WM8805 receiver

[lemon]

Συνέχεια...

Έχουμε και λέμε, 3 σχήματα:

1) WM8805 = έχει τοποθετηθεί αποτύπωμα τριπλό για ρολόγια (NDK, Xpresso, Crystek) με πρόβλεψη για τοπική αποσύζευξη με δικό του τροφοδοτικό πάνω στο LT3042 (ίσως το πιο κορυφαίο τροφοδοτικό παγκοσμίως σε θέματα θορύβου και PSSR), έχουν τοποθετηθεί u.fl εξόδου με παράλληλη διπλή ακιδοσειρά (ως εναλλακτικός τρόπος σύνδεσης), τοποθετήθηκε ένα Si8605 απομονωτής για την επικοινωνία με το I2C.

2) Τροφοδοτικό LT3042 = θα γίνει μια προσπάθεια βελτίωσης του layout και θα προσπαθήσουμε να βάλουμε διπλό LT3042 και στην τροφοδοσία του WM8805.

3) Σχέδιο εισόδων spdif = Παραμένει ακόμη μη ολοκληρωμένη η διασύνδεση των spdif εισόδων (optical, coaxial, bnc, aes/ebu) πάνω στο WM8805 διά του AM26c32.

H τροφοδοσία των AM26c32c & Si8605 γίνεται απευθείας από την κλέμα εισόδου των 5V με τοπικό πηνίο πριν την είσοδο σε κάθε τσιπ.

Ευπρόσδεκτη οποιαδήποτε επισήμανση...το αποτέλεσμα θα ξεπεράσει κάθε προσδοκία!

 

[lemon]

Μπορεί να το βλέπουμε με το Δημήτρη, αλλά δύο ζευγάρια μάτια = τίποτα μπροστά σε δεκάδες μάτια.

Έχει προχωρήσει το σχέδιο και έχουν ενσωματωθεί αρκετά υλικά. Επειδή από εδώ και πέρα μεγάλες αλλαγές θα είναι πολύ δύσκολο να γίνουν γιατί θα απαιτηθεί επαναδρομολόγηση των πάντων, καλό θα ήταν να προταθούν τώρα όποιες προσθήκες, προτροπές, δυσκολίες, λάθη κ.ο.κ

Χοντρικά έχουμε:
Όλες οι αντιστάσεις, πυκνωτές, πηνία είναι σε μέγεθος 0805 για ντιούηδες με κέφι αλλά και ντιούηδες κάποιας ηλικίας. Τα pass-through απορίφθηκαν με συνοπτικές διαδικασίες γιατί θα διπλασίαζαν το μέγεθος της πλακέτας.
Η άνω πλευρά που περιλαμβάνει 4 εισόδους spdif δεν είναι ολοκληρωμένη...υπολείπεται η σωστή διασύνδεση με το επόμενο AMXXXX τσιπ (αυτό μας κάνει διπλή δουλειά και differential και ttl).
Βλέπεται ότι έχουν εφαρμοστεί δύο layer, ένα μπλε και ένα κόκκινο και τα δύο τρέχουν το σήμα της γείωσης, παράλληλα και σε καίρια σημεία θα μπουν ενώσεις πάνω-κάτω μέσω via.

JP4 = η εισερχόμενη τάση των 5V της πλακέτας. Σε κάθε τσιπ που δέχεται αυτή την τάση παρεμβάλλεται πηνίο.
JP2 = I2C σήμα για έλεγχο σε arduino μέσω SDA, SCL
JP3 = SPDIF 5...8

Στην αριστερή πλευρά έχουν στριμωχτεί τα 3 τροφοδοτικά πάνω στο LT, το κάτω πάει στο ρολόι (το οποίο έχει τριπλό pattern), το μεσαίο στο PVDD και το άνω στο AVDD του 8805 αν η μνήμη δεν μας απατά.
Το καθένα έχει το δικό του plane είτε εισερχόμενης είτε εξερχόμενης τάσης σύμφωνα με το datasheet. Οι έξοδοι έρχονται κοντά στους καταναλωτές με μικρές διαδρομές για ελαχιστοποίηση αύξησης χωρητικότητας και θορύβους, καρφί και δίπλα σε κάθε καταναλωτή υπάρχει αποσυζευκτικός 0,1

Στη δεξιά πλευρά του 8805, βγαίνουν οι έξοδοι i2s σε δύο μορφές, η εγγύτερη u.fl φυσικά και η απέξω διπλοσειρά (με παράλληλη γείωση σε κάθε σήμα).
Στην ίδια πλευρά επιλέχθει να βγουν και τα SPDIF 5-8 αλλά αυτό επιτεύχθει μόνο μέσω via.
Τα άλλα SPDIF1...4, έχουν μπει τα μεν πρώτα 3 με απευθείας γραμμή από το AM στο 8805 (top layer) ενώ το δε 4ο που αποδόθηκε στην οπτική αναγκαστικά πέρασε μέσω via.

Οπότε ο στόχος των 8 επιτεύχθει αλλά όχι αναίμακτα.

Βέβαια το πρόβλημα που θα προκύψει είναι όταν συνδεθούν οι γραμμές των 3 spdif1...3 στο AM, μιλάμε για 6 γραμμές που θα είναι αδύνατο (μάλλον) να είναι όλες στο top layer. Μάλλον θα χρειαστεί να περάσουν από via.
Προτιμήθηκε να είναι αυτές μέσω via και όχι η έξοδος του AM προς το 8805 και αυτό γιατί υποστηρίζει η εταιρία ότι ακόμη και "σκατά" να λάβει το AM η έξοδος θα είναι πάντα ομοιόμορφη.

Γενικά λείπει η σωστή διευθέτηση των spdif1...3 , δεν έχουμε πρωτύτερη εμπειρία στη διαχείριση του ΑΜΧΧΧΧ, οπότε χρειάζεται ένας πρωτύτερος έλεγχος σε δοκιμαστική πλακέτα για καλή λειτουργία μέσω παλμογράφου και μετέπειτα να μεταφερθεί το σχέδιο στο eagle.

Μέχρι τώρα είμαστε αρκετά στριμωγμένοι, η πλακέτα γράφει 7Χ7 και ζητάει και άλλο στρίμωγμα!

 

[lemon]

Update στο project μας.

Λοιπόν πάμε προς την τελική του φάση.

Με το Δημήτρη κάναμε και τις απαραίτητες δοκιμές σε επιμέρους κυκλώματα τα οποία θέλαν έλεγχο, εφόσον τα χρησιμοποιούσαμε για πρώτη φορά.

Το ένα ήταν το AM26c32c, το βάλαμε πάνω σε έναν αντάπτορα και δοκιμάστηκε η τοπολογία του σε breadboard, με είσοδο τάσης 5V και spidf σήμα από κατάλληλη γεννήτρια. Οι δοκιμές έδειξαν ότι έτσι όπως έχουμε επιλέξει το σχεδιασμό η έξοδος του AM είναι σύμφωνα με το datasheet και κανονικά σε στάθμη 5Vp-p (δηλ. TTL σήμα) όπως όμορφα θα αναμένει το WM8805.
To άλλο το οποίο μας ανησυχούσε ιδιαίτερα ήταν το νέο regulator πάνω στο LT3042, μιλάμε για τη νεότερη γενιά στα τοπικά reg με Ultralow RMS Noise: 0.8μVRMS (10Hz to 100kHz) και Ultrahigh PSRR: 79dB at 1MHz.
Αυτό απαιτεί πολύ ιδιαίτερο layout για να έρθει στις προδιαγραφές του. Για να φτιάξουμε τη δοκιμαστική πλακέτα μας "πέθανε" στην κυριολεξία, γιατί τα pad είναι τρομερά κοντά.
Κάποια στιγμή εδέησε ο τρισμέγιστος, βγάλαμε μια δοκιμαστική με τις κατάλληλες μοντιφιές και το δοκιμάσαμε.... Α Ψ Ο Γ Ο και σταθερότατο, μόνιμα κολλημένο στο 3,311-3,312V η έξοδος, παρόλο που παίξαμε με διακύμανση της εισόδου από τα 4,9-5,3, αυτό ακαριαία κράταγε τη σταθερότητά του.

Έχοντας το πρώτο χαμόγελο στα χείλη μας, συνεχίσαμε τη σχεδίαση και καταλήξαμε στο παρακάτω.
Να πούμε τα εξής για την εύκολη ανάγνωσή του.

Στο πάνω μέρος επιλέχθηκαν να είναι όλα τα αρθρώματα για τα spdif, έχουμε προβλέψει 8 στον αριθμό (!), 4 με on board τοπολογία τα πρώτα 3 διαμέσω μετασχηματιστών (rca-bnc-aes/ebu), το 4ο αφιερωμένο για οπτικό άρθρωμα, τα λοιπά 4 στο άνω δεξί μέρος με κατάλληλο άρθρωμα δίχως κανέναν τερματισμό πάνε δηλαδή καρφί στις εισόδους του WM8805 (ελεύθερη προσαρμογή κατά το δοκούν).
Για το οπτικό άρθρωμα σχεδιάσαμε άλλη πλακετίτσα, έτσι ώστε το project να είναι προσαρμόσιμο, στις ανάγκες μας και όχι κατά ανάγκη υποχρεωτικός μπούσουλας εισόδων για όλους μας.

Στο αριστερό μέρος φαίνονται 3 όμοια κυκλώματα, είναι αυτά των LT3042, τα οποία όπως θα δείτε είναι αντίγραφα μεταξύ των με το δικό τους gnd plane που απαιτείται από τον κατασκευαστή.

Στο μέσο από πάνω προς τα κάτω, είναι το AM26c32c και το WM8805 ενώ κάτω ακριβώς από το receiver έχει προβλεφθεί τριπλό αποτύπωμα για ότι ρολόι τραβάει η ψυχούλα σας και η τσέπη σας. Έχουμε σκεφτεί από το λιλιπούτειο NDK μέχρι και τα υπέροχα Crystek 952, πάντα στα 12MHz.

Στα δεξία του Wolfson είναι η έξοδος του i2s σήματος είτε σε u.fl είτε σε πολλαπλό άρθρωμα. Υπάρχει επίσης και η SPDIF_OUT (Dout) κατευθείαν από το Wolfson σε u.fl (εδώ πιθανώς να αλλάξουμε το βύσμα εξόδου).

Στο άνω δεξί μέρος φαίνεται ο απομονωτής όπου μέσω της φίσας JP2, διαμεσολαβεί στο σήμα i2c που θα διαχειρίζεται η άλλη πλακετίτσα που είχαμε υλοποιήσει με το Arduino Nano.

H φίσα JP4 που είναι στο αριστερό μέρος, είναι η εισερχόμενη τάση των 5V που δίνει τροφοδοσία σε όλα τα κυκλώματα της πλακέτας. Έχει φροντιστεί σε κάθε είσοδο παροχής η τάση να περνά πρώτα από πηνίο και αμέσως μετά να δέχεται εξομάλυνση πριν μπει στο κύκλωμα.
Όλα τα smd resistor-capacitor είναι μεγέθους 0805.

Οι παρατηρήσεις σας είναι ευπρόσδεκτες για να το βελτιώσουμε.

 

[Δημήτρης Δημητρακούδης]

Ο Μανόλης έχει κάνει εξαιρετική δουλειά, όπως φαίνεται εξάλλου και από την περιγραφή που έχει κάνει.

Παρότι γράφει ότι δοκιμές κάνουμε μαζί οι δυο μας, η αλήθεια είναι ότι εγώ κάνω ελάχιστα πράγματα..

Εγώ σίγουρα χρωστάω δοκιμές με το 8805 σε software mode. Ευελπιστώ να τα καταφέρω σύντομα.

 

[lemon]

Χοντρό-update.

- μικροδιορθώσεις, βελτιστοποίηση του routing
- Spare torx πλακέτες
- Spare LT3042 reg με πόδια για 7805

Εννοείται ότι αυτές οι πλακέτες σπάνε από τη λοιπή πλακέτα.
Το σύνολο είναι περίπου 7Χ10cm

 

[lemon]

Κάπως έτσι θα βγει η πλακέτα μας.

Δεν εμφανίζονται μόνο τα σημεία κοπής, για αυτό το λόγο τα έχουμε επισημάνει με κόκκινη γραμμή.

Ο χώρος που περίσσεψε γύρω από την πλακέτα μας, το γεμίσαμε με 3ΧΤorx, με 3XLT3042 με άρθρωμα 7805, με ένα adaptor SOIC16DW και ένα sot23-5 tester.

Φαίνεται ότι το πρότζεκτ μας έχει φθάσει στο τέλος του, απομένει πλέον να λάβει "σάρκα και οστά" έτσι ώστε να δοκιμαστεί.

 

[lemon]

Update...

Οι πλακέτες παρελήφθησαν και μπαίνουμε στη διαδικασία δοκιμών...συντονιστείτε!

 

[Δημήτρης Δημητρακούδης]

It's alive!





Έχω επικοινωνία κανονικά μέσω I2C, διαβάζω και γράφω σε registers, οπότε τα βασικά είναι ΟΚ.. Κλειδώνει κανονικά με την δοκιμαστική πηγή μου και δίνει κανονικά έξοδο I2S και S/PDIF.

Πιο ουσιαστικές δοκιμές αύριο..

 

[lemon]

Εύγε για το ευτυχές αποτέλεσμα της υλοποίησής μας. :SFGSFGSF:

Η επόμενη φάση όπως γράφει και ο Δημήτρης, θα είναι με την ενσωμάτωση του κώδικα, να το δούμε και σε πλήρη λειτουργία.

Γουστάρω πως έκατσε το ρολογάκι της NDK, στο αποτύπωμα που χωρά σχεδόν τα πάντα από ρολόγια, ο C3 κάνει αποσύζευξη το ίδιο και ο C8, το έχω βάλει διπλό στην περίπτωση που μπει μεγάλο ρολόι τύπου Crystek (καλύπτει τοn C3), οπότε μπορείς να παίξεις κάποια στιγμή και με διαφορετικές τιμές ανάμεσα στα C3/C8 στο μικρό NDK για να δεις αποτέλεσμα στο θόρυβο.

 

[Δημήτρης Δημητρακούδης]

Ναι, είναι πολύ βολικό το πολλαπλό αποτύπωμα. Γενικά η πλακέτα βγήκε πολύ τακτοποιημένη.



Μόλις τελειώσουν οι δοκιμές και κολλήσω πάνω της ότι είναι να κολλήσω θα της ρίξω και ένα καλό καθάρισμα..

 

[lemon]

Νομίζω το καλό routing και η πολύ καλή τοπική σταθεροποίηση (με τους καταναλωτές κοντά στα τοπικά τροφοδοτικά, με την αποσύζευξή τους, τα πηνιάκια τους σε κάθε είσοδο τοπικού τροφοδοτικού) σε συνδυασμό ότι έχουμε δώσει διπλή και ανεξάρτητη τροφοδοσία στο 8805 θα κάνουν τη διαφορά σε σύγκριση με άλλες εμπορικές εφαρμογές που ναι μεν στηρίζονται στην ίδια τοπολογία αλλά γίνεται - για λόγους κόστους - περιορισμός στην ποιότητα και ποσότητα των τοπικών dc-dc.

Επίσης ρολόι και τροφοδοσία του, σούπερ...όλα έχουν την τιμητική τους.

Κάποια στιγμή θα μου κάνεις τη χάρη να εξετάσεις τις τιμές των αντιστάσεων προσαρμογής του i2s σήματος σε σχέση με είσοδο έξοδο...θέλω να δω με ποια τιμή R θα κάτσει καλύτερα στον παλμογράφο.
Φυσικά θα το δω και εγώ, αλλά προηγείσαι με διαφορά.

 

[Δημήτρης Δημητρακούδης]

Ευχαρίστως να το εξετάσω, αλλά δεν παίζει ρόλο και το επόμενο στάδιο, καθώς και το καλώδιο που θα βάλω ενδιάμεσα;

Για την ώρα έχω βάλει 47Ω (στην τύχη βασικά..).

 

[lemon]

Γνωρίζεις πολύ καλά Δημήτρη, ότι όλα έχουν το ρόλο τους και όλα βάζουν το χεράκι τους.
Αλλά εδώ το πάω πονηρά, δηλ. να δω με το συγκεκριμένο μήκος, πλάτος και πάχος της διαδρομής (της χαλκοδιαδρομής) τι περίπου αντίσταση προσαρμογής χρειάζεται.

Έχω κάνει κάποιες μικρές επαφές με Acko & Ian, κυρίως για το ποια είναι η πρακτική και το πως μετράμε σωστά το αποτέλεσμα...οι άνθρωποι δεν "κρύφτηκαν" αλλά γίνεται πανικός σε αυτό το σημείο...

Άστο προς το παρόν γιατί έχει και πολύ παίδεμα στο μέτρημα...επικεντρώσου σε αυτό που ετοιμάζεις και το βλέπουμε μαζί σε άλλη φάση.

 

[Δημήτρης Δημητρακούδης]

Και ο σημερινός κύκλος δοκιμών έκλεισε με επιτυχία.

Άλλαξα εισόδους μέσω εντολών με επιτυχία και ο κώδικας αναγνωρίζει αυτόματα και σήμα 192Κ.

Η κατανάλωση της πλακέτας είναι περίπου στα 100mA με σήμα, ενώ όταν δεν "βλέπει" σήμα αυτή ανεβαίνει (!?!) στα ~180mA. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να ζεσταίνεται λίγο το 8805.. είδα θερμοκρασίες πάνω από 45 βαθμούς. Αυτό δεν είναι πρόβλημα (το 8805 αντέχει βάσει specs έως και 85 βαθμούς) αλλά μου έκανε εντύπωση. Θα κάνω μερικές ακόμα δοκιμές.. μπορεί να είναι λόγω software.

Το έχω να τροφοδοτεί το δοκιμαστικό DACάκι μου με I2S εδώ και 1-2 ώρες.. παίζει μια χαρά..

Αν κάποιοι ενδιαφέρεστε να το φτιάξετε, μάλλον τώρα είναι η ώρα να εκδηλωθείτε. :smile:
Οι "δηλωμένοι" είμαστε ήδη 4.

 

[lemon]

Πλακέτες υπάρχουν διαθέσιμες, όχι πολλές, έχει μερικές ο Δημήτρης και άλλες τόσες βρίσκονται σε μένα.
Όποιος ενδιαφέρεται, εκδηλώνει την επιθυμία του με π.μ, θα του αποσταλεί και η BOM List μαζί με την πλακέτα.

Εννοείται ότι θα ανεβάσουμε και βίντεο καλής λειτουργίας, με ταυτόγχρονη λειτουργία μέσω ελεγκτή και μετά οθόνης που θα βγάζει παλαμάκια για την επιτυχία!

 

[takis]

πολύ καλή υλοποιήσει και όπως πάντα πολύ καλή ποιότητα στα τυπωμένα
έχω όμως μια ερώτηση

πως μπορεί να χρησιμοποιηθει κάτι τέτοιο ; θα πρέπει στο dac που θα συνδεθεί να μην έχει είσοδο σήματος η κάνω λάθος

 

[Δημήτρης Δημητρακούδης]

Αυτή η πλακέτα είναι χρήσιμη σε τουλάχιστον 2 περιπτώσεις:

1) Έχουμε DAC που έχει μόνο μια είσοδο s/pdif και θέλουμε να προσθέσουμε επιπλέον εισόδους.
2) Έχουμε DAC που δεν έχει είσοδο s/pdif αλλά έχει είσοδο I2S.

 

[takis]

οκ τώρα μου το έκανες λιανά που λέμε

σε mambo μπαίνει;

 

[Δημήτρης Δημητρακούδης]

Αν έχει περισσευούμενη είσοδο I2S ή απλά μια s/pdif, μπαίνει. Καλύτερα όμως σε I2S.

 

[takis]

i2s έχει αλλά αν μπει εκεί χάνω την usb ,s/pdif έχει φυσικά με βάζει σε σκέψεις, όμως το θέμα πόσο θα χάνει σε ποιότητα αν μπει στην s/pdif