DAC de audio USB: 12 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

• Utiliza controladores estándar, funciona con Windows, Mac y muchas distribuciones de Linux, pero limita el rendimiento a 16 bits, 48 kHz
• Salidas de nivel de línea balanceadas (pro) en la parte posterior (XLR / 6,35 mm)
• Salida de nivel de línea de un solo extremo (pro) en la parte frontal (RCA)
• Sin condensadores en serie de salida
• SMPS capacitivo
• Alimentado por USB
• Conector para placa de procesamiento de señal externa (por ejemplo, control de volumen)

Originalmente construido para evitar que el zumbido de la red eléctrica (zumbido de 50 Hz) sea amplificado por altavoces activos de tipo monitor de estudio simplemente rediseñando las fuentes de alimentación. Algunos preamplificadores comerciales recogieron el mismo ruido del adaptador de corriente o de las interfaces USB o spdif, por lo que no me quedó otra opción que construir la mía propia.

Suministros

- Recinto: Recinto Bud

fi.farnell.com/box-enclosures/b3-080bk/cas…

Paso 1: Esquema: fuentes de alimentación

Se utilizan SMPS capacitivos (en lugar de inductivos) para eliminar el ruido de 50 Hz. El filtrado RC adicional reduce el ruido de alta frecuencia. El ruido de alta frecuencia no es audible, pero en el peor de los casos puede afectar el rendimiento del amplificador, etc. Los voltajes se reducen con los reguladores lineales antes de las etapas analógicas.

Paso 2: Esquema - Interfaz USB

PCM2707 proporciona un buen soporte plug and play para múltiples sistemas operativos y no requiere licencias, mientras que las funciones son limitadas. La señal se convierte en I2S. La optimización de la fluctuación debería comenzar con esta parte del circuito.

Paso 3: Esquema - DAC

PCM1794A convierte la señal digital en analógica con salidas de corriente. Fuera de las funciones adicionales, solo se usa el silencio.

Paso 4: Esquema - Analógico

Dos amplificadores LME49724 realizan una conversión diferencial de corriente a voltaje, uno por canal. Se pueden agregar filtros de alta frecuencia adicionales.

Paso 5: Esquema - Conector

La señal se enruta a un encabezado de clavija, donde cada línea se puede procesar por separado con una placa externa de elección. Lo usé para una placa atenuadora de resistencia discreta controlable (algunos lo llaman amplificador). Aquí también se enruta la señal de silencio. El silenciamiento funciona bien, pero no se envían comentarios al sistema operativo.

Paso 6: Esquema: señal de terminación única

La señal de audio también se convierte a un solo extremo, ya que algunos dispositivos no admiten señal balanceada.

Paso 7: Diseño mecánico

La caja de extrusión de aluminio se seleccionó con paneles de extremo de aluminio que se pueden fresar con una máquina CNC. Otra opción sería utilizar PCB como paneles finales. Fusion 360 se utilizó para construir el modelo y el esquema de PCB.

Paso 8: diseño de PCB

Los circuitos SMPS y digitales deben aislarse de las etapas analógicas. Lo mismo se aplica a la alimentación de los dispositivos y los niveles del suelo. Los cables captarán ruido y el cable USB inyectará mucho ruido.

El toque final se agrega con ilustraciones de serigrafía:)

Paso 9: Ensamblaje de PCB

Se necesita un horno de retrabajo o una estación de aire caliente para que algunos de los componentes suelden las almohadillas ocultas debajo del componente. Dejar la almohadilla oculta sin soldar afecta el rendimiento térmico o podría causar una mala conexión a tierra para el chip.

Los conectores en ángulo recto en los bordes de la placa deben colocarse con cuidado, especialmente porque la placa está fijada con tornillos en ambos lados y tener un error de más de 2 mm resultará en una tensión excesiva para el conector RCA.

Paso 10: Paneles finales

Los paneles de los extremos se pueden fabricar mediante fresado CNC, corte por láser o diseñando una PCB de ajuste. Fusion 360 se utilizó para las trayectorias de herramientas.

Paso 11: Y ahí lo tienes

Conéctelo a una PC y será reconocido sin ninguna instalación o configuración.

Paso 12: Bono: tablero atenuador

Se utilizaron relés y resistencias discretas para crear una escalera con 64 pasos logarítmicos para el control de volumen. Una placa similar se adaptará a cualquier otro procesamiento de señales.