Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Idee für ein Community-Projekt: DSP-Aktivmodul
Hallo allerseits,
nachdem Raphaels (rkv) ursprüngliche Pläne, nämlich ein Aktivmodul für seinen Subwoofer, ja dann durch den Input der anderen Forenuser in eine andere Richtung entwickelten, an deren Ende der Aurora DSP stand, hatte ich die Idee nochmal ein Community-Projekt zu starten, an dessen Ende nun doch ein Aktivmodul stehen soll.
Dieses Aktivmodul soll dabei einen Stereo-Eingang haben, eine Signalverarbeitung mittels DSP, und am Ende sollen vier Verstärkerkanäle das Signal an die Lautsprecher ausgeben.
Als DSP würde sich hierbei der ADAU1701 anbieten, der ist einfach zu beschalten und hat sich schon in einigen anderen Projekten bewährt. Für einfache Einsatzzwecke wie als Frequenzweiche ist er mehr als ausreichend.
Als Verstärker hatte ich an zwei TPA3116 gedacht. Das sind Class-D-Verstärker von Texas Instruments, die bei 24-26V Eingangsspannung 2x50W an 4 Ohm oder 2x30W an 8 Ohm liefern, aber auch gebrückt werden können, für die doppelte Leistung.
Das Netzteil würde ich auslagern, so dass sich verschiedene 24V-Schaltnetzteile für das Aktivmodul einsetzen lassen.
Zur Steuerung des DSP würde ich den ESP32 vorschlagen, der auch schon im Aurora zum Einsatz kommt. Mit ein bisschen Glück könnte man sicher große Teile des Codes vom Aurora wiederverwenden. Der ESP32 bietet WiFi und Bluetooth, so dass man den DSP über WiFi einstellen kann, und über Bluetooth Audiodaten übertragen kann.
Zusätzlich zum analogen Lautstärkeregler soll es ein kleines Display und einen Push-Encoder geben, so dass man verschiedene Einstellungen auch direkt am Aktivmodul vornehmen kann.
Das ganze Projekt sollte nicht zu teuer werden, per Hand zu löten sein, die verwendeten Teile sollten leicht verfügbar sein. (Platinen und Bauteile bei LCSC bzw JLCPCB)
Die Frontplatte könnte man bei Schaeffer fertigen lassen. Die Verstärker-ICs würden dabei direkt an die Frontplatte geschraubt werden, die somit als Kühlkörper dient.
Auf der Frontplatte wären also mindestens: DC-Input, Power-Schalter, Lautstärkeregler, Display, Drehencoder. Je nach Bedarf kann noch ein Speakon-Anschluss hinzugefügt werden, um einen zweiten (passiven) Lautsprecher anzuschließen, oder ein Aux-Ausgang, der genutzt werden kann, falls einer der Verstärker gebrückt genutzt wird.
Ich hätte auch schon eine Idee für das mechanische Design, das relativ klein ist, und den Einbau in die Rückseite eines Lausprechers ermöglicht.
Zusammengefasst: Aktivmodul mit DSP, Steuerung über WiFi, Audio über Line In oder Bluetooth, 4x50W oder 2x100W oder 2x50W und 1x100W plus externer Amp, leicht zu beziehen und zu bauen.
Ich könnte mich um das mechanische Design und das Entwerfen der Schaltpläne und das Platinendesign kümmern, jemand anders müsste die Software übernehmen.
Würde jemand da mitmachen wollen?
Grüße,
Spatz
Moin Spatz,
das wäre ja ein tolles Engagement deinerseits.:thumbup:
Ich zweifele nur an der Sinnhaftigkeit. :(
Warum sollte man Eingangsbereich, DSP und Endverstärkerchen ganz ohne Not in ein Modul, so wie du das beschreibst, auf eine Platine setzen. Dadurch beraubt man sich die Möglichkeiten jeglicher Variabilität erst recht auch in der Zukunftsfähigkeit. Was ist, wenn man plötzlich noch einen oder zwei Kanäle braucht, wenn die Leistung der Endstufen nicht ausreicht.:confused:.... oder irgendwelcher neuer Chip als neue Sau durchs Dorf getrieben wird .... oder, oder, oder?
Der Störungsanfällig wird so auch Tor und Tür geöffnet.
Was machst du, wenn ein TPA durch Kurzschluss die Platine verbrennt?.
Ich sehe keinerlei Vorteil eines Moduls gegenüber einem modularen Aufbau der einzelnen Komponenten in einem Gehäuse. Bei professionellen Lösungen ist so etwas auch getrennt aufgebaut.
Mich erinnert das irgendwie an die Chinakracher, die mit allen möglichen Features von Wondom und deren Nachahmern für 50 Ocken angeboten werden oder viel schlimmer an Alexa.
Sorry, mein 2 Cents dazu.
Jrooß Kalle
Zusammengefasst: Aktivmodul mit DSP, Steuerung über WiFi, Audio über Line In oder Bluetooth, 4x50W oder 2x100W oder 2x50W und 1x100W plus externer Amp, leicht zu beziehen und zu bauen.
Ich könnte mich um das mechanische Design und das Entwerfen der Schaltpläne und das Platinendesign kümmern, jemand anders müsste die Software übernehmen.
Würde jemand da mitmachen wollen?
Mitmachen leider nur in dem Sinn, dass ich gerne so eine Lösung hätte, das Ganze mit Interesse verfolgen und dann auch gerne ordern bzw. nachbauen und nutzen würde.
Hoffentlich kommt da was zusammen! :thumbup:
Grüße
Chlang
Swansteini
27.07.2020, 10:19
Ich schließe mich mal Chlang an,...also auch mit dem Helfen da technisch derbe der Noob. :rolleyes: Aber gerne hundert und eine Idee geben kann...
so zum Beispiel für ein DSP Board das man auch verwenden könnte, da man ja das ganze auch semi professionell ausführen könnte und sich lustigerweise einfach auch ein paar TPA's, TDA's oder whatever auf eine Backplate schrauben könnte und dann dazu diesen hier:
https://www.tinyosshop.com/tsa1701
nebst dem Programmer:
https://www.tinyosshop.com/usbi-dsp-programmer (https://www.tinyosshop.com/usbi-dsp-programmer)
wäre also auch so ein relativ "simple" Möglichkeit sich ein 2.1 oder Stereo, etc Modul zusammenzuzimmern. Wobei man dann auch, wenn man von denen noch ein Board auch dazu packt eine super einfach 2.1 Lösung zusammenschrauben könnte.
https://www.tinyosshop.com/index.php?route=product/product&path=158_189&product_id=1092
(https://www.tinyosshop.com/index.php?route=product/product&path=158_189&product_id=1092)Just say,...so eine "kostengünstige" 2.1 oder 2.2 was auch immer Lösung suche ich auch schon vergeblich seit Jahren, und eine die man entspannt noch in einen Bass verschrauben kann noch länger.
ist aber nur meine Grütze zu der Geschichte, wenn es professioneller gehen soll dann gerne! :D
Gruß Swany
Finde ich sehr gut, so ein Hypex FA1xx für Arme...
So etwas ähnliches, für eine geringere Leistung, gibt es als FreeDSP ALLinONE.
Was mir an vielen Lösungen immer fehlt ist eine IR-/WLAN-App zur Lautstärkeregelung und mindestens 2 Eingänge, auch fernsteuerbar. Erst dann wird daraus ein Vollverstärker wie der FA123 und man braucht keinen zusätzlichen Vorverstärker. Dem Erfolg eines solchen Projektes ist dies gewiss förderlich.
Ich habe das Datenblatt des ESP32 mal überflogen, mir scheint es keine Unterstützung für BT-Audio zu geben.
Mit kleinerer Leistung gibt es das schon recht kompakt: https://www.conrad.de/de/p/hifiberry-beocreate-amp-1656376.html?gclid=EAIaIQobChMI35zFhJbt6gIVzuR3Ch1 ibAHtEAYYAiABEgLtdfD_BwE&hk=SEM&WT.srch=1&WT.mc_id=google_pla&s_kwcid=AL%21222%213%2198230272297%21%21%21g%21%21&ef_id=EAIaIQobChMI35zFhJbt6gIVzuR3Ch1ibAHtEAYYAiAB EgLtdfD_BwE%3AG%3As
Ich mag auch die Programmierung mit Sigmastudio, wie sie auch für die günstigen Wondoms verwendet werden kann.
Vgl. € 70,04 | TPA3250 TPA3255 Bluetooth 5,0 mit DSP Verarbeitung Integrierte Netzteil Alle in Einem HiFi Verstärker https://a.aliexpress.com/_dUI8KUT
Swansteini
27.07.2020, 12:02
Und dann die einfach aus dem Gehäuse auf eine Aluplatte schrauben :D...?! Ist auf jedenfall ein spannender Amp mit der DSP Möglichkeit! So könnte man einen für Subs und einen für Tops einstellen.
Gruß Swany
Mit kleinerer Leistung gibt es das schon recht kompakt: https://www.conrad.de/de/p/hifiberry-beocreate-amp-1656376.html?gclid=EAIaIQobChMI35zFhJbt6gIVzuR3Ch1 ibAHtEAYYAiABEgLtdfD_BwE&hk=SEM&WT.srch=1&WT.mc_id=google_pla&s_kwcid=AL%21222%213%2198230272297%21%21%21g%21%21&ef_id=EAIaIQobChMI35zFhJbt6gIVzuR3Ch1ibAHtEAYYAiAB EgLtdfD_BwE%3AG%3As
Ich mag auch die Programmierung mit Sigmastudio, wie sie auch für die günstigen Wondoms verwendet werden kann.
Ich weiß nicht ob das Beacreate-Board auch die automatische Raumkorrektur beherrscht wie der DAC+DSP aber das ist schon bequem. USB-Mikro dranhängen, Kurven berechnen lassen, frei editieren, läuft.
Generell finde ich es super, das Thema "Verstärker" wieder mit reinzunehmen, als sich Auverdion davon wegentwickelt hat fand ich das sehr schade. Inzwischen bin ich jedoch unsicher, ob es etwas bringt, das unbedingt auf eine Platine zu packen oder ob nicht ein Blade-System besser ist. Wenn eine neue Verstärker-Sau durchs Dorf getrieben wird (20.5...) kann man den einfach reinschieben.
Daher fände ich in einem solchen DSP-Aktivmodul den Hauptnutzen darin, die verschiedenen Input-Bearbeitung-Verstärkung-Module a) technisch und b) optisch sinnvoll zu verbinden. Viele Kombinationen hören sich erstmal sinnvoll an (Röhrenvorverstärker und Class-D-Endstufe...) aber die tatsächliche Realisierung hält dann doch ein paar technische Kniffeligkeiten auf Lager. Wenn ich das jetzt alles auf eine Platine klatsche, wirds per se nicht besser.
Wenn ich die Wahl hätte zwischen einer All-In-One-DSP-Amp-Platine und einem modularen Rack-System, ich würde zweiteres nehmen.
Kleinhorn
27.07.2020, 14:41
Es gibt auch schon Lösungen, die im Ausgang dann freier sind. Kostenfaktor echt nicht hoch... https://www.3e-audio.com/dsp/adau1701-2in4out/ oder mal als Komplettgerät, nicht frei ...was ich schon erstaunlich finde. https://www.aliexpress.com/item/10000090424182.html bzw https://www.3e-audio.com/finished-amp/tpa32xx-all-in-one-amplifier/
waterburn
27.07.2020, 14:52
Hallo Spatz,
grundsätzlich finde ich die Idee gut. Wie du bereits gemerkt hast, dürfte es schwer werden alle wünsche unter einen Hut zu bekommen.
Ich würde mich hier nicht kirre machen lassen und von einer modularen Lösung Abstand nehmen. Wer immer den neuesten Verstärker haben möchte und alles individualisieren will, soll zum Aurora greifen. Der bietet genau das.
Ein vielseitiges Modul, wie du es vorschlägst hat aber ohne Zweifel auch seine Vorzüge. Wenn es dann noch einen AUX Ausgang gibt, dürften damit die Meisten Fälle abgedeckt werden.
Mit 4 Kanälen, lässt sich von Stereo 2 Wege über 2.1 Systeme bis hin zum 3- oder 4- Weger alles realisieren.
Die Verwendung eines externen Netzteils bspw. von Meanwell macht dir das Leben leichter in Bezug auf Sicherheit und Zertifizierung. Da nicht viel analoge Signalverarbeitung nötig ist, würde ich hier konsequent auf Single Supply setzen.
Anstelle eines ADAU1701 würde ich aber mindestens eine ADAU1451 einsetzen. Dieser verfügt bereits über SPDIF und ASRCs. Das dürfte für viele interessant sein, gerade wenn du den ESP32 auch für Audio Streaming verwenden möchtest. Außerdem sind die internen Wandler des 1701 nicht so besonders. Bei den Kosten, die allein bei der Front Platte entstehen, relativieren sich die Mehrkosten für den DSP sehr schnell.
Ähnliches gilt für den Amp. Der TPA3116 ist ein absoluter Preis-/Leistungs-Kracher. Ein TPA3221, oder besser noch ein TPA3251, legt bei der Audio Qualität und bei der Leistung aber nochmal ordentlich einen drauf. Die Mehrkosten für diese Chips sollten im Vergleich zu Peripherie nicht viel ausmachen. Bei den Wandler Chips kann ich AKM empfehlen. Wenn von Hand gelötet werden soll, gibt es von Cirrus oder TI Alternativen, die auch empfehlenswert sind. Bei Interesse kann ich hier noch etwas weiter ausholen.
Gruß
waterburn
Meine Gedanken zu dem Thema (als jemand, der einen Aurora gekauft hat):
1. Orientier dich doch bei der Hardware am Aurora - da hat Raphael/rkv schon viel Vorarbeit geleistet. Würde ich da was designen, wäre mein Ziel, dass man sowohl die die ESP32 als auch DSP Firmware möglichst einfach übernehmen kann. Musst du dann vermutlich alles unter die selbe, freie Lizenz stellen wie den Aurora. Ich baue z.B. an einem Tool, das die SigmaStudio Dateien komfortabel in Aurora Plugins umwandelt, das wäre dann auch ohne großen Aufwand verwendbar.
2. Bei "DSP + Amp" in einem Modul ist man leider sehr unflexibel. Wenn man einen aktiven Nahfeldmonitor bauen will, dann braucht man ja ganz andere Leistungen als wenn es um einen Aktivsub geht oder bei aktiven 4-Wegern.
Kann man aber vielleicht umgehen. Plus, viele Stereo ICs kann man ja brücken, dann könnte man ja 8x "Moderate Leistung" anbieten, und dann eben paarweise Brücken für "Viel Dampf".
3. Wenn du eh DSP & Amp auf einem Modul verheiraten willst, schau doch mal nach Class D ICs mit I2S Input - dann kannst du dir die DAC sparen. Die Endstufen müssen dann auch nicht wieder mit einem ADC alles digitalisieren um das PWM zu erzeugen.
DAS ist in meinen Augen der größte Vorteil bei der Geschichte - ansonsten braucht man dann wieder fette DAC s, muss sich den Ar*** aufreißen, um die Analgosignale sauber zu halten, etc. pp.
Ich würde ja mal diese ICs ansehen: https://www.ti.com/audio-ic/amplifiers/speaker-amplifiers/products.html?pqs=paqs&familyid=3419#p2982=Digital%20Input&sort=p342;desc (bzw auch bei einem anderen Hersteller)
Kann man ja auch mixen (2x "fetter Amp" + ein paar kleinere).
Achso, je nach Kostenpunkt und Eckdaten, würde ich für mein aktuelles 2 oder 3-Wege Konzept (FAST + eventuell extra Sub; alles bei niedrigen Pegeln) drüber nachdenken. Da ist im Moment ein ADAU1701 Board plus TDA311x Endstufen unterwegs, aber ich hab noch die Befürchtung, dass das meinen Ansprüchen nicht ganz gerecht wird... (und der Aurora ist schon anderweitig verplant).
Wenn man die Verstärkersektion selber basteln will, würde ich zum TDA7294 tendieren.....MEG und Neumann setzen den ein....wohl nicht ohne Grund!
Oder zu 2en: Einmal bridged für den Bass und einmal normal für MT und HT pro Seite.
waterburn
27.07.2020, 17:29
Wenn man die Verstärkersektion selber basteln will, würde ich zum TDA7294 tendieren.....MEG und Neumann setzen den ein....wohl nicht ohne Grund!
Die Gründe dürften der Preis und die Verfügbarkeit sein...
Am TDA7294 ist wirklich nichts besonderes dran. Er rauscht relativ viel (Zumindest im Vergleich mit moderneren ICs) und reagiert relativ zickig auf suboptimales Layout (Schwingneigung) oder Stromversorgung (Brummen). Das heißt nicht, dass man mit dem IC keine guten Verstärker bauen kann, aber man macht sich das Leben unnötig schwer. Wenn man so wie Neumann oder MEG diese Probleme bereits in den 80ern gelöst hat spricht natürlich nichts dagegen, diese ICs weiter zu verwenden. Wenn man aber etwas neues designen will sind die TPAs von Ti die erste Wahl für DIY.
Endstufen mit I2S Eingang sind durchaus interessant. Bei den Kosten, beim Stromverbrauch oder der Audio Qualität bringen sie zwar keine Vorteile, aber ggf. beim Integrationsaufwand und ganz sicher beim Platz auf der Leiterplatte.
Gruß
waterburn
Hallo allerseits,
natürlich hat ein modulares System auch Vorteile, genau wie ein System, das man in ein externes Gehäuse packt.
Dann kann man aber auch gleich den Aurora nehmen, und mit ein paar Verstärkern in ein Gehäuse packen. Davon abgesehen gibt es auch schon genug Lösungen für einzelne DSPs und Amps, die man sich ja auch nach belieben zusammenzimmern kann.
Es soll hier auch nicht um die Eierlegende Wollmilchsau mit absoluten High-End-Parametern gehen, sondern um ein kleines, günstiges Modul, das dazu eingesetzt werden kann, kleine 2-3-Weger zu aktivieren, und das ganze in einem kompakten Design.
Deswegen fände ich es auch gut, wenn man (so gut wie) alle benötigten Bauteile bei LCSC.com bekommen kann. Das schränkt zwar die Möglichkeiten etwas ein, aber dafür ist der Preis günstig, die Teile leicht verfügbar und man muss nicht bei vielen verschiedenen Händlern bestellen.
Mir ist bewusst, dass der ADAU1701 nicht das Topmodell unter den DSPs ist, und dass dedizierte DACs und ADCs um Längen besser sind, aber der ADAU1701 bringt dafür alles in einem IC unter und ist nicht sehr teuer. Deswegen würde ich gerne bei diesem bleiben, weil das so eine günstige und kompakte Lösung ist.
Wenn ihr euch das Bild vom mechanischen Aufbau weiter unten anschaut, werdet ihr sehen, was ich mir als Lösung für die Kühlung der Verstärker-ICs überlegt habe. Natürlich wäre mehr Leistung besser, aber Class AB fällt wegen der geringen Kühlleistung flach, und irgendwie muss der ganze Strom ja auch ins Gerät kommen, und die meisten DC-Buchsen sind für maximal 5A spezifiziert. Deswegen habe ich mir den TPA3116 ausgesucht, der kann alles, was er können soll. Die Verstärker-ICs mit I2S-Eingang, die es bei LCSC gibt sind leider nicht leistungsstark genug.
Softwaremäßig sollte man sicher einiges vom Aurora übernehmen können, da die gleiche MCU eingesetzt wird, und der DSP auch mittels SigmaDSP programmiert wird.
Jetzt mal ein Bild vom mechanischen Aufbau:
56015
Wie ihr seht, gibt es zwei Boards, die Huckepack aufeinander gesteckt werden, und dann kommt beides zusammen an die Frontplatte, wo es nahe der Verstärker-ICs miteinander verschraubt wird, für eine gute thermische Verbindung. Die notwendigen Anschlüsse könnten dann, wenn es der Platz her gibt, links und rechts neben die Verstärker kommen, notfalls kann die Frontplatte auch noch verlängert werden.
Die Platine mit den Verstärkern soll zusätzlich das Display halten, und außerdem noch die erste Hälfte der Spannungsversorgung, also einen großen Pufferelko, und einen Buck-Converter, der die Eingangspannung auf ein Maß reduziert, das erträglicher für die LDOs ist.
Auf der zweiten Platine kommt das Audiosignal rein, geht durch den DSP und wird an die erste Platine weitergeleitet. Auch die LDOs für 5V und 3,3V und der ESP32 sind hier zu finden, genau wie die restlichen Steuerelemente.
Ihr seht also, das Ziel ist: Kompakt und günstig, nicht flexibel und high-end...
Grüße,
Spatz
Vgl. € 70,04 | TPA3250 TPA3255 Bluetooth 5,0 mit DSP Verarbeitung Integrierte Netzteil Alle in Einem HiFi Verstärker https://a.aliexpress.com/_dUI8KUT
Hallo, ich sehe jetzt nicht den DSP außer vielleicht wenn in den BT Chip DSP Funktionen verbaut sind oder über BT eine Frequenzkorrekurprogramm zugeschaltet werde kann.
Da ich ein Freund von All-in-One Lösungen bin, gefällt mir der Ansatz ausgezeichnet. Was ich mir wünschen würde wäre:
- Garantiert kein Chinazeugs (nicht mal die Bestückung!)
- ein einfach einzubauender kleiner 2, 4 Kanal oder von mir aus 5-Kanal Plateamp mit schöner gelaserter Alufrontplatte
- ein sicheres Tischnetzteil
- Eine EINFACHES ohne Bugs funktionierendes Programmierungsprozedere ohne Optionen und ohne die Möglichkeit massiv was falsch zu machen sozusagen als Einführung in DSP
- Class-D Chipamps ca 25 bis 50 Watt Klasse
- saubereres Powerup/ down ohne Knackser
- garantiert nur eine Leiterplatte wo alles drauf ist (keine Kabelfricklerei)
- Einschaltautomatik
- BT Leiterplatte
- keine extra GUI, über Sigma Delta abstimmen und dann fest ins Eprom schicken, zur Not neu programmieren, also DSP sehr einfach halten
- EMV Prüfung
Helfen könnte ich in der el. Entwicklung, Leiterplatte und Mechanik ,EMV, DSP leider nicht.
Probleme: BT macht über die Verwendung von Equalizerprogrammen im Handy den DSP obsolet. Da sollte man erst mal den Einsatzbereich abklären. Gleiches gilt für den Einsatz am Desktop-PC.
Interessant wäre für mich ein qualitativ hochwertiger aber preiswerter Plateamp mit 2 Kanälen für Dektopeinsatz, dann auch ohne DSP...
Gruß von Sven
Ihr seht also, das Ziel ist: Kompakt und günstig, nicht flexibel und high-end...
Dann nimm doch auch eine kompakte Lösung: https://www.ti.com/product/TAS5825M o.ä.
Verstärker drin, DSP drin, Protection drin... das ist genau dafür gemacht.
Es gab auch mal was von ST, das war deutlich einfacher zu bedienen (die TI Software war damals ziemlicher Murks), aber ich finde das nicht mehr wieder.
Und ich weiß gar nicht, warum die ganze Elektronikwelt so darauf erpicht ist, immer mehrere Platinen in ein Projekt zu stopfen. Das ist teurer und schlechter.
Der TAS ist in der Tat ein interessantes Bauteil. Ohne Digital und Programmieren geht es wohl auch hier nicht. Den könnte ich mir gut auf einer Aluminium laminierten Leiterplatte vorstellen, die auf der anderen Seite gleich die Frontplatte erledigen könnte und den Class-D Chip kühlen könnte. Dann den DSP drauf, EPROM mit Steckfassung, alle Buchsen und Schalter auch gleich drauf, alles auf und an einer Platte....
Class- D ohne Spule dürfte nur bei kurzen Leitungen EMV technisch funktionieren, aber als Einbau Plateamp...
Sorry für meine Gedankensprünge - vielleicht etwas weit weg vom Eingangspost - aber mehrere Leiterplatten zu verbinden, davon halte ich wenig. Da lege ich sehr wahrscheinlich nur ich einen übertriebenen Wert drauf. Ich hatte schon Probleme bei einem einfachen, vollständigen Modul inkl. Versorgungsspannung, da gab es dann bei offenem Eingang ab und zu sporadisch Geräusche. Man könnte meinen es ist mit einem ordentlichen Gehäuse mit Schutzklasse 1 getan, also Modul reinschrauben, Netzversorgung über Schalter anlöten und Lautsprecher und Chinchbuchsen ran und fertig ist die Laube. Die Geräusche hab ich selbst als E-Ing nicht wegbekommen, selbst ein zusätzlicher 1kOkm Eingngswiderstand hat wenig geholfen. Ich habe mich aber auch nicht zu lange reingehängt.
Ich will nur sagen, dass es unter Umständen sehr schwer werden kann, dass alles richtig sauber funktioniert. Das macht aber genau das aus, was ich unter Qualität verstehe.
Gruß von Sven
Dann den DSP drauf,
Hat der doch schon drin :denk:
Class- D ohne Spule dürfte nur bei kurzen Leitungen EMV technisch funktionieren, aber als Einbau Plateamp...
Normalerweise, wenn der Hersteller da nicht allzu großen Bockmist gemacht hat, hast Du bei den ClassD-Verstärkern mit im Chip eingebauten FETs nicht so die Probleme, genau wie bei DCDC-Wandlern, wenn die keinen externen FET mehr brauchen. Die Leiterschleifen bzw. ihre Induktivitäten sind dann so klein, dass da nicht viel passiert. Was dann noch als HF da rauskommt bekommt man mit so einer Spule dann eh nicht weg, da helfen nur noch Strokos und/oder Ferrite.
Sorry für meine Gedankensprünge - vielleicht etwas weit weg vom Eingangspost - aber mehrere Leiterplatten zu verbinden, davon halte ich wenig.
Ist so. Lieber eine einzelne, mit großflächig Kupfer als Schirm und Kühfläche, das ist allemal besser als irgendwelche Strippen durch die Gegend ziehen. Außerdem billiger.
Es sieht so aus als ob der TI Amp hat einen DSP integriert hat, ich kenne mich mit DSP zugegebenermaßen nicht aus.
Den zu programmieren erscheint mir als Laie jedoch noch komplexer als das halbwegs im DIY 'bewährte' Konzept vom AD Chip über die Sigma Delta SW. Außerdem wäre mir mit dem AD Chip wenigstens einigermaßen klar, was an Hardware letztlich benötigt wird.
Gruß von Sven
saddevil
27.07.2020, 21:21
Bei soetwas integriertem würde ich Analogteile auf dem Layout weitestgehend vermeiden.
Also AD Wandlung und dann nur noch digital weiter
Gibt einige TAS3xxx mit I2S Eingang
Man hat den Vorteil das nichts mehr einstreuen kann .. und weniger Bauteile auf dem PCB.
Und Netzteil ist einfacher da nicht noch Analogteile versorgt werden müssen.
Kommt mir bitte keiner das die Bits "kippen" können ^^
Das bisschen Zeug bei I2S ist quasi zappelnder Gleichstrom 😅
Also wenn schon ne All-In-One-Platine dann bitte gleich mit mindestens acht Kanälen. Stereo hat doch eh jeder einen Stapel zuhause. Aber acht volldigitale Kanäle, voll DSP-konfigurierbar, jede beliebige Weiche programmierbar, und dann die Kanäle auch mit richtig (also RICHTIG) Wumms. Da wär ich sofort dabei.
Ja, genau, der hat einen DSP-Kern mit eingebaut. Die mir bekannten Modelle - das ist allerdings schon einiges her - hatten einen vereinfachten Befehlssatz bzw. nur die Möglichkeit mit fixen Strukturen zu arbeiten. Für einfache 2-Weger hat das allerdings gereicht. Dieser TAS scheint ein wenig flexibler zu sein.
Hm, also bei LCSC finde ich bei der Suche nach tas (https://lcsc.com/search?q=tas) diese hier:
https://www.ti.com/assets/js/compareParts/compare.html?familyId=3419&parts=TAS5805M,TAS5754M,TAS5719,TAS5711,TAS5753MD, TAS5782M,TAS5709A,TAS5731M,TAS5825M,TAS3251&cols=o1,p342,p2982,p89,p1055max,p2622max,p2622min, p1498,p1013min,p88,p378,p236typ,p1341,p2614&lang=en
TAS3251 für Subs (2x >100W), dazu ein paar TAS5825 für den Rest (~2x40W).
Wie billig willst du es denn machen? Der ADAU1452 kostet 'nen Fünfer mehr.
TAS3251 klingt doch gut - warum nur für die Subs? Vier Stück davon und Du bist flexibel.
Ich würde wenn dann ADAU1701 in Kombination mit TAS5754 liebäugeln.
@Koaxfan: Was du suchst gibt es schon, nennt sich FreeDSP Aurora, da musste nur noch die Verstärker dranklöppeln... Oder was willst du mit 8 Kanälen in einem Aktivmodul?
Auch der TAS5754 hat schon einen kleinen DSP-.Kern eingebaut...
@Koaxfan: Was du suchst gibt es schon, nennt sich FreeDSP Aurora, da musste nur noch die Verstärker dranklöppeln... Oder was willst du mit 8 Kanälen in einem Aktivmodul?
O.k., ich glaube wir haben etwas andere Einsatz-Szenarien im Sinn. Was Du meinst ist die Streaming-Anbindung und Aktivierung von zwei Zweiwege-Lautsprechern mit einem Modul, richtig?
Slaughthammer
28.07.2020, 11:59
Ich habe mir gerade mal die DSP-Features zum großen TAS3251 (https://www.ti.com/lit/an/slaa799a/slaa799a.pdf?ts=1595927770692&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct %252FTAS3251) angeguckt... damit lässt sich auf jeden Fall arbeiten. Sind zwar auch viele eher weniger an den HiFi Enthusiasten gerichtete Funktionen dabei (pegelabhängige Bassentzerrung, 3-Band Dynamikkontrolle, diverse Limiter) aber das muss man ja nicht unbedingt nutzen. Allerdings versteht man nach der Lektüre dieser Funktionen, wie aus den ganze kleinen Bluetoothboxen so viel Krach kommen kann.
Es gibt, soweit ich das sehen kann, dabei nur ein Problem. Die Software (https://www.ti.com/tool/PUREPATHCONSOLE) mit der das programmiert (bzw parametrisiert) wird ist proprietär und wird von TI soweit ich erkennen kann nicht mal eben so herausgegeben. Möglciherweise kann man da auch selber was hacken, in der DoKu steht auf welcher Speicheradresse welcher Parameter liegt. Wie man die Parameter in den Chip bekommt ist mir gerade nicht klar, sieht für mich (=Laie auf dem Gebiet) so aus als ob man dafür einen eigenen Microcontroller auf dem Board braucht. Braucht man aber wahrscheinlich spätestens für das Startup Prozedere eh.
Wenn man die SmartAmp features verwenden will, braucht man proprietäre, *hust*kostengünstige*hust* Hardware (https://www.ti.com/tool/PP-SALB2-EVM) um den Lautsprecher zu typisieren. Aber wenigstens die dafür benötigte Software gibts kostenfrei, falls TI dir glaubt, dass du die benutzen darfst.
Wenn man das Problem gelöst bekommt wäre das eine ziemlich coole Sache, insbesondere wenn man da ein stackbares Design draus macht, so dass man ohne großen Aufwand das mit beliebig vielen Kanälen aufbauen kann. Mit der festlegung auf 48 kHz könnte ich ohne Probleme leben. Einzig die Limitierung des Delays zur Laufzeitkorrektur ist mit max. 16 Samples (~11,3cm) für manche Fälle etwas knapp bemessen...
Gruß, Onno
Es gibt, soweit ich das sehen kann, dabei nur ein Problem. Die Software (https://www.ti.com/tool/PUREPATHCONSOLE) mit der das programmiert (bzw parametrisiert) wird ist proprietär und wird von TI soweit ich erkennen kann nicht mal eben so herausgegeben. Möglciherweise kann man da auch selber was hacken, in der DoKu steht auf welcher Speicheradresse welcher Parameter liegt. Wie man die Parameter in den Chip bekommt ist mir gerade nicht klar, sieht für mich (=Laie auf dem Gebiet) so aus als ob man dafür einen eigenen Microcontroller auf dem Board braucht. Braucht man aber wahrscheinlich spätestens für das Startup Prozedere eh.
Per I2C. Aber wie üblich bei TI ist die Beschreibung im Datenblatt lausig.
Die Gründe dürften der Preis und die Verfügbarkeit sein...
Am TDA7294 ist wirklich nichts besonderes dran. Er rauscht relativ viel .....
Moin waterburn,
ich habe die MEG RL906 in meinem Wohnzimmer. Da rauscht nix.....absolut nix ;)
Viele Grüße,
Christoph
Da der DSP der in den Amp eingebaut ist wohl nicht so einfach zu bedienen sein dürfte, würde ich gerne beim ADAU1701 bleiben, da man so Teile des Aurora-Codes weiterbenutzen können sollte.
Dennoch denke ich, dass der TAS5754 eine gute Wahl sein dürfte. Ich habe das Design nochmal ein bisschen umgeändert, und bin zu einem semimodularen System gekommen:
56050
Die Platinen haben jeweils Maße von 50x100mm (vorläufig). Auf der vorderen Platine befinden sich der ESP32, die Bedienelemente und der DC-DC-Wandler.
Auf der zweiten Platine befinden sich der DSP und ein S/PDIF-Receiver.
Die hinteren Platinen beherbergen je einen TAS5754, da der DSP 4 I2S-Ausgänge hat, lassen sich so, je nach Leistungsbedarf bis zu 8 Kanäle realisieren.
Ich versuche, die vordere Platine etwas schmaler zu gestalten, so dass man unter den Bedienelementen noch Platz für die Anschlüsse hat, die da wären: DC-In, Power-Schalter, Analog In (2x), Analog Out (4x).
56052
Gibt es sowas nicht schon?
https://www.boomaudio.de/wondom-tpa250-dsp-endstufe
https://www.boomaudio.de/wondom-tpa1100-dsp-mono-endstufe
Die C't hat damit schon ein Projekt veröffentlicht: https://www.heise.de/ct/artikel/Lautsprecherboxen-mit-DSP-im-Eigenbau-4414246.html
Hallo,
was spricht den gegen eine Software-DSP auf einem Raspi?
Hatte ich hier schon mal verlinkt.
https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/showthread.php?20720-Wie-richtig-Musik-vom-server-streamen&p=285671&viewfull=1#post285671
Der Raspi hat leider nur einen Stereo-Ausgang, auch digital...
MK_Sounds
28.07.2020, 16:09
Anstelle eines ADAU1701 würde ich aber mindestens eine ADAU1451 einsetzen. Dieser verfügt bereits über SPDIF und ASRCs.
Sehe ich genau so. Der ADAU1701 ist an sich einer der uninteressantesten DSPs aus der SigmaDSP-Reihe. Die ADCs sind eher low-end, die Rechenleistung begrenzt. Da ist ein ADAU145x die deutlich bessere Wahl.
Ein Verstärkersystem sollte heutzutage aber sowieso jegliches Handling von Analogsignalen vermeiden. Es ist schlichtweg unnötig. Die Quellen liegen in der Regel sowieso digital vor.
Es gibt, soweit ich das sehen kann, dabei nur ein Problem. Die Software (https://www.ti.com/tool/PUREPATHCONSOLE) mit der das programmiert (bzw parametrisiert) wird ist proprietär und wird von TI soweit ich erkennen kann nicht mal eben so herausgegeben.
(...)
sieht für mich so aus als ob man dafür einen eigenen Microcontroller auf dem Board braucht. Braucht man aber wahrscheinlich spätestens für das Startup Prozedere eh.
Alles völlig richtig.
Dann nimm doch auch eine kompakte Lösung: https://www.ti.com/product/TAS5825M o.ä.
Been there, done that :)
Sieht dann so aus:
56058
Ich arbeite gerade an einer volldigitalen Verstärkerplattform (dedizierter DSP auch in Planung). Die Systementwicklung ist abgeschlossen. Die Komponenten im Aufbau. Alles voll modular.
Die Platine mit dem TAS5825M ist mittlerweile in der 3 Revision und läuft einwandfrei. Selbstverständlich mit Vermeidung von Ploppen/Knacken beim Ein-/Ausschalten, Verpolschutz etc. Onboard ist auch ein kleiner 32 Bit ARM, auf dem ich professionelles USB-Audio (stereo, 96 kHz, 24 Bit), also asynchron mit Feedback-Endpoint implementiert habe. Hinzu kommt verlustfreies Streaming über WLAN (Bluetooth ist meiner Meinung nach eine Notlösung). Die Filterfeatures der Amps sind interessant, vor allem für Mehrwegelautsprecher.
Eine Platine mit dem TAS3251 ist gerade im Prototyp-Stadium. Sobald ich die zugehörige Steuersoftware in einer ansehnlichen Version habe, werde ich auch hier im Forum genauer berichten.
Der Raspi hat leider nur einen Stereo-Ausgang, auch digital...
Der Onboard-Audio-Ausgang ist eher 0,5Mono... aber der Raspi hat nen HDMI Out mit acht Kanälen.
Ich meinte die I2S-Schnittstelle... HDMI ist natürlich eine Möglichkeit, wenn auch keine einfach zu nutzende...
Hallo,
@spatz:
Der Raspi hat leider nur einen Stereo-Ausgang
stimmt nicht ganz:
Audio Injector Octo sound card 6in 8out
Ok die hat ein FGPA onboard
MK_Sounds
28.07.2020, 18:06
Der Raspberry kann nativ über I2S nur Stereo. Er kann die zwei Kanäle allerdings in einem TDM8-Format ausgeben.
Die Octo-Cards haben da einen Walkaround implementiert. Nicht die sauberste Lösung, aber wohl funktional.
Slaughthammer
28.07.2020, 19:45
Per I2C. Aber wie üblich bei TI ist die Beschreibung im Datenblatt lausig.
Wird der Support denn wenigstens für gewerbliche (Groß)kunden etwas besser? Ich habe da irgendwie den Eindruck man will sich mit dieser Taktik kleine Klitschen und Bastler vom Hals halten...
... Der ADAU1701 ist an sich einer der uninteressantesten DSPs ... ein ADAU145x die deutlich bessere Wahl.
Ein Verstärkersystem sollte heutzutage aber sowieso jegliches Handling von Analogsignalen vermeiden.
Ich sehe, wir verstehen uns. Ich würde das höchstens noch auf hochohmige Analogsignale konkretisieren.
Alles völlig richtig.
Been there, done that :)
Sieht dann so aus:
56058
...Platine mit dem TAS5825M...kleiner 32 Bit ARM...professionelles USB-Audio...Streaming über WLAN...Filterfeatures der Amps sind interessant, vor allem für Mehrwegelautsprecher.
Also schließe ich daraus, dass du auf die TI-Software verzichtest hast und dir zum konfigurieren selber was gehackt hast? Hast du mal versucht was mit den SmartAmp Funktionen zu machen? Ließe sich das ganze auch auf den großen TAS3251 übertragen?
Gruß, Onno
Wird der Support denn wenigstens für gewerbliche (Groß)kunden etwas besser?
Bei Betonung auf Groß, ja.
@Markus: schönes Ding, ich bin erstaunt, dass so ein kleiner Arm doch USB mit der Datenrate schafft
MK_Sounds
28.07.2020, 23:41
Also mit dem Support hatte ich bei TI bisher keine Probleme, ganz im Gegenteil, das Supportforum funktioniert recht zügig. Dass die großen Hersteller nicht von Bastlern mit Fragen auf Grund von Halbwissen bombardiert werden wollen ist klar. Da muss man eben ein Mindestmaß an Professionalität an den Tag legen.
Die Datenblätter der Chips beinhalten auch alles was man braucht.
Also schließe ich daraus, dass du auf die TI-Software verzichtest hast und dir zum konfigurieren selber was gehackt hast? Hast du mal versucht was mit den SmartAmp Funktionen zu machen? Ließe sich das ganze auch auf den großen TAS3251 übertragen?
Nein, ich verwende die TI Software für die Entwicklung. Da kann man dann bequem alle Funktionen testen und verwenden. Die Initsequenz und die Filter unabhängig davon zu implementieren ist aber auch möglich.
Die TI Software für TAS5825 und den TAS3251 sind recht ähnlich. Diverses lässt sich übernehmen.
@Markus: schönes Ding, ich bin erstaunt, dass so ein kleiner Arm doch USB mit der Datenrate schafft
Die meisten kleinen ARM Mikrocontroller können USB Fullspeed. Das reicht immerhin für max. 8 Kanäle bei 16 Bit und 48 kHz oder eben stereo, 96 kHz, 24 Bit (unidirektional) mit USB Audio Class 1.
Die Datenblätter der Chips beinhalten auch alles was man braucht.
Ich verbuche das unter Glück gehabt :D
Ich höre hier eigentlich fast täglich Gejammer und Gezeter aus der Bluetooth-Ecke, weil die über das HCI-Modul und dessen Datenblatt schimpfen. Früher, als ich noch Audio gemacht habe, hatten wir einen kleinen DSP von TI. Eigentlich ein tolles Produkt, konnte selbst per I2C aus einem EEPROM booten und das Programm laden, programmierbar durch Datenflussgraphen (ähnlich SigmaStudio), AD/DA-Wandler drin - mit dem einzigen Schönheitsfehler, dass nichts davon so funktionierte wie gedacht. Die Wandler waren Mist, der bootete zwar per I2C und lud das Programm, aber sämtliche Parameter standen irgendwo in der Wüste (also per µC nochmal nachjustieren), die Software war nur halbfertig. Ähnlich schlimme Erfahrungen hatte ich mit einem kleineren Amp von denen, auf dem Papier toll, nur leider verhielt er sich nicht so wie auf dem Papier, also war Reverse Engineering angesagt. Support? Nada. TI ist für mich immer Lernen durch Schmerz, aber die Sachen sind halt im ersten Augenschein ganz gut.
Man hat den Vorteil das nichts mehr einstreuen kann .. und weniger Bauteile auf dem PCB.
Da ist der Wunsch der Vater des Gedanken.
Ich hatte vor gar nicht allzu langer Zeit einen Fußschalter (Medizintechnik) vor mir, der seine zwei Pedale analog (Hall-Sensor) ausgelesen, zwei großflächige RGB-LEDs per I2C gesteuert hat. Jedes Pedal und jede LED hatte eine eigene Platine, über Kabel (kein Flachband, und ich wünsche keine Kommentare deswegen) mit JST-Stecker an die Hauptplatine verbunden.
Unter Störeinfluss (eingestrahlt, in dem Fall war es TETRA-Funk, 380 MHz, und bei 450 MHz, da weiß ich gerade nicht was damit simuliert werden soll) waren beide gestört. Das heißt, die Analogwerte waren verfälscht, und die LEDs veränderten ihre Farben, flackerten, etc. Weil Medizintechnik war beides relevant (nennt sich da "wesentliche Leistungsmerkmale").
Den Analogteil hatte ich schnell entstört: an jede Seite des Kabels 10 nF zwischen Signal und Masse, Thema erledigt. Beim I2C konnte ich das nicht machen, weil der recht steile Flanken benötigt, da muss man eher im unteren pF-Bereich arbeiten, und das reichte nicht. Ich konnte es mit Serienwiderständen hinbiegen, aber nur mit Gewalt und eigentlich grenzwertig.
Was lernen wir daraus? Digitale Signale können genauso störanfällig sein wie analoge, und wenn sie es sind, dann ist es ungleich schwieriger, sie zu entstören.
[/quote]Und Netzteil ist einfacher da nicht noch Analogteile versorgt werden müssen.[/quote]
Dito. Und gerade AD-Wandler reagieren ausgesprochen pissig, wenn die Referenzspannung nicht 100% sauber ist.
Kurzer Zwischenstand:
Das Board mit dem ESP32 und das Board mit dem Verstärker sind fertig designt. Beide kommen mit einer Platinenfläche von je 50x100mm aus.
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Auf dem ESP32-Board sind:
1 ESP32, der den DSP über I2C steuert, und außerdem WLAN und Bluetooth bereitstellt
5 Buttons (hoch, runter, links, rechts, mitte)
1 Poti, das vom ESP32 ausgelesen wird
2 dual-color LEDs, so lassen sich rot, orange, gelb und grün anzeigen
1 1,3-Zoll-OLED (wird mit der Frontplatte verschraubt, und durch die leicht versetzten Löcher in die Platine gesteckt)
1 IR-Empfänger, damit man das Aktivmodul mit einer Fernbedienung steuern kann
Spannungswandler auf 5V, bis zu 40V Eingangsspannung, damit man auch leistungsfähigere Verstärker nutzen kann
LDO, um 3,3V für den ESP32 zu erzeugen
1 CH340C mit USB-Anschluss, damit man den ESP32 ohne zusätzliche Hardware programmieren kann
1 Header, der mit dem DSP-Board verbunden wird (I2S, I2C, 5 GPIO, 5V, 3,3V)
1 Ausschnitt, damit sich mehr Anschlüsse auf einer kleineren Frontplatte unterbringen lassen.
Auf dem Amp-Board sind zwei TAS5754M, die I2C-Adressen und der I2S-Stream lassen sich über Jumper einstellen. Ein Board bietet so 4 Kanäle. Auf eine gebrückte Version habe ich verzichtet, da der Leistungszuwachs mit 50% nicht nennenswert ist. Wenn man mehr Power will, soll man andere Verstärker benutzen.
Das DSP-Board ist noch nicht entwickelt. Ich werde jetzt erstmal auf den ADUA1701 setzen, ihm aber einen zusätzlichen S/P-DIF-Eingang spendieren. So kann man, wenn man möchte, digital ins Aktivmodul rein, und bleibt bis zu den Verstärkern digital. Zusätzlich kann man aber die analogen Eingänge nutzen, und wenn man möchte, auch die analogen Ausgänge. Man kann zum Beispiel auf diese Weise noch ein zusätzliches Board mit zwei TPA3116 im Brückenbetrieb einbauen, dann hat man für die Tieftöner je 100 Watt zur Verfügung, bei gleichbleibender Eingangsspanung. Die anderen beiden analogen Ausgänge könnte man dann nach außen führen, und externe Subwoofer anschließen.
Man wäre mit dem System also ziemlich flexibel...
PCB-Layout sieht sehr gut aus! Es wird interessant....
Gruß von Sven
Dankeschön!
Achja, die Platinen sind zweilagig, und die SMD-Bauteile sind 0805, damit man das ganze halbwegs einfach per Hand löten kann...
Und das Poti ist natürlich eins mit Knopf, das war nur das erste 3D-Modell, das ich gefunden habe.
Slaughthammer
09.08.2020, 21:38
Nein, ich verwende die TI Software für die Entwicklung. Da kann man dann bequem alle Funktionen testen und verwenden. Die Initsequenz und die Filter unabhängig davon zu implementieren ist aber auch möglich.
Die TI Software für TAS5825 und den TAS3251 sind recht ähnlich. Diverses lässt sich übernehmen.
Hat man als privater Bastler denn eine Möglichkeit an die Software heran zu kommen? Wenn ja könnte Spatz sich das Board mit einem DSP auch sparen und die im TAS5754M integrierten Funktionen nutzen. Die sollte eigentlich für das meiste ausreichend sein, lediglich ein Delay ist nicht so richtig vorgesehen...
Gruß, Onno
MK_Sounds
10.08.2020, 09:13
Hat man als privater Bastler denn eine Möglichkeit an die Software heran zu kommen? Wenn ja könnte Spatz sich das Board mit einem DSP auch sparen und die im TAS5754M integrierten Funktionen nutzen. Die sollte eigentlich für das meiste ausreichend sein, lediglich ein Delay ist nicht so richtig vorgesehen...
An die Software kommt man entweder als Bildungseinrichtung (HS, Uni etc.) oder als Firma. Bei mir ist das ersteres.
Den TAS5754M halte ich für einen der uninteressantesten Chips im derzeitigen TI Sortiment. Warum eine DA-Wandlung machen und dann in eine konventionelle Class-D-Endstufe gehen, wenn man auch gleich von I2S in PWM wandeln kann...
Die internen Filterfunktionen sind neben dem (längstmöglichen) voll-digitalen Signalweg natürlich das Interessanteste an den Chips. Das macht einen DSP wie den ADAU1701 im Prinzip obsolet. Deswegen war meine Empfehlung auch gleich der ADAU145x.
Die Funktionen der Chips kann man prinzipiell auch ohne die Software verwalten und parametrisieren, es ist nur etwas mühsamer. Die Register-Adressen und Formate stehen alle im Datenblatt, ebenso wie deren Berechnung.
Ein Kommentar zum Layout:
Generell würde ich mir darüber Gedanken machen, die Versorgungsspannung zuerst noch zu filtern (LC-Filter, Ferritbeads etc.). In Kombination mit günstigen Schaltnetzteilen hab ich da schon die tollsten Sachen gesehen.
BiGKahuunaBob
10.08.2020, 15:07
Hi Markus,
mich würde Dein kommenden TAS3251 Design interessieren, kannst Du da schon was zu sagen?
(Gerne auch in separatem Thread).
Auch wenn die Verstärker einen eingebauten DSP haben, möchte ich gerne einen DSP aus der SigmaDSP-Reihe nutzen. Erstens sind diese besser dokumentiert und zweitens gibt es für diese bereits Software.
Zusätzliche Filter für die Eingangsspannung werden noch eingeplant.
Mit ist bewusst, dass es bessere Verstärker-ICs gibt. Die haben aber alle zwei Probleme: Entweder brauchen sie zusätzliche Kühlkörper oder sind schwer zu löten (QFN-Packages etc.) oder es gibt sie bei LCSC nicht. Ich möchte aber, wenn nur irgendwie möglich, auf das Sortiment von LCSC zugreifen, da das die Beschaffung der Bauteile und somit die Nachbaubarkeit vereinfacht.
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Davon abgesehen bin ich mit dem Schaltplan und der Platzierung der Teile für das DSP-Board fertig.
Als DSP kommt der ADAU1701 zum Einsatz.
Als S/PDIF-Receiver habe ich den CS8416 ausgewählt, da dieser mehrere Eingänge bietet.
Die Header auf der linken Seite bieten Anschlüsse für 2x S/PDIF über Cinch und einmal S/PDIF über TOSLINK.
Außerdem habe ich auch noch einen CM108AH auf das Board gepackt. Das ist ein billiger USB-Soundkarten-IC, der neben analogen Ein- und Ausgängen auch Ausgänge über I2S und S/PDIF anbietet.
Da er bei I2S nur als Master konfiguriert werden kann, ist er auch über S/PDIF angeschlossen.
Wir haben auf dem Board somit:
- 2x S/PDIF über Cinch (coaxial)
- 1x S/PDIF über TOSLINK (optisch)
- 1x USB Audio (Stereo Eingang zum Anschluss an den PC)
- 2x Analog In
- 4x Analog Out
Die 4 I2S-Ausgänge werden an die Verstärker weitergeleitet, bei den I2S-Eingängen wird einer vom ESP32 genutzt, für Bluetooth-Audio, einer wird vom S/PDIF-Receiver genutzt, und einen weiteren werde ich noch über einen Header nach außen führen, so dass man, je nach Wunsch noch eine weitere Quelle anbieten kann, z. B. für einen Raspberry Pi Zero W oder ähnliches.
Nächster Schritt: Routing.
MK_Sounds
12.08.2020, 11:02
Auch wenn die Verstärker einen eingebauten DSP haben, möchte ich gerne einen DSP aus der SigmaDSP-Reihe nutzen. Erstens sind diese besser dokumentiert und zweitens gibt es für diese bereits Software.
Das ist ein nachvollziehbares Argument und spart einiges an Software-Arbeit.
Ein paar lose Gedanken und Erfahrungswerte, die dir vllt noch weiterhelfen können:
Entweder brauchen sie zusätzliche Kühlkörper oder sind schwer zu löten (QFN-Packages etc.) oder es gibt sie bei LCSC nicht. Ich möchte aber, wenn nur irgendwie möglich, auf das Sortiment von LCSC zugreifen, da das die Beschaffung der Bauteile und somit die Nachbaubarkeit vereinfacht.
Wie kommst du denn auf LCSC? Wirklich billiger als renommierte Elektroniklieferanten scheinen die auch nicht zu sein. Kannst du doch gleich bei Mouser bestellen.
Außerdem habe ich auch noch einen CM108AH auf das Board gepackt. Das ist ein billiger USB-Soundkarten-IC, der neben analogen Ein- und Ausgängen auch Ausgänge über I2S und S/PDIF anbietet.
USB ohne asynchrone Anbindung mit Feedback-Endpoint halte ich für überholt und würde ich nicht mehr verbauen. Jeder pups Mikrocontroller für ~ 1 € hat heute die Leistung, um das ordentlich zu machen.
Die 4 I2S-Ausgänge werden an die Verstärker weitergeleitet, bei den I2S-Eingängen wird einer vom ESP32 genutzt, für Bluetooth-Audio
Mir ist keine Implementierung der brauchbaren Bluetooth Codecs (aptx, AAC etc.) für den ESP32 bekannt. Hatte selbst schon mal etwas recherchiert. Mit dem standard SBC-Codec ist das nur eine Notlösung, für die ich den Aufwand nicht betreiben würde. Kann aber auch sein, da hat sich inzwischen softwareseitig etwas getan.
Nächster Schritt: Routing.
Bevor das passiert, lass mich bitte noch laut meckern.
Ich weiß, dass es unheimlich beliebt bei Elektronikern aller Art ist, die Stecker rund um die Platine herum am Rand zu verteilen. Leider ist trendy oft genug das Gegenteil von gut.
Denk dir folgendes: an Stecker kommen Kabel, und Kabel sind Antennen. Eine externe Störquelle kann auf diese Antennen einkoppeln, und fließt dann zwischen den Steckern hin und her. In deinem Fall ist das potentiell quer über das Board. Eine interne Störquelle (z. B. Datenleitungen, die müssen noch nichtmal schnell sein) kann genauso über diese Antennen wunderbar an die Umgebung auskoppeln.
Für Funker: das Board ist der Einspeisepunkt eines Dipols.
Besser: Stecker alle an eine Seite knubbeln. Im ersten Fall fließt der Störstrom nicht über das ganze Board (das entstehende Feld kann trotzdem stören, aber das ist lange nicht so gefährlich), im zweiten Fall machst du aus dem Dipol eine Linearantenne mit Fußpunkteinspeisung (schlechtere Kopplung).
Nicht so gut: StroKos in jede Leitung.
Noch weniger gut und mit eventuell ungewollten Nebeneffekten: Serienwiderstände in jede Leitung, und zwar auch in die Masse, bevor es Schaltungsmasse wird.
Außerdem: davon kann auch die Verstärkerplatine betroffen sein, denn dann läuft das Störsignal über die Verbindungsleitungen zu den Lautsprecherkabeln bzw. zwischen den Lautsprecherkabeln entlang.
Wie kommst du denn auf LCSC? Wirklich billiger als renommierte Elektroniklieferanten scheinen die auch nicht zu sein. Kannst du doch gleich bei Mouser bestellen.
Ich habe mal jeweils 10 ADAU1701, CS8416 & TAS5754M in den Warenkorb gepackt. Inkl. Versand sind wir dann bei Mouser bei 184,20€, bei LCSC mit Versand nur bei 70,39€. Selbst wenn ich bei LCSC schnelleren Versand wähle, und Pech habe und noch Zoll zahlen muss, komme ich bei LCSC immer noch deutlich günstiger weg. Außerdem kann ich bei LCSC auch gleich die Platinen von JLCPCB mitliefern lassen.
USB ohne asynchrone Anbindung mit Feedback-Endpoint halte ich für überholt und würde ich nicht mehr verbauen. Jeder pups Mikrocontroller für ~ 1 € hat heute die Leistung, um das ordentlich zu machen.
Hast du da einen Vorschlag für eine vorhandende Open-Source-Lösung?
Mir ist keine Implementierung der brauchbaren Bluetooth Codecs (aptx, AAC etc.) für den ESP32 bekannt. Hatte selbst schon mal etwas recherchiert. Mit dem standard SBC-Codec ist das nur eine Notlösung, für die ich den Aufwand nicht betreiben würde. Kann aber auch sein, da hat sich inzwischen softwareseitig etwas getan.
Natürlich ist Bluetooth Audio in dem Fall nicht die beste Wahl, und es gibt ja noch Unmengen weiterer Anschlussmöglichkeiten. Das Ziel dieses Moduls ist aber auch nicht High-End, sondern eine einfache und günstige Methode, bereits vorhandene Regallautsprecher etc. einfach zu aktivieren. Und wenn sich dann Bluetooth problemlos hinzufügen lässt, wenn auch in schlechterer Qualität, dann nehme ich das gerne mit.
@JFA:
Die Anordnung der Anschlüsse ergibt sich eigentlich aus den Begebenheiten: Der männliche Header ist eigentlich auf der anderen Seite und wird mit dem MCU-Board verbunden. Hier ergibt sich die Position durch die Anordnung der Elemente auf dem MCU-Board.
Die beiden weiblichen Header werden mit dem Amplifier-Board verbunden. Auch hier sind die Positionen durch das andere Board vorgegeben.
Die gewinkelten Anschlüsse sind linksseitig die digitalen Eingänge, und rechtsseitig die analogen Ein- und Ausgänge. Hier habe ich darauf geachtet, analog und digital zu trennen.
Hast du konkrete Tipps, was ich noch am Layout ändern kann?
Wenn Du mir ein Blockschaltbild gibst, dann kann ich da was zu machen, zumindest was die Platzierung angeht. Detaillierter geht das nur mit Schaltplan, aber das dauert dann auch länger.
Mit Bluetooth wäre ich sehr sehr vorsichtig. Da werden schnell Lizenzgebühren fällig. Ich habe das hinter mir und mich dankend davon verabschiedet. Aurora sollte auch ursprünglich über Bluetooth gesteuert werden und später als BLE Streaming Client dienen können.
Schon die Kosten für ersteres haben mich überzeugt, dass das keine gute Idee ist.
Raphael
Wenn Du mir ein Blockschaltbild gibst, dann kann ich da was zu machen, zumindest was die Platzierung angeht. Detaillierter geht das nur mit Schaltplan, aber das dauert dann auch länger.
56292 Hier ist das KiCAD-Projekt.
@Raphael: Werden die Lizenzgebühren auch bei Open-Source-Geschichten fällig? Ich werde die I2S-Verbindung zwischen ESP32 und DSP mal bestehen lassen. Zur Not spielt der Lautsprecher auf Wunsch beim Hochfahren einen kleinen Jingle.
Grundsätzlich ja.
Die Frage ist im Einzelfall, wer bringt was in Verkehr. Bei Projekten wie Arduino & Co ist das nicht ganz klar bzw. der Trick ist, dass nicht der Hersteller Bluetooth-Funktionalität implementiert sondern der Anwender das schon selber machen muss, indem er Software schreibt. Sobald aber Hard- und Software funktionierend aus einer Hand kommen, wird es haarig und schnell kommt die Bluetooth SIG auf den Plan. Da kann man jetzt entweder das Risiko eingehen oder man hat einen Anwalt, der sich gut mit Lizenzrechten international und vor US-Gerichten im speziellen auskennt oder man hat ein paar tausend Dollar im Jahr übrig und zahlt. Mir war das damals dann zu heikel. Mal ganz davon abgesehen, dass ich die Praktiken der Bluetooth-SIG höchst merkwürdig finde und dem nicht auch noch Vorschub leisten will.
Inzwischen gibt es schon Entwürfe für die nächste Revision in den EU-Richtlinien RED, in denen drinnen steht, dass Gebühren schon dann fällig werden, wenn das Gerät hardwareseitig in der Lage ist, über Bluetooth zu kommunizieren, auch wenn das softwareseitig nicht implementiert ist. Das heisst, wenn ich z.B. einen Router baue und ein Hacker veranstaltet einen Jailbreak und implementiert Bluetooth in Software, dann müsste ich als Routerhersteller trotzdem die Lizenzgebühren jährlich entrichten, weil das Gerät hardwareseitig Bluetooth-fähig ist. Ich hoffe, die merken noch rechtzeitig in Brüssel, dass das unsinnig ist.
Raphael
Naja, bisher habe ich nicht vor, irgendwas in Verkehr zu bringen, sondern nur die Pläne zu veröffentlichen. Aber ich verstehe deine Bedenken.
Inzwischen gibt es schon Entwürfe für die nächste Revision in den EU-Richtlinien RED, in denen drinnen steht, dass Gebühren schon dann fällig werden, wenn das Gerät hardwareseitig in der Lage ist, über Bluetooth zu kommunizieren, auch wenn das softwareseitig nicht implementiert ist.
Hast du dazu näheres? Irgendeinen Link?
Hallo Spatz,
ich fange mal mit dem Schaltplan an, denn da sind mir ein paar unschöne Sachen aufgefallen.
Eine Anmerkung zuvorderst: ich mache so etwas professionell, d. h. ich bin grundsätzlich sehr pingelig, und manche Sachen muss man nicht ganz so hoch hängen. Wenn nötig dann sage ich das schon.
Ich hatte hier einen tollen Text reingeschrieben, aber weil wir erst im 21. Jahrhundert leben ist es halt noch nicht so einfach möglich, Bilder inline einzufügen. Wie dem auch sei, ich habe den Text noch retten können und in LibreOffice eingefügt, was, und ich hätte nie gedacht, dass ich das mal sagen würde, noch beschissener als Word ist. Es gab einmal eine Zeit, da war das andersherum.
Ist als PDF angehängt, die anderen Teile folgen später, wenn ich wieder Zeit habe. Einige Prinzipien kannst du aber schon jetzt übernehmen.
Hallo JFA,
danke für deine Anmerkungen! Ich bin gerade nochmal dabei, den mechanischen Aufbau zu überarbeiten, um deine Bemerkung bzgl der Platzierung der Anschlüsse umzusetzen. Der Plan ist, eine Platine mit den Anschlüssen nach außen zu machen, auf die die Module rechtwinklig über Stiftleisten aufgesteckt werden.
Nun zu den Anmerkungen im PDF:
Sicherung, Verpolschutz und Einschaltstrombegrenzung wandern auf die Grundplatine, auch eine Drossel kann ich da noch drauf setzen.
VDD kommt in dem Fall vom Steckernetzteil, der zulässige Höchstwert steht zwar nicht im Schaltplan, aber auf der Platine.
Die Anordnung der Cs ist direkt aus dem Datenblatt für die Verstärker-ICs. Ich hab die Cs noch nicht genauer definiert, da ich erstmal das Layout machen wollte, bin aber grundsätzlich von X7R ausgegangen, bei den 22µF ist es nur X5R, da ich bei 0805 bleiben wollte.
Dass H1 und H2 nicht mit GND verbunden sind, liegt am Layout der Platine: Die beiden Bohrlöcher sind durch die breiten Leiterbahnen für VDD von der Massefläche abgeschnitten, und beim Layout würde KiCAD meckern, dass H1 und H2 nicht mit GND verbunden sind. Deswegen habe ich sie im Schaltplan auf NC gesetzt.
Mehr Masse-Pins werden bei der neuen Anordnung der Stiftleisten berücksichtigt.
Der Stecker mit ADR0 und ADR1 dient zum Einstellen der I2C-Adresse über Jumper.
Den Tipp mit den unbestückten Cs auf den Datenleitungen werde ich berücksichtigen. Ich habe gelesen, dass die Serienwiderstände nah an der Seite der Quelle liegen sollen. Deswegen habe ich diese auf die Platine mit dem DSP gesetzt. Oder sollen die Widerstände beim Empfänger liegen, dann würde ich sie noch umsetzen?
MfG,
Spatz
Sicherung, Verpolschutz und Einschaltstrombegrenzung wandern auf die Grundplatine, auch eine Drossel kann ich da noch drauf setzen.
Ich vergaß noch einen Überspannungsschutz. Der sollte die Sicherung zuverlässig auslösen. Wenn Du zwei Drosseln verwendest, kannst Du die Verstärkerkanäle voneinander entkoppeln. Außerdem könnte die Drossel als Einschaltstrombegrenzung ausreichen, weil der Elko mit seinem Innenwiderstand den LC-Schwingkreis bedämpft. Solltest Du aber vorher ausprobieren.
VDD kommt in dem Fall vom Steckernetzteil, der zulässige Höchstwert steht zwar nicht im Schaltplan, aber auf der Platine.
Das ist wie beim Programmieren. Kommentare helfen zu verstehen. Maximale Ströme wären als Angabe auch nicht verkehrt.
Die Anordnung der Cs ist direkt aus dem Datenblatt für die Verstärker-ICs.
Dachte ich mir. Macht es im Schaltplan nur nicht lesbarer (z. B. ist einer aus der unteren Bank im Layout am ersten IC, einer aus der oberen beim zweiten).
Ich hab die Cs noch nicht genauer definiert, da ich erstmal das Layout machen wollte, bin aber grundsätzlich von X7R ausgegangen, bei den 22µF ist es nur X5R, da ich bei 0805 bleiben wollte.
X5R hat nur etwas größere Toleranzen als X7R, ansonsten sind die alle gleich. Wenn der Verstärker eine größere Schneller-als-Elko-Kapazität benötigt, dann könntest Du auch den 22uF nah an die Pins setzen. Fun fact: 0805 hat - bei ansonsten gleicher Leiterführung - eine geringere Induktivität als 0603. Letzterer gewinnt nur dadurch (gelegentlich), weil man damit kleinere Schleifen produzieren kann.
Dass H1 und H2 nicht mit GND verbunden sind, liegt am Layout der Platine: Die beiden Bohrlöcher sind durch die breiten Leiterbahnen für VDD von der Massefläche abgeschnitten, und beim Layout würde KiCAD meckern, dass H1 und H2 nicht mit GND verbunden sind. Deswegen habe ich sie im Schaltplan auf NC gesetzt.
Ok, wenn ich ans Layout komme schaue ich mir das an.
Ich habe gelesen, dass die Serienwiderstände nah an der Seite der Quelle liegen sollen. Deswegen habe ich diese auf die Platine mit dem DSP gesetzt. Oder sollen die Widerstände beim Empfänger liegen, dann würde ich sie noch umsetzen?
Ich halte es eigentlich immer so, dass ich die an beiden Enden verlange bzw. vorsehe. Das kommt aber auch auf die Signale/den Bus/die sonstige Beschaltung an. Beidseitig hat den Vorteil, dass man z. B. bei I2C einen C am Pullup einsetzen kann, ohne sich Seiteneffekte einzufangen (eine Seite bedämpft, eine Seite unbedämpft).
Aus zeitlichen Gründen habe ich mir jetzt nur den DSP-Teil angeschaut, siehe Anhang. Vielleicht komme ich noch einigermaßen zeitnah zu dem DSP.
Aus zeitlichen Gründen habe ich mir jetzt nur den DSP-Teil angeschaut, siehe Anhang. Vielleicht komme ich noch einigermaßen zeitnah zu dem DSP.
Ich füge die Anmerkungen mal als Zitat hier ein.
Der LMR14010 braucht eine externe Freilaufdiode. Das ist nicht so schön. Besser ist einSchaltregler, bei dem sowohl Transistor als auch Diode integriert sind, oder die Diode besser nochdurch einen Low-Side-Switch ersetzt wird. Außerdem würde ich noch eine Spule/einen Ferrit amEingang einsetzen. Ach ja: und eine Sicherung.
Ich hatte aus den DC-DC-Wandlern ursprünglich einen ausgewählt, der bis zu 40V Eingangsspannung verträgt, damit das ganze auch für die leistungsfähigeren Verstärker von TI verwendet werden kann. Inzwischen bin ich aber von der Idee wieder ab, und werde nochmal nach einem besserem Wandler suchen. Um die Eingangsschutzschaltung kümmere ich mich auch noch.
Die Symbole für +5V und VBUS sind falsch herum.Aus Stromspargründen würde 1. beide Spannungen mit einem Schaltregler erzeugen, und 2. die+5V schaltbar machen. Ansonsten betreibst Du alles an 5V immer mit.
Was meinst du mit "falsch herum"? Falls du die Richtung der Pfeile meinst: Das sind die Standardsymbole von KiCAD, es gibt keine anderen.
Ich habe mich bewusst für einen LDO entschieden, da für den analogen Teil sowieso ein LDO benötigt wird (sauberere Spannung), und ich so einen Punkt auf der BOM einspare. Da das ganze nicht an einer Batterie betrieben wird, und nur von 4,7V (5V minus Schottky Diode Voltage) auf 3,3V runtergeregelt wird, und der benötigte Strom nicht soo hoch ist, denke ich, dass man an dieser Stelle auf das letzte bisschen gesparte Energie verzichten kann.
An den beiden LDOs hängen der ESP32, der DSP und der S/PDIF-Receiver. Meine Idee war, dass man so nicht nur den ESP32 programmieren kann, wenn man ein Kabel an den Programmier-USB-Anschluss angeschlossen hat (VBUS), sondern auch gleich die Funktion des DSPs überprüfen kann.
An den 5V die vom DC-DC-Wandler kommen, und vom normalen DC-Anschluss gespeist werden, hängen zusätzlich noch der USB-Chip und die OPAMPs der analogen Ausgänge.
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