Projet DAC+DSP 2x2/3/4 voies HQ - design PCB

[maxidcx]

quand c'est trop compliqué à router et qu'il y a des aspects techniques ou on tourne en rond des semaines sans trouver une soluce satisfaisante alors on se lasse et on finit par faire une sorte de burnout; l'arrivée du printemps et des chants d'oiseaux m'a stoppé net. j'ai repris la carte et le schéma il y a 2 semaines en essayant pendant plusieurs jour de faire revivre cela vu que 70% du travail était fait, sans succès, toujours les memes problèmes pour positionner les composants, faire tenir 2 cartes ensembles, gérer les sources...et finalement de l'insatisfaction. J'étais résolu à acheter un minidsp voire un SHD. finalement c'était trop dure de passer commande pour ce machin insatisfaisant aussi et je suis reparti d'une feuille blanche tout en récupérant des morceaux de l'ancien schéma et pcb. La je suis plus serein, même s'il reste quelques détails qui m'empêchent un peu de dormir.
voila docteur

Partir sur 2 AK4497 était un peu lourd. L'arrivée d'un dac 8 voies simplifie le schéma, enlève une alim, limite la filasse, minimise le chemin de MCLK. On peux l'utiliser en 4 canaux différentiel donc on perdra pas beaucoup de SNR.
Aussi en analysant le PCB et les perfs du nouveau topping DX3 Pro (photos ici et en promo ici) on voit qu'il est possible de faire un étage de sortie propre avec un minimum d'ampli op. le routage des 0Volts est crucial.
Au niveau des alims, en regardant les schéma de la carte d'évaluation AKM EVB on voit qu'ils ne se cassent pas trop la tete avec simplement un AOP suiveur pour alimenter chaque entrée vref depuis un simple 78M05 avec une cellule RC... bref le mieux est l'ennemi du bien.

coté DSP le fait de voir la carte hifiberry dac+dsp et de regarder les codes sources sur git ca donne confiance sur la facilité d'utiliser cela sans avoir besoin de redevlopper une tone de soft. ce qui me chagrine avec les raspberry c'est les problèmes d'écriture sur carte SD en cas de coupure électrique et la durée du boot avant de pouvoir envoyer une sequence I2C. D'un autre coté ca apporte le streaming et des possibilités. L'idée de mettre un ESP8266 c'est pour éviter cette "lourdeur" du raspi.

y a un peu de boulot

[manudrz]

Ah ça m'intrigue qu'ils n'utilisent qu'un DC15V en entrée, ils ne détaillent pas l'alim... Ce sont des "hacheurs" de tension ? Trop petit pour lire les réfs, pense-tu que ce soit faisable d'alimenter ce genre de carte depuis 2 batteries en 24V par exemple ?
Content de te relire

[maxidcx]

oui il y a 2 convertisseurs switcher qui génèrent +/-10V à partir du 15V, ca se voit bien en bas à droite en dessous de la partie ampli casque, légèrement à gauche du connecteur casque. ca marchera sur batterie c'est certain mais il faudrait quand même chuter à 15V en entrée pour pas tout griller
en tout cas 170balles pour ce dx3 c'est donné...

[maxidcx]

étant donné qu'il faut tout reprendre au niveau routage, je n'exclue pas de remplacer le combo filtre et étage de sortie par le nouveau et fameux SSM6322.
Ca simplifierait les choses... par ailleurs leur système de compensation du mode commun permet à l'étage de sortie du dac de travailler de façon plus saine autour du vcm et donnerait de meilleurs résultats... le driver de sortie peux piloter un casque... seul inconvenient, on sort pas plus de 2V rms par voies, mais c'est la norme de facto en home-hifi.

https://www.analog.com/media/en/technic ... sm6322.pdf

[manudrz]

Tu pars pas sur du symétrique ?

[maxidcx]

Salut, comme je change pour un dac 8 canaux ca sera pas en symétrique mais possibilité de configurer un canal sur deux en mode inverse pour faire l'équivalent d'un 4 canaux symétrique... faut faire des choix

[androuski]

Du symétrique en soft quoi. Gare aux erreurs de preset en cas de bridge

[maxidcx]

Salut
le week end a été productif, j'ai routé la partie DAC, les filtres et le contrôle de volume avec un CS3318.
coté schéma des filtres, la datasheet de l'ak4458 proposait un 2 ieme ordre intégré avec la fonction de soustraction, ce qui a l'inconvénient d'utiliser des resistance élevées pour satisfaire aux contraintes d'impédance de sortie du dac et donc d'augmenter le niveau de bruit. Je pars sur ce schéma Sallenkey + différentiateur séparé, ce qui je l'espère réduira la thd et le snr pour se rapprocher de 120db.

Capture d’écran 2018-12-03 à 10.54.01.png (23.35 Kio) Vu 906 fois

on attaque directement le cs3318 en sortie des soustracteurs et les sorties du CS passent par un réseau rc pour aller vers des XLR à 5 points. donc 4 canaux par xlr (ou 2 diff). Les amplis op sont des quad, probablement des OPA1604.
La partie analogique du dac est alimenté par un LT3042 et sa réf de tension alimente 2 ampliop suiveur pour driver les entrées REFH 1-2 et REFH 3-4 (via un LME49721) séparément.

ca avance et je la sens bien cette carte (4 couches) pour noel.

[800dr]

Good job
le papa Noël va avoir du boulot

[dekron]

Maxi,

Je ne sais plus du coup quel est ton objectif ou si tu resterais intéressé par des solutions commercialisées existantes. Je suis pour d'autres sujets le projet bela.io (un module d’extension du micro ordinateur beagle board) qui offrirait une solution optimisée pour le traitement audio : latence 0.5 ms analog ou digital in --> audio out, ou bien 1ms audio in --> audio out, avec en guise d'OS un IDe accessible par explorateur internet et plusieurs langages haut ou bas niveau ce qui peut simplifier la programmation (puredata, supercollider, c++).

Jusqu'a présent ils n'avaient que le module de base puis il en ont sorti un miniature pour le pocketbeagle avec presque les memes options (beaucoup d'entrées / sorties analogiques ou numériques mais 1 seule entrée et sortie audio stéréo).

Ils ont commercialisé récemment un module d'extention avec 4 audio stereo in et 8 audio stereo out (deux cartes peuvent etre associées l'une sur l'autre).
Un ADC et DAC et ampli 1W sont présents pour toutes les entrées/sorties audio. Sur le papier la carte à tout ce qu'il faut pour du filtrage logiciel actif, il ne manquerait plus que les amplis.

Dans le détail, il faudrait arriver à trouver quelles puces sont utilisées pour les conversions, si leur systeme d'horloge te conviens etc ...
Je te laisse le lien je suis curieux d'avoir ton point de vue : https://shop.bela.io/ctag
https://hackaday.io/project/9634-ctag-f ... io-systems

Quelques autres infos sur les puces sur leur blog http://blog.bela.io/2016/11/07/bela-analogue-vs-audio/
(il existe aussi une carte d'extention de la bela de base qui transforme les I/O analogiques en I/O audio pour 45 livres)

[maxidcx]

Salut Dekron, merci pour les liens j'ai jeté un oeil sur les cape bela. pas evident de trouver de la documentation. a priori ils utilisent des dac 16bits à haute vitesse. c'est plus pour du traitement de signal que de l'audio si ont peux dire.

il y a une tendance (je pense au dac allo katana) de faire des Hat ou Cape avec des dac sophistiqués. l'interret c'est l'utilisation de Volumio (par exemple) dans une petite boite.

mon approche est différente: partir du besoin dac hifi, ajouter du multivoie pour faire du filtrage actif (au au moins de la correction stereo ou la gestion d'un sub) et ajouter une intelligence pour la connection des sources et l'interface utilisateur. du coup l'idée de plugger un Raspberry pi zero à 10 balles sur la carte me paraît un bon choix (en terme de possibilité et d'ouvertures) mais je ne ferais pas l'inverse
Par chance les gens de B&O et de hifiberry ont fait tout le boulot d'écriture des routines pour l'interfacage avec le dsp et le parametrage d'une config 4 voies par une interface web embarquée dans le raspi... donc ca me plait bien. Je regarde quand même un pilotage par uP ou ESP32.

je vous tiens au jus prochainement. Ca avance très fort et ca va être une tuerie

[maxidcx]

Salut, une petite mise à jour car les choses ont pas mal avancées la semaine passée et ce week end; ca se concrétise et le placement et les features se finalisent avec un bon indice de confiance

quelques décisions & changements par rapports aux posts précédents:
-comme il y a un control de volume cs3318, il faut impérativement un CPU pour piloter/demarer la carte.
-présence d'un module ESP32 (woom32 ou vrover) qui apporte une connectivité wifi (et même bluetooth) qui sera utilisé pour la programmation du dsp et la commande de la carte depuis une application mobile ou interface web. (Dès que les libraires airplay/dlna ou bluetooth seront dispo on essaiera de les utiliser aussi.)
-on conserve une connectique 40 points pour un raspberry pi, mais à priori son rôle sera d'apporter une fonction type volumio ou airplay/dlna uniquement. il est quand même relié au bus I2C et SPI de l'adau via des jumper optionnels.
-présence (c'est sur ) d'un chip xmos xu208 avec possibilité de générer 8 canaux jusqu'à 192k. son rôle se limite à ca, mais il pourra envoyer des séquences I2C (pour accepter le controle de volume depuis un PC vers le CS3318). Il pourrait faire beaucoup plus mais sa programmation est vraiment très très délicate. pour l'instant il est cablé en mode TDM4 donc il envoie 8 canaux sur 2 port I2S et il utilise les 2 autres canaux I2S en entrée pour renvoyer le flux sortant du DSP vers le host USB.
-2 sorties trigger indépendantes et 1 entrée sur un seul connecteur minidin 6 (pour gagner de la place)
-2 entrées spdif sur transfo, 2 entrées toslink, 1 sortie toslink, reliées à l'adau via un simple mux et receiver différentiel. (j'étudie la possibilité d'utiliser une xlr aes, notamment pour le raccordement de plusieurs cartes en mode maitre/esclave (idem fusionamp)
-les sorties analogiques sont sur l'arrière et présence de 6 connecteurs 2.54mm pour raccordement direct de modules de 2 à 8 modules Ncore NCxxxMP. toute config possible (2 à 8 canaux, diff ou singleend selon nombre de ncore utilisés, configurable par jumper coté soudure). Il est bien sur possible de rediriger les sorties par un câble vers des XLR ou RCA, je dois juste positionner quelques borniers 2.54mm proprement.
-connecteurs 10 points venant de 4NCore pour alim auxiliaire, monitoring des signaux dcoffset, powergood, et mute.
-connecteur 10 point pour alim smps dlcp (cas d'utilisation sans amplis NCore). Possibilité d'alimenter séparément l'ensemble avec un transfo 5V et un convertisseur 2x12V type traco power TEL5-1212...
-connecteur 10 points pour face avant avec possibilité de raccorder 1 encodeur + récepteur IR + 1 led et le bus I2C (pour petit LCD 0.96" par exemple)
-connecteur 8 points pour afficheur OLED en SPI avec signal D/C (genre 256x64 ou 1.5 pouces etc...)
-reste à voir comment injecter un éventuel flux multichannel venant d'un preamp HC par exemple, je pensais utiliser le xmos en receiver adat, mais il faudrait ajouter une pll externe (si5131)...
-les ncore502mp ayant une mesure du courant du HP (qualité à vérifier),les 4 signaux correspondants sont routés vers l'adc de l'adau, histoire d'évaluer le déplacement de la membrane (protection xmax) et peut être de faire une correction de BL(x) et CMS(x) sur le signal TBF (voire asservir un sub) ...

ca avance vraiment pas mal mais il y a encore du taff.
Rien de bloquant ou de stressant donc ça devrait avancer régulièrement (quelques heures par jours) avec un objectif de pcb début janvier et un proto qui commence à chanter quelques notes au printemps.

[maxidcx]

Salut
ben ca avance, tranquillement mais surement. il faut que je fasse le point sur les IO pour l'ESP32 et peut être ajouter un expander I2C. voici le synoptique assez approchant ainsi que la dernière copie d'écran du PCB, le placement devient de plus en plus définitif. reste du taf c'est certain mais bon;

[Dagda]

Tu prévois les trous de fixations pour le RPi ?
C'est quoi au final comme topologie globale ? 8 voies en sortie ?

[maxidcx]

Salut
un RPI ZERO W peut être monté directement sur le connecteur et je prévois effectivement d'aligner le trou de fixation (haut droit) avec les dimension du rpi.
par contre pour un 3B+, je dois verifier mais il me semble que le mieux sera de le relier par un cable en nappe d'une dizaine de cm, ce qui permet de le positionner comme on veut.
oui on passe en 8 voies car le AK4458 doit vraiment donner un bon résultat , mais les 8 sorties peuvent etre configurées en 4 canaux audio différentiels.
voila les config Ncores supportées (je fais la doc en parallèle):