HiFiPi #2. Усилитель для RaspberryPi с сабвуфером мощностью 1200Вт. PCM5242 x2, TAS5630 x2

Олег

Administrator
Команда форума
Конфигурация этого усилителя 2.1 или даже 2.2. Стереоканал мощностью 2х600Вт и два сабвуферных канала 2х600Вт.

Перечень модулей проекта:
  • RDC2-0051, DSP Мастер для проектов цифровой обработки звука х 1
  • PCM5242, audio DAC с miniDSP х 2
  • RDC2-0029a, Усилитель мощности класса D. TAS5630B х 2
  • LCF05R, Выходной LC-фильтр х 4
  • RDC1-0014 15V х 1 Встраиваемый DC/DC преобразователь на 15В/2,5А (для RDC2-0029, один на два усилителя)
  • RDC2-0014 5V x 1 Встраиваемый DC/DC преобразователь на 5В/2,5А(для питания RaspberryPi от высоковольтного блока питания усилителя)
  • RaspberryPi х 1
Схема подключений:

5242.jpg


К цифровому аудио порту I2S Raspberry подключен первый ЦАП PCM5242. К цифровому выходу этого ЦАПа подключен второй модуль PCM5242. Оба модуля настроены для работы в режиме управления микроконтроллером. Их шины I2C параллельно подключены к RDC2-0051. Он и будет ими управлять и настраивать. У первого ЦАП-а с помощью джамперов установлен адрес 0х00, у второго 0х01.

Как настроены модули ЦАП.

Проекты для ЦАП-ов созданы в PurePath Studio (PPS), бесплатной программой от Texas Instruments, которую можно скачать с их сайта с регистрацией.

PPStudio_1.jpg

На верхнем рисунке PPS первый ЦАП. Цифровой вход I2S, регулятор громкости. За регулятором громкости стерео сплиттер разделяет сигнал на два потока. Первый(верхний) поток сразу уходит на I2S выход, а второй стереосигнал преобразуется в монофонический и через алгоритм удаляющий щелчки при перегрузке (ClikcRemove) через сплиттер отправляется на два фильтра низкой частоты первый Biquad1 настроен на частоту среза 120Гц, а второй Biquad2 на 80Гц. Далее на аналоговый выход. Это будут два низкочастотных канала сабвуферов.

BiQuad1.jpg BiQuad2.jpg

На нижнем рисунке PPS второй ЦАП. С цифрового входа подключенного к выходу первого ЦАП-а сигнал подается на алгоритм регулировки баланса и через два одинаково настроенных на частоту 120Гц ФВЧ на аналоговый выход. Это будет широкополосный стерео канал.

BiQuad.jpg

Все фильтры в проекте выбраны как Баттерворта второго порядка.

Эти конфигурации можно загрузить в модули с PCM5242 подключенные друг за другом.

Следующим шагом нужно настроить регулировки. Это будут:

- регулировка громкости (потенциометр)

- регулировка баланса (потенциометр)

- регулировка уровня усиления НЧ (потенциометр)

- отключение ФНЧ (кнопка)

- Mute (кнопка)

Подробно о настройках.

Проекты из PurePath Studio будут перенесены в нашу ChipStudio и загружены в модуль управления RDC2-0051. Для того чтобы в ChipStudio настроить регулировки перечисленные выше необходимо для каждой из них сформировать Data-файл в котором будут собраны коэффициенты регулировок.

- Регулировка громкости. Данные для можно взять из PPS пошагово двигая ползунок регулятора громкости и записывая коэффициенты в текстовый файл в формате:

……….
//-6 dB
0x201373

//-4 dB
0x28619A

//-2 dB
0x32D646

//0 dB
0x400000

//2 dB
0x50923B

//4 dB
0x656EE3

//6 dB
0x7FB260


Также эти коэффициенты доступны в файле Help PPS. Создадим текстовый файл с именем Volume.

- Регулировка баланса. Данные можно получить только из Help-файла PPS для этого алгоритма. Создадим текстовый файл с данными в том же формате что и громкость с именем Balance.

- Регулировка уровня усиления НЧ. Здесь данные собираются из калькулятора фильтров TIBQ.

В этом калькуляторе устанавливаем 10 фильтров LowPass,ButterWorth2 с одинаковой частотой среза 100Гц у каждого, но с разными уровнями Gain, от -4Дб до +5Дб. Жмем кнопку Coeff. Не забудьте выставить частоту дискретизации Fs!

TIBQ.jpg

В следующем окне сформируются все нужные для регулировки коэффициенты (данные).

Coefficients.jpg

Необходимо выставить битность 24 (Resolutions) и сохранить файл.

- Отключение ФНЧ. Здесь очень просто. Это функция будет выведена на кнопку, поэтому нам нужны только два значения – минимальный и максимальный уровень из “Регулировки уровня усиления ФНЧ”. Возьмите их предыдущего файла.

- Mute. Тоже два значения, но из файла данных Громкости.

У вас есть файлы с данными (Data) для Chip Студии. Ещё нужны файлы конфигурации для каждого ЦАП-а PCM5242 – Studio project file. Эти файлы создаст PurePath Studio. Нужно нажать Build – Generate Code. Выберите папку куда будете сохранять конфигурацию и имя файла. В папке появится файл с расширением *.cfg и ещё одна папка в которой будет файл “aic_main.lst” переименуйте его в такое же имя как *.cfg и перенесите в ту же папку.

В Chip Studio соберите проект.

chipStudio.jpg

Два PCM5242 (PCM5142) подключены к I2C на модуле RDC2-0051, но с разными адресами A0, A1.

Поочередно на каждом модуле PCM5142 нажмите Studio project file и выберите файлы с конфигурацией *.cfg . В правом окне появится список модулей из конфигураций для каждого ЦАП-а. Вытягивайте на рабочее поле все алгоритмы для которых созданы файлы с данными и соединяйте с точками регулировки на RDC2-0051.

Подключайте RDC2-0051 к USB. Индикатор станет зелёным. Нажмите кнопку загрузить проект (микросхема со стрелкой внутрь). Готово! Делайте соединения с ЦАПами, резисторами, Raspberry и усилителями. Включайте питание, наслаждайтесь звуком от самого лучшего ЦАПа Texas Instruments.

З.ы. PCM5142 и PCM5242 совершенно одинаковые в настройке. Отличаются только аналоговыми выходами у PCM5242 он дифференциальный. Поэтому мы выбрали RDC2-0029 на TAS5630.

З.ы.З.ы Если вас всё устраивает в нашем проекте то просто откройте в ChipStudio наш готовый проект (
ProcessFlow2.1_new.cspro) и загрузите его в RDC2-0051. Сделайте подключения как на схеме. Включайте и наслаждайтесь! Без всяких PurePath Studio.
 

Вложения

Олег

Administrator
Команда форума
Файлы проекта в PurePath Studio

для первого ЦАПа - ProcessFlow1
для второго ЦАПа - 100_pls
файлы данных - DataTables
ChipStudio, готовый проект 24bit - ProcessFlow2.1_new
 

Вложения

Последнее редактирование:

onefabis

Active member
Олег, просьба: почаще упоминайте о том, что для RPi и любых других одноплатников, подключаемых к аудиопрцессорам, стоит ставить по линии I2S изолятор сигнала, типа SI866x или SI864x. Убережете и себя и пользователей от вопросов про щелчки :)
 

VKhrychikov

Active member
стоит ставить по линии I2S изолятор сигнала
При условии что у них (SOC и всего остального) нет связи по "земле" (а в рассматриваемом проекте как раз она есть). Лучше посоветовать вдобавок к SI866X/ADUM/ISO "развязать" питания вообще (потому что SOC хоть и одноплатник, но гадит по питанию почти как взрослый) - благо недорогих изолированных DC-DC в ассортименте Чип-и-Дипа хватает
 

onefabis

Active member
Да согласен, по I2C лично я подключал Adum1250 остальные переключалки, не скоростные, типа RESET и пр. делал через оптопару.
 

Олег

Administrator
Команда форума
Олег, просьба: почаще упоминайте о том, что для RPi и любых других одноплатников, подключаемых к аудиопрцессорам, стоит ставить по линии I2S изолятор сигнала, типа SI866x или SI864x. Убережете и себя и пользователей от вопросов про щелчки :)
О каких щелчках речь? Какова их природа? Пока не слышал
 

onefabis

Active member
О каких щелчках речь? Какова их природа? Пока не слышал
Природа в активной работе процессора и всего, что на плате RPi в ВЧ и СВЧ диапазоне. В первый раз собрал напрямую, общая земля и не было проблем. Затем через несколько дней начали лезть помехи в I2S, либо щелчки одиночные, либо мелкий треск синхронно с миганием светодиодов на одноплатнике. Сейчас по всем фронтам отделил Adau1452 и Tas3251 от Beaglebone Black и от Arduino, теперь звук чистый, без щелчков и треска. Там буквально можно сделать на одной плате скажем SI8662 + Adum1250 + 4 оптопары и проблем никаких не будет. Плюс как можно короче I2s шлейф, а то и вовсе без шлейфа, напрямую соединить, как ЦАП шляпы делают.
 

RomaRingo

Active member
На сколько грееются ваши радиаторы без вентиляторов , пальцу горячо ? еще волнует нагрев в простое.
 

Олег

Administrator
Команда форума
На сколько грееются ваши радиаторы без вентиляторов , пальцу горячо ? еще волнует нагрев в простое.
При напряжении питания 30В и не на полную громкость (как в ролике) градусов 30, не больше. Чуть теплые. При питании 48В, тоже не на полную громкость, до 50 точно нагреваются, палец держит).
Для этих TAS5630 вентилятор не нужен и защита от перегрева у них есть, но чтобы она включилась, на испытаниях я их феном грел
 

AlexNay

New member
Подскажите, какой драйвер использовали в Volumio при подключении PCM5242?
 

balu-86

New member
Добрый день, заранее прошу прощения за возможно глупые вопросы, я новичок от слова "совсем". Можно ли как-нибудь преобразовать данный комплект для установки в авто? Как можно обеспечить питание в 48В? Можно ли дополнительно подключить usb транспорт, если да, как это проще всего осуществить? Можно ли использовать не 2 PCM5242, а 4?
 

Евгений

Administrator
Команда форума
USB транспорт подключается просто к USB-порту, определяется автоматически, дополнительный драйвер устанавливать не нужно, пример

4 PCM5242 подключить можно.
 

balu-86

New member
USB транспорт подключается просто к USB-порту, определяется автоматически, дополнительный драйвер устанавливать не нужно, пример
4 PCM5242 подключить можно.
Спасибо, я имел ввиду куда к данной схеме нужно подключать юсб транспорт, нужна будет какая то дополнительная плата или вообще как это лучше реализовать?
 

balu-86

New member
К USB-порту RaspberryPi , по ссылке как раз с этого видео начинается.
Вообще я думал юсби транспорт использовать, чтобы отдельно подключать смартфоны через провод (распберри это один источник сигнала, а если допустим хочется музыку с телефона послушать, подключаешь его по кабелю и слушаешь с телефона), а если подключить его как по схеме из видео, я так понимаю распберри будет выводить звук через него.
 

Евгений

Administrator
Команда форума
Вообще я думал юсби транспорт использовать, чтобы отдельно подключать смартфоны через провод

В ваших вопросах ни слова про смартфон.
Можно ли дополнительно подключить usb транспорт, если да, как это проще всего осуществить?
Спасибо, я имел ввиду куда к данной схеме нужно подключать юсб транспорт
USB-транспорт подключается к USB-порту устройства - ПК, планшета, смартфона. Если на устройстве порт микро USB, потребуется переходник.
 
Верх