DIY DAC - AK4395

macgyver

Käyttäjä
Liittynyt
7.2.2008
Viestejä
2
Iltoja kaikille. Tuli rekisteröityä forumille ja ensimmäisen postauksena voisin esitellä nykyisen ikuisuusprojektin. Vähän aikaa sitten päätin ruveta suunnittelemaan/rakentamaan omatekoista DA-muunninta/esivahvistinta genelecin 8020A-kaiuttimille. Aluksi tietysti tuli mietittyä mistä komponenteista sitä lähtisi liikkeelle. Ensimmäinen kysymys oli, että tuleeko DA-muuntimesta softa- vai hardisohjattava. Aluksi kävi mielessä ettei mikrokontrolleria tulisi ollenkaan, sillä omat ohjelmointitaidot eivät ole/olleet hyvät. Lopulta mikrokontrolleri tuli pistettyä, jonka puolesta näin jälkeenpäin olen erittäin tyytyväinen. Varsinkin DA-muuntimen ominaisuudet, kuten VFD-näytön, IR-ohjauksen ja digitaalisten volumepiirien käyttäminen nostivat mukavuutta huomattavasti.

Netistä tuli tutkittua mitä projekteja muut olivat tehneet ja mitä osia olivat käyttäneet. Suurin osa näytti olevan TI:n piireistä kyhättyjä, joten aluksi tutkiminen suuntautui malleihin PCM1798 ja PCM1794. AD:lläkin näytti olevan hyviä ehdokkaita, mutta sattumalta löysin AKM-valmistajan, jonka piirejä kehuttiin. Näytti ettei kovin moni ollut käyttänyt AKM-valmistajan DA-muunninpiirejä projekteissa, joten ajattelin testata AK4395-mallia. Samplet hoituivat suomalaisen välittäjän kautta. Tietysti DA-muunnin tarvitsisi eteen SPDIF-vastaanottimen, joksi valitsin AK4114-mallin. Kyseisiä piirejä käytetään mm. Rotelin RSP-1068 etuvahvistimessa, joten tältä osin valinnat vaikuttivat lupaavalta.

AK4395-muuntimen jälkeisien filtterien opariksi valitsin TI:n differentiaalisen OPA1632-mallin. Lisäksi voimakkuuden säätämistä varten TI:ltä tuli tilattua samplet PGA2310-piireistä. Voimakkuuden säätö olisi löytynyt digitaalisesti myös AK4395-muuntimesta, mutta en halunnut vaimentaa digitaalista signaalia. Ohjauskortin prosessoriksi valitsin atmegan 8535:n, jossa oli sopivasti tarvittavia ominaisuuksia. Virtalähteen regulaattoreiksi tulivat linearin LT1085- ja LT1763-mallit.

Alustavasti testailin ensiksi prosessorin ohjelmoimista ja näytön tulostuksia, joista hieman kuvissa:

Tarkemmin näyttö:


Tein DA-muuntimen erikoistyönä yliopiston kurssilla, joten sain piirilevyt ilmaiseksi. Kuvia levystä, jossa osa komponenteista kiinni:


Okei, kiireen vuoksi pompataan suoraan tämän hetkiseen vaiheeseen, jonka kuvat ovat liitteenä. Ennen kotelon hankkimista testasin tietenkin DA-muuntimen toimintaa, ja positiivisena yllätyksenä se toimi! Äänessäkään ei paljastunut mitään outouksia, joten testasin usb-skoopilla lähtöjännitteen käyrämuodot: http://www2.lut.fi/~tkainusa/DIY/Dac/Mittaukset/Uusimmat/Jyrkempi/

Seuraavaksi siis edessä etulevyn tekeminen ja johdotusten viimeistely. Selostuksesta tuli hieman lyhyt ja ei niin tekninen, mutta laiskana en pidempään jaksanut kirjoitella, heh >:D Kirjoitusvirheetkin saatte vapaasti korjata itse :D

[ylläpito on poistanut liitteen]
 

mkutvonen

Hifiharrastaja
Liittynyt
31.7.2006
Viestejä
4 063
Kaupunki
Hyvinkää
Onnittelut toimivan värkin johdosta. Mistäs muuten tuon näytön hommasit? Ja mitä maksoi? Olen tuollaisia kuolannut joihinkin tuleviin projekteihini... Itselläkin DAC-tekosessa, tosin rautaohjattuna ja haluan välttää oparit maksoi mitä maksoi. Piirit Wolfsonilta, WM8804 transceiver ja WM8740 DAC.
 

macgyver

Käyttäjä
Liittynyt
7.2.2008
Viestejä
2
mkutvonen sanoi:
Onnittelut toimivan värkin johdosta. Mistäs muuten tuon näytön hommasit? Ja mitä maksoi? Olen tuollaisia kuolannut joihinkin tuleviin projekteihini... Itselläkin DAC-tekosessa, tosin rautaohjattuna ja haluan välttää oparit maksoi mitä maksoi. Piirit Wolfsonilta, WM8804 transceiver ja WM8740 DAC.
Kiitoksia. Näytön ostin about vuosi sitten ebaysta joltain jenkkifirmalta. Heillä oli muistaakseni parikymmentä näyttöä myynnissä, joista itse ostin kaksi. Hinta oli erittäin hyvä, about 10 USD/kpl. Näyttö on merkiltään noritake ja on HD44780 yhteensopiva. Vilkasin äsken pikaisesti ebayn VFD tarjonnan, muttei osunut silmään mitään.

Projektista sen verran vielä, että värkkihän näyttää aika prototyypille ja jääkin sellaiseksi. Seuraavaan projektiin, joka ehkä on USB-DAC-kuulokevahvistin, teetän levyt jossain PCB-tehtaassa. Samalla voisi hieman enemmän panostaa härpäkkeen suunnitteluun jne. Esitellyssä projektissa pari pientä kämmiä kävi, mutta ei mitään niin vakavaa  :D
 

yrjomaki

Käyttäjä
Liittynyt
25.9.2006
Viestejä
140
Kuuostaa mielenkiintoiselta. Minullakin on omatekoinen cd-soitin suunnitteilla, pohjana vanha tietokoneen cd-asema ja omatekoinen DAC perään. D/A-muuntimeksi valitsin saman Wolfsonin WM8740 kuin Kutvonenkin, koska se oli mielestäni paras piiri, jonka saa ilmaiseksi (lisätietoja blogissa) :D.

Se mikä minua vielä hieman askarruttaa, on se miten nuo IC-piirit saa juotettua levylle. Nastat ovat sen verran pieniä, että niiden juottamiseksi pitää olla melko pienet välineet ja lisäksi pitäisi varmaan olla ainakin pari päivää ilman pontikkaa, että selviäisi riittävästi saadakseen käden kyllin vakaaksi tuollaiseen touhuun ja sehän ei olisi yhtään hauskaa :p. Eikös joihinkin IC-koteloihin ole olemassa adaptereita, joihin IC-piiri menee kliksauttamalla paikalleen ja joissa on sitten suuremmat ja isommalla välillä olevat jalat, jotka on helppo juottaa piirilevyyn kiinni?
 

jahonen

Käyttäjä
Liittynyt
31.7.2006
Viestejä
227
Kaupunki
Kuopio
Tämä ei nyt varsinaisesti tuohon MacGyverin DACiin liity mutta tässä joitain ajatuksia joita tuli mieleen tehdessäni omaa DAC-kuulokevahvistin-komboani:

Rakenneteknisesti pitäisin näissä mixed-signal-vehkeissä (ADC/DAC) ylivoimaisesti tärkeimpänä asiana digitaalisignaalien signaalineheyden hallinnan. Taajuudesta riippumatta signaalin nousunopeus on ylivoimaisesti tärkein juttu. Vaikkei suurin kellotaajuus olisikaan kuin luokkaa 10-20 MHz, niin todellisuudessa kytkentä pitää helposti suunnitella 300-500 MHz mukaan jos reunanopeus otetaan oikeaoppisesti huomioon. Nykypiireillä 1 ns nousuaika ei ole ihan tavaton luku. Jostain syystä aika harva kiinnittää tähän mitään huomiota ja tekee digitaalipuolen kytkennät samaan tapaan kuin analogiasignaalitkin yksipistemaalla - väärin. Pahimmissa diyaudio.comissa näkemissäni viritelmissä maat yhdistyvät vasta powerissa pitkien lankojen päässä pahimmillaan erillisessä powerissa. Jostain syystä monet puolijohdevalmistajat pitävät perinnettä yllä muistamalla mainita asiasta joka datalehdessä. Minua hivenen häiritsee että missään ei vaan ole jostain syystä mittauksin tai muulla menetelmällä luotettavasti osoitettu että erilliset maa-alueet olisivat kokonaisuutena parempi rakenne kuin yhtenäinen maa-alue oikealla osien sijoittelulla (digitaali- ja analogiakytkennät omalla alueellaan piirilevyllä).

Todella hyvä toteutus vaatii monikerroslevyn, jonka signaalin ja maatason väli on samaa luokkaa kuin johdinleveys - vain näin saadaan signaali siirtymään ilman vääristymiä ja resonointia pisteestä toiseen. Sama rakenne estää myöskin piirilevyltä säteileviä ja johtuvia häiriöitä sekä pitää analogiasignaalin laadun parempana. Mikä hyöty on esim. huippupienestä jitteristä jos piirilevyllä syntyvät kellosignaalin heijastukset ja parasiittiset resonanssit tuhoavat saadun edun?

SMD-komponentit ovat itsessään jo huomattavasti parempia kuin läpijuotettavat pienemmän kokonsa takia, jonka ansiosta niiden parasiittiset induktanssit ovat pienemmät. Mitä pienempi kotelo niin sen parempi. Älkää ihmeessä pilatko saatua etua jollain adapterilla, joka tekee kokonaisuudesta huonomman kuin vastaava piiri DIP-kotelossa. Pienellä harjoittelulla juottaminen ei tuota mitään vaikeuksia, ja pikku hiljaa piirilevyn kääntely läpijuotettavien kompojen kanssa alkaa tuntua suorastaan vanhanaikaiselta. Apuna voi käyttää fluksia. Sopivan kapeakärkinen juotin on avuksi. Sellainen juotosvinkki että älkää pyyhkikö juottimen kärkeä puhtaaksi kun asetatte sen telineeseen, päinvastoin laittakaa siihen tuoretta juotostinaa. Pyyhkikää kärki vasta kun alatte juottamaan. Juotosuunia en pidä kovin tarpeellisena, ainakaan itse en sellaista käytä, ainoastaan kuumailmapuhallusta + pastaa on tullut käytettyä piireihin jotka vaativat pohjastaan kiinni juottamisen.

t. Janne
 

leino_antti

Käyttäjä
Liittynyt
25.2.2007
Viestejä
285
Janne,

Muistan kuulleeni sellaisenkin mielipiteen tuohon kolvin käsittelyyn, että joissakin tinoissa on jotain tietyn tyyppisiä flukseja, jotka syövät kärjen äkkiä pilalle jos sitä ei putsata. Varsinkin jos kolvi on kuuma (>400C). Tosin tälläisiä lämpötiloja ei taida kovin usein tarvita, jotain isompia mötköjä maatasoihin kiinnitettäessä.

Itse siis putsaan kyllä vehkeet hyvin aina käytön jälkeen 8)...

-AL
 

jahonen

Käyttäjä
Liittynyt
31.7.2006
Viestejä
227
Kaupunki
Kuopio
Voipi olla noin ainakin lyijyttömien tinojen kanssa. Tuo kirjoittamani on vaan omalla kohdalla toiminut aika hyvin, eli kun lopettaa juottelun, niin puhdistaa kärjen ja laittaa siihen kärkeen tipan tinaa ja antaa jäähtyä.

t. Janne
 
Ylös