开贴记录一下制作一个TD6709解码

iamlhf · 发表于 2023-7-4 17:56

本帖最后由 iamlhf 于 2023-7-4 18:45 编辑

东芝TD6709的照片镇楼

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先说说这个芯片，说到TD6709就不得不说到他的前辈，索尼CX20017（包括前身CX890和贴片版本的CX20133），他们都是一种非常古老的解码芯片类型：积分电容型DAC

这里来点CX20017的知识科普

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具体内容可以看以下链接：https://www.doc88.com/p-7708764290010.html?s=rel&id=1

上面说了积分电容DAC的诸多优点，但是为什么没有延续和流行？因为时钟频率的要求太高了

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NOS时需要35M时钟，2FS时需要68M时钟，在八九十年代已经到极限了，却无法竞争得过动辄4FS的R2R和1bit解码，成本和电路设计复杂度也太高，只能被历史无情淘汰

不过现在也有不少怀旧玩家听了CX20017这类积分电容解码的声音后忍不住赞叹的，论坛内就能搜到相关信息，说明积分电容解码的独特优势没有被遗忘

iamlhf · 发表于 2023-7-4 18:23

说完了CX20017的特点，我们回到标题的TD6709

它也是积分电容DAC，但发布时间迟了不少，所以产品的集成度有了提高。CX20017作为古老的积分电容型DAC，复用积分开关和积分电容以及采样保持电路都作为周边电路放在了DAC的外围，而TD6709的复用积分开关以及采样保持电路都集成在了芯片内，仅积分电容做了外置，这就大大降低了设计难度。

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不过它也有它的难点，那就是参考资料很少，能找到的datasheet非常简单（只有2页），引脚说明、指标和应用电路等都没有，还需要参考CD服务手册，所以有很大不确定性，也有可能这次制作无法成功

此外，TD6709也有几个兄弟姐妹，他们的区别如下：

TD6709：仅支持16/44.1，工作在NOS模式，时钟要求为68M左右，这次先把它搞响

TD6711：仅支持16/88.2，工作在2FS模式，输入格式比较特别，是2线私有格式，需配合TC9197这个2FS的DF才行，基本没有实践可能

TD6720：支持NOS-2FS，与TD6709格式相同，算是高取样版本

TD6710：移动简化版本，输入格式与TD6709相同，但实际内部工作在14bit模式，时钟降低到16M左右，外围和供电也有简化

上一张之前制作的TD6710解码板，由于LPF做的有点极端，导致高频和相位特性受到一定影响

iamlhf · 发表于 2023-7-4 18:45

说完TD6709，我们再聊聊它的输入格式

为什么上面的图片多次出现TC9245？就是因为它的输入格式比较特殊，既不是索尼格式也不是i2s格式，而是32位打包格式，可以理解为是BCK=32FS的索尼格式或16位左对齐格式，不过还好的是上升沿对齐之类还是和其他输入格式一致

而且它的格式要求很严格，其他的BCK频率不论是左右对齐都入不了它的法眼，所以如果不用cpld或单片机做数字处理，CS841X，DIR9001之流自然是无用武之地，幸好东芝自家也出了一个DIR芯片，就是TC9245，固定输出32FS-BCK格式，没准就是为了匹配这几个DAC的数据输入

有人要问了，这个DIR的输出质量怎么样呢？废话，质量好还能这么默默无闻？经我的实测，它输出的DATA、LRCK、BCK信号的高电平不太稳定，而时钟信号则有明显Jitter，占空比不算特别稳定

其实在设计之初，我曾打算用ASRC芯片对信号做异步处理和格式转换，同时也能摒弃掉这个TC9245，有多样的选择，后来觉得既然是要做NOS，就做彻底一点，不要再加个ASRC掺一脚，搞得不纯粹，不伦不类

TC9245的高电平不稳定，就用74做整形，时钟信号不稳定，正好积分电容DAC对Jitter不敏感，还是配TC9245搞个原汁原味东芝套餐吧

夜如风 · 发表于 2023-7-4 18:46

视觉上很整齐，不知道THD能到多少。

iamlhf · 发表于 2023-7-4 18:58

积分电容DAC，积分器用的电容自然很重要，对线性失真有影响，这个DAC一共需要4个1800P的积分电容，这次为这个DAC准备了两种电容

一种是飞利浦2%精度锡膜电容，一种是西门子1%精度的锡膜电容

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iamlhf · 发表于 2023-7-4 19:10

先写这么多，有新进度再更新

jacksl528 · 发表于 2023-7-4 19:14

力士 D100用的就是它

阳光灿烂！ · 发表于 2023-7-4 19:23

感谢楼主辛苦付出，学习了。

正和正 · 发表于 2023-7-4 19:38

有成品机了吗？弄一个试试看

hou008 · 发表于 2023-7-6 10:34

关注楼主进度，有块20017还没动手改

木哥 · 发表于 2023-7-8 11:59

还是CD方便，古董CD机nad 5330 sansui 550r就是用的td6709.标准的NOS模式，虽然是普及型机种，听感也像模像样。

等离子 · 发表于 2023-7-22 15:00

期待

有点想做 · 发表于 2023-7-22 17:30

比较冷门的解码芯片，不知声音特点如何。

iamlhf · 发表于 2023-7-29 15:01

更新一下，PCB设计已完成，正在制作PCB和SMT

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iamlhf · 发表于 2023-7-29 15:12

介绍下大概的架构

spdif信号经ds8921处理后给tc9245，然后384fs的时钟经ics501四倍频后变成1536fs传给td6709，另外bck、lrck、data信号用74整形后一起传给td6709，整形的原因是tc9245的数字信号输出高电平时抖动非常严重

td6709的输出信号通过一个4阶巴特沃兹滤波器做低通滤波，转折频率定在33k，这个参数下仿真的频响曲线比较符合我的要求

电源部分数字的5V由usb直供，模拟部分通过隔离升压模块升压后LDO稳压给到DAC的±5V和运放的±8V

希望能一次成功

iamlhf · 发表于 2023-8-7 08:38

PCB已到手

等离子 · 发表于 2023-8-7 08:54

严重期待！！！

iamlhf · 发表于 2023-8-7 11:46

花了一晚上时间，把板子做好了，还行没有出什么错误

iamlhf · 发表于 2023-8-7 11:58

测试的几个问题：

用74对数字信号做整形，本计划用74AHC，但手头只有74HCT，看波形似乎处理完没有什么变化，下次买点74AHC换了再试试

看波形5k向上阶梯情况比较明显，10k向上有明显失真和一定衰减，打算优化调整滤波器参数

目前的滤波器参数还是保守了一些，打算试试6阶或8阶的巴特沃兹滤波器，把转折频率稍微调高一点看看效果如何

木哥 · 发表于 2023-8-7 15:53

NOS成败系于滤波器，最好参考早年的索尼101或先锋D70

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