП переключает свой вход на спиф вход. Получается приоритет у I2S входа.
На плате так же выведены дополнительные входы АЦП с помощью которых можно управлять ДСП, так же выведены два дискретных входа для возможности подключения валкодера к ДСП или любых других дискретных сигналов с помощью которых можно управлять ДСП.
Изначально ДСП настроен на систему 2+1. Для быстрого перевода ДСП под другую конфигурацию я создал стартовые проекты в сигма стуио для разных распространённых вариантов.

Sigma Studio 48kHz.rar

(178.12 КБ) 25 скачиваний

[uriy]

Суммарные характеристики полученные программой RMAA.

Как видно из измеренного уровня шума, плата может применяться для АС ближнего поля, так как уровень шума достаточно низок. На динамике с чуйкой 100дБ/Вт/м белый шум выхода ЦАПа слышен только впритык к динамику, на расстоянии 30см от динамика шум услышать невозможно при уровне шума в комнате 35дБ(А).
Плата не требует ни каких внешних защит для динамиков. Мозги платы отслеживают постоянку по выходу каждого канала, и при её присутствии отключают канал, тем самым предотвращая появление постоянки на динамике. Светодиод начинает моргать сигнализируя то, что в каком то из трёх каналов сработала защита от постоянки. Постоянку можно поймать при неправильной настройке проекта в сигма студио.
При отсутствии сигнала на любой из каналов, неиспользуемый канал автоматически переводится в режим спячки и потребление платы снижается. Это позволяет применять плату только в стерео режиме, не беспокоясь что третий канал потребляет зря мощность.
Щелчков при включении выключении питания нету.
Сигнал спдиф и I2S можно подавать в любой последовательности щелчков нету.
Благодаря очень высококачественному ASRC в АДАУ нет необходимости поддерживать единую сетку частот источника сигнала и АДАУ.
SPDIF вход АДАУ1452 принимает 44,1кГц - 96кГц, 16-24бит.
I2S вход поддерживает 44,1-192кГц 16-32бит так же возможно подать на I2S вход многоканальный TDM поток.

-Плата ЦАПа обеспечивает выходную мощность 100Вт на каждый канал на нагрузке 4Ом, при питании 32В и 50Вт на нагрузке 2Ом, 8Ом.
-Диапазон питающих напряжений от 12В до 32В.
-Потребление платы в режиме холостого хода 10Вт при напряжении 32В, и 6Вт при напряжении питания 24В.
-Потребление платы в режиме сна 2,5Вт.
-КПД -80%.

[uriy]

Плат продаётся с установленной алюминиевой пластиной теплопровода, следует понимать что эта пластина не является полноценным радиатором т.е. площади пластины недостаточно для рассеивания всего тепла платы ЦАПа. При питании платы напряжением 32В необходим дополнительный радиатор который способен рассеивать более 60Вт если вы собираетесь выжимать все 100Вт с каждого канала. Если вам не нужна вся выходная мощность ЦАПа, то при питании платы до 20В, размеров пластины достаточно что бы не применять дополнительный радиатор.

[uriy]

Плата входов/выхода.

Input Output.jpg (85.2 КБ) 1516 просмотров

Input Output 2.jpg (76.95 КБ) 1516 просмотров

[uriy]

Плата позволяет очень легко организовать систему 2+1.

Так же, за счёт того, что ДСП может передавать спдиф поток из ядра процессора, достаточно легко реализовать аткивную трёхполсоную стерео систему которая поддерживает стриминг.

[uriy]

Если не нужна полная мощность от платы, то при большом желании платы интегрируются в серийный корпус UNI-S-BOX-130-01RD.
Размеров корпуса недостаточно что бы рассеивать 10Вт тепла при питании платы от 32В, но при питании платы от 24В размеры корпуса уже позволяют держать температуру чипов ниже критической. В самих чипах которые усиливают ШИМ сигнал, есть защита от перегрева и они отслеживают свой перегрев, по этому если радиатора недостаточно, то при максимальной громкости будет подрабатывать токовая защита при токе меньше номинального, а при перегреве кристалла сработает триггерная защита по температуре которую можно сбросить только отключив питание.
Суммарная длина двух плат 132мм по этому что бы успешно интегрировать эти платы в корпус UNI-S-BOX-130 длиной 130мм, нужно либо использовать люфт в крышках, либо стачивать 2мм гетинакса с платы ЦАПа.
Ну либо просто применить более длинный корпус.

[uriy]

Программа RMAA измеряет уровень гармонических искажений на уровне -3дБ, при такой мощности динамик как правило уже искажает более 5%, на тех мощностях на которых мы обычно слушаем АС в домашних условиях, ЦАП имеет лучшие показатели по Кг.
Ниже результат измерений искажений при разном уровне выходной мощности ЦАПа. Как правило мы слушаем музыку на уровнях выходной мощности усилителя в диапазоне от -10дБ до -20дБ. Это если вести речь за АС с чуйкой более 84дБ/Вт/м

Level Sweep 4R 32V Ch0 Ch1.png (25.17 КБ) 1500 просмотров