用树莓派+靓声DAC_AD1862Nj双并联打造一台触控屏的数字播放器。（制作随笔）

笑平生 · 发表于 2019-1-13 21:40

非常有趣，加油哦楼主，最好文章结束把所有配件的购买方式隐晦的提一下

wsy888wsy · 发表于 2019-1-13 22:13

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

jacksl528 · 发表于 2019-1-13 22:47

本帖最后由 jacksl528 于 2019-1-13 22:49 编辑

wsy888wsy 发表于 2019-1-13 22:13
很棒，就是软件功能怎么样？

有些文字描述起来比较抽象，之后我会做详细的介绍。

Volumio是一款真正的HI-FI数字音乐播放软件，它基于linux环境开发，具有极高的稳定性，绝不会死机卡顿，专为提供PCM格式和 DSD 完美播放和无与伦比的音频质量而设计的高保真音响系统。

Volumio的操作方式多种多样，结合树莓派，自带的WIFI 蓝牙功能，无论你是手机浏览器操作，还是下载它专门的APP控制软件都是可以的，当然！我做的这个数字播放器是触摸大屏。可以在触摸屏上面任意操作比如选曲、快进、播放模式、系统设置等等~~

它可以接收全世界各个地方的网络电台（遗憾的是唯独没有中文电台

）

Volumio可以从USB读取U盘 SD卡 TF卡，甚至连接局域网的网络存储器获取音乐资源

它还支持 Spotify等流媒体fu务中获取音乐，并充当DLNA播放器

如果你是苹果手机用户你还可以使用 Airplay功能，想听就听

它的官方主页有提供X86、X64电脑的版本下载。你的电脑上也可以装你可以试试~

jacksl528 · 发表于 2019-1-13 23:06

本帖最后由 jacksl528 于 2019-1-13 23:54 编辑

颇有用心的11项供电系统

特别拿一篇来做电源部分的介绍

首先登场的是和DAC来自同一家公司诺亚半导体的 ADP7104

这枚芯片自从我用过一次之后就再也没有遗忘过它。在高精度；小电流；小噪音应用范围下，首先想到的必然是它~~

应用领域：噪声敏感应用规范：ADC、DAC电路，精密放大器、高频振荡器、时钟，PLLs通信和基础设施，医疗保健，工业和仪表

输入电压范围：3.3 V至20 V
最大输出电流：500 mA
超低波纹，超低噪音，（固定输出版本为15μV rms）
带过流过热反压保护

ADP7104根据后缀数字不同一共有 8个版本提供选择，其中7个固定输出电压选项：1.5 V、1.8 V、2.5 V、3 V、3.3V，5V，9V，还有一种是不带后缀的可调电压版本的。
可调版本的输出电压从1.2V- （ VIN-VDO）范围。

数字部分的负5V 选择的是来自TI公司的 UCC384，高精度LDO线性稳压器

它同样具有超低失调电压，低噪音特性。

我将使用它单独为AD1862提供数字-5V电压

模拟部分的正负15V 采用老国半LM317 /337 正负12V 二段稳压采用凌特公司的LT1085 和1033来担负。

上一套电源部分的原理图提供参考：

4组数字电路的 +5V ，交流输入来自变压器的两组6V绕组。经肖特基整流桥供给 4片 ADP7104

第一组+5V为 CS8412和SM5843供电，
第二组+5V 单独为CS8412的模拟5V供电，
第三组+5V为树莓派I2S转SPDIF的数字收发板独立供电，
第四组+5V为 AD1862的数字+5V供电

jacksl528 · 发表于 2019-1-13 23:56

本帖最后由 jacksl528 于 2019-1-14 00:00 编辑

接上面的继续

下面是模拟部分的正负15V 和正负12V 外带一组数字部分的负5V供电原理图

模拟部分加负5V.gif

由变压器提供的双15V交流同样经过肖特基整流桥供给 1枚LM317和两枚LM337 输出正负15V 提供给I/V、 LPF运放使用，同时再由LT1085和1033组成的第二级稳压得到正负12V 提供给AD1862的模拟部分供电。

第二个LM337 将电压一段稳压到负8V 提供给 UCC384输出负5V 提供给AD1862的数字负电压。

jacksl528 · 发表于 2019-1-14 00:04

本帖最后由 jacksl528 于 2019-1-15 01:40 编辑

。

最后是由一枚LM317 加一只达林顿管做扩流电路的线性稳压部分，为树莓派小主机独立供电。

由变压器剩下的最后一组 6V 提供交流，经过的不再是之前的肖特基整流桥。而是4枚飞利浦硫化二极管整流滤波之后提供给LM317扩流电路。

在这里我有一个小失误，按道理说我在定制变压器的时候，最后这组6V（实际是交流7.5V）应该绕3A电流的！当时给变压器厂家说“小电压组的都要2A电流”。百密一疏，哎~~ ~

最后我实测了一下“树莓派加屏幕加所有用得到的外部设施”额定需求电流是1.5-1.8A的样子，虽然还有冗余，但是还是觉得烙下一块心病。希望做出来之后长期使用变压器不会过热，这也是考验这头牛的时候了，

jacksl528 · 发表于 2019-1-14 00:09

本帖最后由 jacksl528 于 2019-1-14 00:18 编辑

以上原理图，都经过我实际测试，并把可调电阻都调整为固定电阻。

来自ADP7104的 +5V输出实验
+5V.jpg

来自UCC384的 -5V输出实验

在测试中我发现，这两枚LDO芯片用于数字电路有个最大的好处，，输出电容只需要0.1-1uf 即可产生良好的波纹抑制效果，这样一来我们直接选用CBB或者多层瓷片电容即可！

无需用上百uf的铝电解，因为铝电解对高频波纹的抑制力收效甚微。再好再贵的电容其实用了也白用。

我看到有些实物图上还自欺欺人的用着XXX牌的高烧铝电解。

jacksl528 · 发表于 2019-1-14 00:38

本帖最后由 jacksl528 于 2019-1-14 00:45 编辑

额外的经验分享

我看到网上有些人依然在用小型的开关电源做树莓派播放器的供电电源~

在这里做个友情提示：

就算我这种树莓派原装的5V（3A）供电模块只要你把它换成 5V大电流线性供电电源。你会吐槽一句：我TM以前听的都是什么 “土立土及”的玩意儿啊~~

毫不夸张，立竿见影！如果你想HIFI起来，树莓派采用线性供电是非常有必要的。

分析一下这种影响还是源自于高频脉冲电源对系统时钟的影响。由于我采用的是I2S音频输出方式，这种现象就更加明显了！更可况后面是AD1862 立刻毫发毕现，所谓 “一耳朵的差别”！

konrad · 发表于 2019-1-14 10:26

jacksl528 发表于 2019-1-13 23:06
颇有用心的11项供电系统

特别拿一篇来做电源部分的介绍

还是7104啊，这回多用几个别舍不得花钱

konrad · 发表于 2019-1-14 14:04

jacksl528 发表于 2019-1-14 00:04
。

最后是由一枚LM317 加一只达林顿管做扩流电路的线性稳压部分，为树莓派小主机独立供电。

提前告诉你个不好的消息，电脑用的1.5A电流是直流电流，如果交流绕组只有2A电流的话峰值也只有2.828A，滤波电容的充放电间隔比可能会小于等于1:1。因为充电电流等于总电流减去放电电流，很明显充电的电流可能比放电的电流还低，那么就需要耗费比放电间隔更长的时间去充电，结论就是整流滤波输出的电压会拉得很低，甚至无法正常按规定电压供电

ele-tube · 发表于 2019-1-14 14:20

顶一个

jacksl528 · 发表于 2019-1-14 14:52

本帖最后由 jacksl528 于 2019-1-14 17:08 编辑

konrad 发表于 2019-1-14 14:04
提前告诉你个不好的消息，电脑用的1.5A电流是直流电流，如果交流绕组只有2A电流的话峰值也只有2.828A，滤 ...

我也告诉你一个不幸的消息，收起你那堆无用的“理论” ，学而不精丢人现眼。

什么充电电流，什么放点电流。狗屁一样的说法，

不好意思我又打你的脸了。

你说那么多求用没有的知识理论，到头来还不是当不到我一个实验电路板一块数字万用表的实测数据：

看图：

测试条件：
1、万用表电流做串联测试。
2、负载是树莓派主机+W8804数字收发卡
（树莓派主机工作的时候耗电电流会从0.4A-0.8A之间波动）我拍照是取得平均值。
结论：经实际测试，树莓派主机 AC交流耗电电流约等于 DC直流耗电电流。两者差值10%以内
如果你认为我测试的数据是假的忽悠你的，那论坛里面有这种小玩意儿的人多的去了，如果有人愿意请他继续测试

konrad · 发表于 2019-1-14 15:09

本帖最后由 konrad 于 2019-1-14 15:13 编辑

jacksl528 发表于 2019-1-14 14:52
我也告诉你一个不幸的消息，收起你那堆无用的“理论” ，学而不精丢人现眼。

什么充电电流，什 ...

那除非你什么都不干，就是开个亮着好玩当灯照，没有哪个设计会把负荷设定得这么满，线性电源变压器输出功率至少是实际直流负载最大功率的4-5倍。一跑起来电流一上去就玩完。连充放电流都不知道，你以为变压器整流后是一直处于电流输出状态的？那还要滤波电容干什么，根本就是个电子盲，不信你拿示波器测下1.5A直流输出的时候滤波电容上准三角波的峰谷压差是不是在1.5v左右并且在5v线附近。你以为317是LDO吗，还是多补补理论吧，还有另一个帖子关于示波器测DAC输出1KHz方波波形的，我就不说什么了自己去看，你高等数学是体育老师教的吧，还是文凭是买的？

jacksl528 · 发表于 2019-1-14 15:18

本帖最后由 jacksl528 于 2019-1-14 15:22 编辑

PCB设计&工艺

其实我平时陆陆续续多有关注数字电路的一些布线规则，私下也自己做过一些D类功放。对数模信号共存的PCB布线稍微积累了一些经验。

既然是分享贴，从不藏着掖着，浅谈一些DAC布线规则希望对后来者有所帮助。

DAC电路板，数字和模拟供电一定要分开。

也就是说采用同一稳压模块下的供电电路，数字部分的正负电源和模拟部分的正负电源最起码要做到高频隔离。具体做法可以采用高频电感，或者采用多片LDO稳压芯片模块隔离。

目的是为了防止数字部分用电回流的高频干扰通过共用的供电回路干扰到对噪声敏感的模拟器件。

另外一点就是数模的地线处理，数字地（DGND）模拟地（AGDN）在退偶电容回路中，必须是各走各的。最后在一点位置汇聚，单单做好这两点还是不够的。

第三点：地线不可走回头路，我称这种原则为 “GND电流高速公路”原则。形象的说把回流的电流看作是上高速路的汽车，只能流向一个方向不能逆向行驶、。从小信号入；到大信号出，电流走向奔着一个方向而去。一般都不会有什么串扰噪音问题。

下面给出几张图示做演示，由于本人也属于初级阶段，然，同时请高手斧正。

第一张，是我的PCB构思布局图。
布局图.gif

第二张图：陆陆续续花费了我3天时间根据原理图绘制的 ”半成品“PCB板。中途对走线进行过无数次调整。
PCB半成品图.gif

jacksl528 · 发表于 2019-1-14 15:24

本帖最后由 jacksl528 于 2019-1-14 15:32 编辑

图三：这张是我前两天完成的完整PCB电路板样图。也是送去打样的最终版本。
PCB板的大小是根据我的机箱大小设定的。
电源部分几组供电模块的散热铝块利用了我上次帮朋友做NAP200时剩下的那块扁铝块。

完整图.gif

图三、图四，分别是模拟地数字地线的排布。

模拟地线图.gif

最后这张是两GND交汇点。用0欧的电阻或者磁环跳线连通
数模地汇聚.gif

daviscai · 发表于 2019-1-14 17:01

jacksl528 发表于 2019-1-14 14:52
我也告诉你一个不幸的消息，收起你那堆无用的“理论” ，学而不精丢人现眼。

什么充电电流，什 ...

这个要顶

低价PCB制作 · 发表于 2019-1-14 17:27

不错，期待后续

wsy888wsy · 发表于 2019-1-14 17:31

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

BH7KQK · 发表于 2019-1-14 17:52

konrad 发表于 2019-1-14 15:09
那除非你什么都不干，就是开个亮着好玩当灯照，没有哪个设计会把负荷设定得这么满，线性电源变压器输出 ...

你没看到楼主有万用表测的电流波动吗？

jacksl528 · 发表于 2019-1-14 18:00

wsy888wsy 发表于 2019-1-14 17:31
嗯，很好，被玄学派洗脑了，知道数字地和模拟地的区别。

不过konrad说的也是正确的，数字电路待机和满载 ...

呵呵，正确个锅铲，
我测试树莓派的负载电流不管交流还是直流误差最多10%。最基本的IV功率换算都没搞明白。除了说一堆没用的废话，从无实质性建树。

而且我实测树莓派主机最大电流表消耗就是800mA（启动系统的时候）我图上的电流测试时树莓派正在播放我u盘的无损文件。交直流均在600ma上下。

这脸打得，像个250

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