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PCM1702音频DAC制作(组装篇) 【精华】

高工
2013-10-15 09:34:39    评分
本帖是在另一帖“http://forum.eepw.com.cn/thread/240466/1 ”的基础上进一步改良和加工成全系统的介绍。

这个DIY项目前前后后持续了很长的时间,最近终于到了收官阶段。这次主要是给她穿衣服,长期“裸奔”的话影响不是很好啊。为了配合现有的铝壳,先前制作的线路板不得不重新设计,主要是板子的形状和大小进行限制。电路部分的改动如下:
(1)       弃用原来设计的二阶低通滤波电路,改用官方数据表上为PCM1702量身定做的三阶Butterworth低通滤波器,为此又重新制作了一块电路板;
(2)       弃用原来设计的带音量控制和延迟输出,因为调试中发现该板对音质有负面效果,最终只保留了延迟输出部分,未做新板,直接将原来的板“分尸”一下即可;
(3)       原数字接收板太大,于是拆分成两个小板;
(4)       原电源板(78XX79XX方案)电源输出不对称,而且外形过大,改为LM317LM337的方案,采用小板叠加的方式安装;

数字信号接收板(连接器)




数字信号接收板(主电路板)





解码板



三阶Butterworth低通滤波器事实证明这个官方推荐的低通滤波器很适合PCM1702,各频段都很均衡,制作起来可能稍微有点复杂,但是为了音质,这点代价还是必须要负的。为了接近设计值,低通网络上的电阻器基本上使用了精密电位器,调整好阻值后再安装到电路中。而且这个电路的驱动能力很强,直接驱动耳机的话必须要在播放器端将音量调整到很小的位置,要不然,呵呵,8欧的耳机吃不消啊。音量控制原本是想在后面加一级运放前级(音量电位器加在前级输入处),但是实际上对音质是有明显的劣化效果,调整了前级的很多元件参数均不能解决,可能是阻抗匹配的问题吧,呵呵,只好弃用了。最后尝试直接串联一个10K的双联电位器到耳机回路中,这下OK了,音质保持得很好,于是最终采用了这个方案。不过,缺点是10K的电位器不能将音量调到关断状态,10K+0.008K=10.008K的负载下,这个8欧的耳机还是可以听到微弱的音乐声的。
 
 
 
 
稳压电源采用LM317LM337的组合,这个DAC系统解码部分需要±5V稳压直流电源,LPF部分需要±12V稳压电源。原来调试时使用的7805/79057812/7912的板子输出电压偏差较大,虽然并没有发现其对系统的影响,但是尽量对称的话应该对运放是有正面效应的,所以选用了可调整输出电压的方案。变压器输出电压选择12V,全波整流后约为12X1.414=16.9V,基本可以满足稳压后12V的输出(压差4.9V),5V 输出部分压差11.9V。这也是一个很重要的问题,那就是压差过大引起的热功耗问题,如果这个问题很突出的话,那么就要考虑加装散热系统,甚至是主动散热系统。我调试时使用的是17V输出的环变,5V输出的压差可以达到19V,后果就是运行时,7805/7905非常烫手。不过采用交流12V后这个散热问题可以忽略了。 组装过程嘛,在此就省略了,因为整个过程基本上是DIY条件下的机械加工,过程太复杂、曲折、艰辛和繁琐,我花费了整整两天的时间啊。手上的工具有小型手电钻、丝锥和板牙套装、小锉刀一套。要表扬一下这个电钻,个头较小但是马力十足啊,可以钻直径4MM以下的孔,在厚度为8MM的散热器上加工孔洞也从容不迫,这样也减少了很多“挫工”工时。特别是后面板上的电源插座和开关位置的方形孔,先用电钻钻个轮廓出来,然后用尖嘴钳将中间的铝板钳掉,最后用锉刀锉平。为了减小变压器对信号输入及处理电路的干扰,设计了个简易的“隔间”,用1MM厚的铝板将电源部分隔离开来,虽然空间利用率已经很高了,各组件也很紧凑了,但是我觉得很有必要增加这个小隔间。音频系统里面较难处理的部分就是干扰和底噪,当然这跟布线(地线及电源线的处理)很有关系。这个小心处理后,效果一般情况下还是不错的。还好,我的这个DAC成品,噪声控制得很好,在夜深人静环境下,静态时听不高噪声、吱吱声,动态下人耳不容易分辨,但是就我的感觉来讲,也是不可闻的。效果就我所能接触的器材来看,是很好的了。此制作已不打算再做什么升级、摩机或增加功能(如耳放)之类的动作了,呵呵,不想再多花钱喽!合计下我的投入:DF170050元)、外壳(50元),PCM1702DIR9001TI官网申请,免费,其他零件基本上都是平时拆机凑起来的,不好计算。当然,人工及辅助工具之类就更不好计算喽。     











最后,讲讲延迟输出电路的故事……


这个是我这个DAC采用的延迟电路,看起来很简单啊,但是我在这个上面却栽了跟头,浪费了巨多时间。按照图示零件数值安装好后,居然继电器不吸合。然后就开始改元件参数,怀疑这怀疑那,甚至怀疑继电器有问题,干了若干蠢事后,冷静下来想了想,哦,原来是这样的。关键是这个R109,我一直想当然的认为100K没有问题,我太关注R109C109组合后的延迟时间了,忽略了重要的一点,基极电流足够吗?计算下: (5.0V-0.7V)/100K=0.043mA,该电流不足以使三极管处于饱和状态,改变R109阻值为68K后,继电器可以正常吸合,继电器额定功率140mW,吸合电压3.5V,那么吸合电流至少为20mA。呵呵,书本上的东西还给老师了……



关键词: PCM1702     音频     制作     组装     精华     这个     输出    

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