PCM5102 DAC 製作

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版主: Jeff, Korping_Chang

PCM5102 DAC 製作

文章will3509111 發表於 週五 12月 06, 2013 1:56 pm

大家好,在下最近想要做一台基於PCM5102a 的DAC
然後目前進度在PCB Layout,希望大家可以給我一些建議 :oops:
Update:PCB成品在下面

我先簡單介紹一下PCM5102 http://www.ti.com/product/pcm5102a
這個IC是Ti目前最新DAC架構,相較於PCM170X而言
輸出不用電容阻隔,LPF只要簡易的電阻+電容
I/V轉換也內建在IC中,而且同時內建負電壓產生器,另外接電容就好
另外就是I2S不用MCK也可以驅動,可以省略掉高頻率的Clock訊號減少EMI
對我來說比較容易DIY的DAC了 :ya:

然後用麵包板 :ale: 先繞好電路,用PCM2706做I2S輸出
圖檔
怎麼看都相當悲劇 :b14:
能發出聲音我就很感動了

電路驗證完後就開始PCB Layout 目前製作如下
圖檔
希望各位能夠給我一些意見 :bow:
還有就是LPF的電阻電容有推薦的廠牌嗎?
最後由 will3509111 於 週三 1月 08, 2014 6:58 pm 編輯,總共編輯了 1 次。
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Re: PCM5102 DAC 製作

文章jamyang 發表於 週五 12月 06, 2013 5:41 pm

幾個小建議....

1.PCB Bottom Side儘量整面鋪銅,尤其是PCM5102底下,走線儘量走Top Side就好。
2.走線轉彎儘量不要走直角,走45度比較好。
3.PCM5102所有的GND Pin,儘快下地...接腳旁透過Via直接下到背面的舖銅GND,目前透過Trace的接地方式,阻抗太高,雜訊會增加。其實所有零件的GND腳都可以如此處理,在Pin腳旁直接透過Via下地。
4.電源Trace可以加粗一點。
5.Pin 9有接地嗎?
6.左邊那一排排插接點,看起來有點不整齊...是故意的嗎? 這樣以後要上排針會不會有問題?

自己的經驗,參考參考。

PS.用台灣的電阻(1%金屬膜,一根5毛、一塊那種,別看它便宜,純銅接腳啊!),一般的MKT電容(ERO、EPCOS、WIMA、台製的都可以吧),這樣應該就很OK了。
Wu Audio Lab
綜擴:ICE 103 / 電源線:Oyaide Tunami
喇叭:ADAM HM2 / 喇叭線:Nanotech Systems
DAC:WAL DAC 101.5 / 電源線:AET SCR
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jamyang
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Re: PCM5102 DAC 製作

文章will3509111 發表於 週五 12月 06, 2013 6:22 pm

圖檔
http://imgur.com/IWsYEZw
感謝大大建議,我把Digital Gnd也鋪銅了,還有改善走線的問題,
不過我想請教一下如果想要Digital Analog 的地分離這樣Layout可以嗎?最下面三個格子那裡我會短路
還有電源的Trace要怎麼樣接到IC同時維持寬度?
然後那個奇怪的Pin,其實是為了上件的時候可以卡住不會歪掉 :D https://www.sparkfun.com/tutorials/114
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Re: PCM5102 DAC 製作

文章jamyang 發表於 週五 12月 06, 2013 7:20 pm

Digital GND & Analog GND是不需要分割開的,這跟一般直觀的認知好像不合.......OK,您可以量一下IC本身的Digiatl GND & Analog GND,是否導通? 這顆我沒用過,但應該是短路的。那在PCB上為何還要分割開? 有時DAC Chip就是因為Layout時分割地,才會爆IC的。

在DAC Chip上之所以會分Digital GND & Analog GND,我認為主要是在提醒您在周邊的零件擺放、訊號走向、LAYOUT上要注意不要將兩邊混在一起,而不是實際分割GND。

另外
1.C13是否靠近C12那邊的位置會好一些? 離PIN腳太遠了。R1、R2離遠點反倒是無所謂,這樣就有空間給C12/C13了,C12也可以很靠近PIN腳。
2.TOP & BOTTOM SIDE的鋪銅,可以打一些VIA互相導通,可以增加數位訊號的品質,減少雜訊。

其實有些已經是很細部的調整了,不這麼做,IC也會正常工作的 :D
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Re: PCM5102 DAC 製作

文章will3509111 發表於 週五 12月 06, 2013 11:13 pm

其實我是想要分割GND兩邊再用單點接通XD
圖檔
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最後是把耳機接頭往外拉,有空間讓C12,C13放在靠IC比較近的地方XD
然後拿去送洗了,感謝大大的意見 :bow:
大概有幾周可以慢慢備料了 :D
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Re: PCM5102 DAC 製作

文章妙妙貓 發表於 週六 12月 07, 2013 9:54 am

實務上, 我是將孔鑽小一點, 例如0.6的孔用0.5鑽, 這樣零件就插得緊, 不會掉也不會歪了, 簡單的不需想得太複雜 :D
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Re: PCM5102 DAC 製作

文章rohanroy123 發表於 週三 12月 25, 2013 3:00 pm

There is no question against your interesting thread. I am waiting you give me a more interested information. I am very happy for reading this great information.
rohanroy123
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Re: PCM5102 DAC 製作

文章will3509111 發表於 週六 12月 28, 2013 12:28 pm

等PCB等了好久終於到了XD :worship:

http://i.imgur.com/mtVdHIE.jpg
剛開始試的時候發現DVDD沒接上IC...因為我原本的線路命名是DVCC所以沒接 :ale:
加了個跳線結果還是不行,仔細檢查才發現原來IC的腳"懸空"的 :ale:

再焊接IC一次終於成功 :ya:
真的是各種蠢.....

======================================
同場加映USB隔離器
圖檔
http://i.imgur.com/qvs7bP9.jpg
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Re: PCM5102 DAC 製作

文章franck 發表於 週六 12月 28, 2013 3:52 pm

請問這個計劃可以開放網友參加嗎?
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Re: PCM5102 DAC 製作

文章will3509111 發表於 週六 12月 28, 2013 4:18 pm

我把project放在GitHub了 https://github.com/will127534/PCM5102_DAC/
大家可以一起來XD
阿不過V1.0我還沒改DVDD和DVCC的連結
阿我覺得SCH好醜.....
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Re: PCM5102 DAC 製作

文章will3509111 發表於 週日 12月 29, 2013 10:35 pm

現在應該做一個線性穩壓來搞個USB DAC了
USB隔離器=>PCM2706=>PCM5102 :gogogo:
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Re: PCM5102 DAC 製作

文章ralse 發表於 週二 1月 07, 2014 1:37 am

從USB隔離器->PCM2706->PCM5102有打算整成一張板子嗎?
想DIY一張DAC放公司用 :new002:
ralse
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Re: PCM5102 DAC 製作

文章will3509111 發表於 週二 1月 07, 2014 11:26 pm

我是沒有打算全部做成一張版,畢竟這樣送洗要好多$$ :mad:
而且除了PCM5102a以外應該都沒有要再修正了....

對了,我這次除了修正DVCC DVDD的錯誤以外,順便把LDO換了一個感覺LM1117有點普通XD,
在Ti的網站找了一個低噪音的LDO(LP5907)換上去
然後把負電壓產生器的供電和Analog供電分開,還希望個各位能再給些意見 :bow:
圖檔
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http://i.imgur.com/rBHzHC4.jpg
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Re: PCM5102 DAC 製作

文章will3509111 發表於 週六 1月 11, 2014 10:46 pm

http://i.imgur.com/nkiM0df.jpg
全部加在一起....用洞洞板搭的穩壓電路好醜阿 :mad:

真的是獻醜了.... :hand:
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Re: PCM5102 DAC 製作

文章Coffin 發表於 週日 1月 12, 2014 11:45 am

:clap: :clap: :clap: :clap: :clap: :clap: :clap: :clap: :clap:
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Re: PCM5102 DAC 製作

文章will3509111 發表於 週三 1月 15, 2014 9:59 pm

最近在試聽的時候發現了一個問題
PCM5102並沒有那個推力直接推耳機.....根據Datasheet他原先的設定是能推1K以上作為line out 用的
所以只好把手邊冷落已久的RA1-clone拿來當buffer,這樣測值和聽感就正常了
還有一件事....USB Isolater只支援到Full-speed,雖然用在PCM2706是撮撮有餘,
但是對將來非同步USB的支援有限,所以改成I2S隔離會更好
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Re: PCM5102 DAC 製作

文章linjunan 發表於 週六 1月 18, 2014 8:17 am

PCDVD那也有人發表,好熱血的年代~ :ya: :ya: :ya:
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Re: PCM5102 DAC 製作

文章will3509111 發表於 週日 1月 19, 2014 6:04 pm

第二次Layout
圖檔
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修改LDO的選擇以外,外加一個 dual OPA 當作buffer,目前想要用OPA2227
然後想向大家請教幾個問題,
第一個是我覺得2Vrms推低阻抗的耳機太大聲了,除了加VR以外有沒有別的辦法
音量控制已經只有幾格了 :ale:
第二個是有沒有便宜的非同步USB DAC (可以轉i2S就好了),想要試一試
第三個是有沒有小瓦數的環形變壓器XD,或是R型也可以
:bow: 還請各位指教

PCDVD那篇搭棚好有那個FU,SATA線密技我就收下了哈哈
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Re: PCM5102 DAC 製作

文章linjunan 發表於 週日 1月 19, 2014 8:36 pm

個人小建議:

1) 以op推耳機,通常是音量夠大、但推不出質感。RA-1正廠用的那op電流也較一般的op梢大一些。我覺得可以考慮在op後加一顆TIP6120。這顆buffer本身小小顆,但表現很不錯,而且價格較當紅的LME49600/LME49610便宜太多了。

2) 1117做電源其實蠻ok的。我過去不懂「節制」。人家說,我就信。LT1086/LT1085這種東西到處用。後來發現1117其實很好,LM317給它點負載,表現也相當穩定。

3) 非同步USB DAC能見度高的那2顆一顆很貴、一顆不易取得;xmos不是一顆、是一堆,且還需要晶片、韌體、驅動程式的配合,太難搞。CMI6631可試看看連絡該公司看看(在市民大道附近而已),如果只是想先試看看效果,可考慮先買個現成的來試。其它還得請其它網友分享資訊。

4) 變壓器。這規格要找現成的話,可以連絡張教主(KECES),他DAC用的那個適用性蠻高的。或是找狂人,他也有一些小功率的環型變壓器。不然,到西寧那訂做環型、或EI,也沒有多貴;環型的訂做起來普遍七八百起跳,EI的三四百就有了。光華那找找也有現成的小環型變壓器,只是我個認為它很「工業用」的外觀、但很「音響級」價格。相較下來,我寧可到西寧那裏訂做EI。
linjunan
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Re: PCM5102 DAC 製作

文章will3509111 發表於 週一 1月 20, 2014 1:00 am

TPA6120如果當作buffer用的話,那前面那一科OPA還有需要嗎?
這顆我手上有個可以試試,放在TO DO list上 :D
LM1117其實...當初我要切成三電供的時候面積不夠用所以去Ti找LDO
結果LDO選項的noise拉到快底就找到這顆了 :aa:
其實也不是嫌他太差啦XD
我去找找非同步DAC CM6631的成品吧 非同步還是太難搞
EI的話改天去光華四五樓(那部份是西寧..吧)繞一下找一找好了
謝謝大大的指點 :bow:
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Re: PCM5102 DAC 製作

文章linjunan 發表於 週一 1月 20, 2014 8:06 am

will3509111 寫:TPA6120如果當作buffer用的話,那前面那一科OPA還有需要嗎?
這顆我手上有個可以試試,放在TO DO list上 :D
LM1117其實...當初我要切成三電供的時候面積不夠用所以去Ti找LDO
結果LDO選項的noise拉到快底就找到這顆了 :aa:
其實也不是嫌他太差啦XD
我去找找非同步DAC CM6631的成品吧 非同步還是太難搞
EI的話改天去光華四五樓(那部份是西寧..吧)繞一下找一找好了
謝謝大大的指點 :bow:


PCDVD那個玩家也在處理耳擴的部分。6120前加顆OP,其實就與buf634、lme49600/lme49610的玩法一樣。我個人認為6120夠中性,前面給它一顆op,純是用來「玩」。不然,這一台機器多乏味呀 :mad:

LME49600/LME49610是顆規格比TPA6120變態很多的buffer ic,也是可以考慮的一環。不過,若要用上它,PCB勢必會再更大張了(49600最少一聲道一顆、還可以併聯、還要加上給它的電源).....是不是把VR也on board? 一整個很完整....

有關變壓器,光華樓上那,我沒去問過,我習慣去西寧市場前的北部、利川那幾間;熟的話打個電話過去,變壓器做好再去取即可,不用跑二趟;北部有ei、有環變,利川只有ei。如果「搶時間」的話,一般電子材料行現成的EI,也蠻多人在用的。keces就這版的版主.....PM給他問問。
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Re: PCM5102 DAC 製作

文章szerelem 發表於 週一 1月 20, 2014 10:39 am

will3509111 寫:USB Isolater只支援到Full-speed,雖然用在PCM2706是撮撮有餘,
但是對將來非同步USB的支援有限,所以改成I2S隔離會更好


最近拿到了一台新品不到3k的USB DAC就是USB接收後才做I2S隔離....
使用ISO7240M做XMOS與WM8740間的隔離....audio clock由PLL1707提供
聲音....以售價來說我個人是覺得沒的嫌了,連幫LPF的604換成更貴的OP都好像只會減低CP值 :ho:
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Re: PCM5102 DAC 製作

文章will3509111 發表於 週二 1月 21, 2014 11:16 am

昨天去翻了Ti的音訊指南
OPA827,OPA1652看起來不錯用的樣子,他還有更小的SSOP8封裝 :D
這幾個FET的OPA做Buffer再用TPA6120做之後的耳機放大

Buffer如果太大的話就做在洞洞板上或是獨立一張吧,這樣也比較好Layout
有沒有推薦的SMD電阻+電容 :ya:
看到電阻占的面積那麼大有點想換成全SMD :ale:

VR的話,PGA2311如何?
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Re: PCM5102 DAC 製作

文章will3509111 發表於 週二 1月 21, 2014 11:22 am

szerelem 寫:最近拿到了一台新品不到3k的USB DAC就是USB接收後才做I2S隔離....
使用ISO7240M做XMOS與WM8740間的隔離....audio clock由PLL1707提供
聲音....以售價來說我個人是覺得沒的嫌了,連幫LPF的604換成更貴的OP都好像只會減低CP值 :ho:


最近也買了一台新品不到3K的非同步USB DAC.....Dragonfly DAC 他是TAS1020b + ESS9018的樣子
Diy也很難搞那麼小的DAC出來XD

這支DAC也想要用USB隔離器阿,但是頻寬一定GG :eeh:只能切VCC了吧(迷之音:手邊的Raspberry pi不搞全線性配 Dragonfly嗎?
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Re: PCM5102 DAC 製作

文章szerelem 發表於 週二 1月 21, 2014 11:36 am

will3509111 寫:最近也買了一台新品不到3K的非同步USB DAC.....Dragonfly DAC 他是TAS1020b + ESS9018的樣子
Diy也很難搞那麼小的DAC出來XD


AQ蜻蜓是ES9018喔!? 我一直以為應該是9023說 :aa:
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