想用CS4397折腾一个DAC配合AVR32 UC3B0单片机使用，初步设想如图，各位请进拍砖

mowin · 发表于 2010-12-18 14:42:57

初步设想如下图

(原文件名:CS4397.jpg)
点击此处下载 ourdev_605362A598FT.pdf(文件大小:17K) (原文件名:cs4397_dac.pdf)

74HC4060产生11.2896MHz提供给CS4397的MCLK，并8分频后得到1.4112MHz提供给CS4397的BCK以及UC3B0 SSC外设的TK
让UC3B0 SSC工作在I2S从机模式，以避免用片上PLL是我的初衷。BCK取1.4112MHz是因为只播放44.1K/16BIT的双声道文件

有如下疑问望大家指教
1、该设想原理上是否有错
2、晶振+74HC4060产生的时钟信号质量是否优于AVR32片上PLL
3、是否有必要改用有源晶振

90999 · 发表于 2010-12-18 16:44:45

最好用XO~~~

mowin · 发表于 2010-12-18 19:45:51

谢谢9哥回复
  上面可能我描述的不够清楚，这里再补充几句
  我用UC3B0做WAV播放器有很长一段时间了，之前DAC用TDA1543，大概一个月前换为一片淘来的CS4398板，前两天CS4398板被朋友
抢走后决定按自己想法做一个DAC（买别人的板多少都有不合意的地方）。选CS4397是因为手上正好有，而且引脚与CS4396/CS43122
兼容，日后换成CS43122即可升级，SOIC28封装容易DIY
  之前一直用UC3B0 SSC的IIS主机模式输出数据给DAC，但是主机模式下SSC的TK（BCK）/TF（WS）是由PBA时钟分频后提供的，而
PBA时钟是由OSC1经过PLL0倍频分频后得到的。我对于使用PLL一直耿耿于怀，于是这次彻底解决这个心结：让SSC工作在从机模式，
从机模式的TK（BCK）/TF（WS）是从外部输入的，用一片4060产生MCLK/BCK/WS。这样就可以不用UC3B0的内部PLL了
  4060的引脚功能描述：
  PIN10 时钟输入             （先用普通晶振试验，成功后改为有源晶振）
  PIN9 时钟反相输出       （11.2896MHz输出至CS4397的MCLK）
  PIN7 8分频输出          （1.4112MHz输出至CS4397和UC3B0的BCK）
  PIN13 256分频输出          （44.1KHz输出至CS4397和UC3B0的WS，上面的图少画了WS的连线）
  我先洞洞板焊出来试试，有消息再跟各位分享

90999 · 发表于 2010-12-18 20:32:04

1. XO生成CLOCK直入DAC（MCLK pin) / DIT(OMCK pin)
2. 频率越高越好。
3. 不要过PLL。

我师傅就是这样做的，他认为MCLK一定要特别好，其他无所谓。

mowin · 发表于 2010-12-22 22:26:16

最新试验结果是:74HC4060的最小分频是16，不是8！没看懂datasheet的结果，晕阿
拟用22.5792MHz的有源晶振做时钟源。22.5792MHz直接送CS4397给MCLK，16分频得到BCK（1.4112MHz），512分频得到WS（44.1KHz）

gzhuli · 发表于 2010-12-22 22:40:17

对于Sigma-Delta型DAC，MCLK一定要好，对于R-2R型DAC，WS一定要好。
只要MCU和DAC工作在同一个时钟域，一切都好办。
可以用22.5792MHz直接供给DAC和MCU，其它信号用MCU内部的PLL时钟，在I2S出来再加一级reclock，这样就把PLL的抖动彻底干掉了。

mowin · 发表于 2010-12-22 23:33:54

UC3B0能不能接受22+MHz的时钟是问题，datasheet上推荐不超16MHz
我本意是让SSC工作在从模式，DAC这端产生BCK/WS回送给SSC。MCU时钟另外提供
有加74HC574做reclock的打算，这要出声音之后才考虑。目前首要是验证想法是否正确
感谢狐狸大侠回复

gzhuli · 发表于 2010-12-23 00:37:47

AVR32用无源晶振是不超过16MHz，有源时钟输入的话可以到50MHz。
从模式当然没问题了，不过晶振无论如何要用有源的，CMOS反相器做振荡相噪指标也不好的。
另外22MHz时钟对于HC4060来说也有点吃力了吧。

90999 · 发表于 2010-12-23 09:07:30

回复【6楼】mowin 雾湾
uc3b0能不能接受22+mhz的时钟是问题，datasheet上推荐不超16mhz
我本意是让ssc工作在从模式，dac这端产生bck/ws回送给ssc。mcu时钟另外提供
有加74hc574做reclock的打算，这要出声音之后才考虑。目前首要是验证想法是否正确
感谢狐狸大侠回复
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从模式没问题，但是要用XO，不要用晶体。实在不行就上PLL1707

mowin · 发表于 2010-12-23 23:00:03

回复【7楼】gzhuli 咕唧霖
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是的，仔细查看了AVR32 UC3B0的datasheet，晶振最高20M，外部时钟50M，以前没有注意看
NXP的74HC4060，供电2V时典型时钟频率26M，4.5V时80M。应该没有什么问题的

mowin · 发表于 2010-12-31 22:51:57

2010年的最后一天，终于把CS4397弄出声音了！试验成功，感谢各位支持，稍后整理资料上传
UC3B0的SSC从模式工作，22.5792MHz的有源晶振提供MCLK，并由4060分频得到BCK/WS
小插曲：手头有ST的HCF4060BE，可能是允许工作频率太低，22.5792MHz输入时，根本没有输出，走了弯路。后来想方设法弄来了一片NXP的HC4060，OK了，郁闷的是贴片的，费了好大劲才飞线连接成功

neo_j · 发表于 2011-1-3 17:15:03

偶的想法和雾湾的差不多，不想DAC的MCLK进到单片机里和一团稀泥再出来，用有源晶振+分频，SSC工作到从模式。AVR32 UC3B0 SSC的从模式有个“BCK要小于SSC工作频率1/6的要求”。
偶也正在试验uc3b0256做wave播放器（硬盘的），数据刚从硬盘上读出来，DAC还没焊好。

fickle · 发表于 2011-1-3 18:29:39

i2s能这么接，呵呵，赞一个！

之前也为i2s纠结，哦，我使用的是stm32。曾经为这个i2s怕得够呛，现在看来多余了，2路i2s slave跑得很稳定。

fickle · 发表于 2011-1-3 19:20:45

对UC3B0 这个芯片不熟悉，以为不带i2s。

“我对于使用PLL一直耿耿于怀，” 请问楼主为什么纠结pll？因为感觉UC3B0 已有i2s，实在看不出+ 4060的意义？

90999 · 发表于 2011-1-3 19:41:11

回复【14楼】fickle
对uc3b0 这个芯片不熟悉，以为不带i2s。

“我对于使用pll一直耿耿于怀，” 请问楼主为什么纠结pll？因为感觉uc3b0 已有i2s，实在看不出+ 4060的意义？
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主控的CLK由PLL生成的，如果由它分频得到的时钟能和直接由XO分频得到的时钟比么。

fickle · 发表于 2011-1-3 20:18:54

回复【15楼】90999 张耀扬
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如果楼主确实是这个意思的话，那么下个问题，没有经过pll的时钟是否对dac产生影响呢？以为不一定。

因为我测试过1kHz正弦波信号，很好，频率很准，1.0001kHz。当然，没有测试其他频率，不能得到确定答案。

gzhuli · 发表于 2011-1-3 20:19:00

回复【14楼】fickle
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想必你还不了解时钟抖动对DAC还原信号的影响吧。有PLL不用，无非是追求更低的时钟抖动，举例来说，SPDIF接收IC CS8412的PLL抖动是200ps，号称低抖动的DIR9001是50ps，好的TCXO是1ps，顶级的SC切OCXO可以做到0.1ps。

fickle · 发表于 2011-1-3 20:35:31

回复【17楼】gzhuli 咕唧霖
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呵呵，真不明白。

不过，codec顶多几十兆频率，有必要纠结ps？（M赫兹对应是 us吧？us以下是ns，再之下是ps吧？）

fickle · 发表于 2011-1-3 20:44:35

回复【17楼】gzhuli 咕唧霖
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呵呵，那篇stm32 i2s slave 帖子，把我吓得够呛，赶在年前，2个i2s都跑起来了。

mowin · 发表于 2011-1-4 00:01:23

回复【11楼】neo_j
偶的想法和雾湾的差不多，不想dac的mclk进到单片机里和一团稀泥再出来，用有源晶振+分频，ssc工作到从模式。avr32 uc3b0 ssc的从模式有个“bck要小于ssc工作频率1/6的要求”。
偶也正在试验uc3b0256做wave播放器（硬盘的），数据刚从硬盘上读出来，dac还没焊好。
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再次赞一下UC3B0的SSC，从模式只要改一下初始化函数的参数就好了，其他完全不用动，就可以工作的很好
DAC用CS4397/CS4398都不错，建议你试试。我争取周末把资料整理出来给你参考

mowin · 发表于 2011-1-4 00:22:48

回复【16楼】fickle
回复【15楼】90999 张耀扬
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如果楼主确实是这个意思的话，那么下个问题，没有经过pll的时钟是否对dac产生影响呢？以为不一定。
因为我测试过1khz正弦波信号，很好，频率很准，1.0001khz。当然，没有测试其他频率，不能得到确定答案。

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不是频率准不准的问题，频率绝对值的误差我认为对音质影响不大。我不善言辞，不知道怎么说明我的想法

这样类比吧（可能不太贴切，请高手指教）：
把PLL想象为一个稳压电源（比如7805好了）有源晶振想象为电池。有的7805输出5.06V，有的输出4.90V，电池的电压也会缓慢变化。这都没有问题，不影响使用，我们关心的不是这个电压误差。对于高要求场合，我们更关心他的纹波大小。电池的纹波肯定要比7805小的。PLL的输出频率的抖动可以用电源的纹波类比，有源晶振的频率抖动应该比PLL小

neo_j · 发表于 2011-1-4 08:40:33

回复【21楼】mowin 雾湾
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比喻的好。谢谢。

fickle · 发表于 2011-1-4 12:11:02

回复【21楼】mowin 雾湾
回复【16楼】fickle
回复【15楼】90999 张耀扬
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如果楼主确实是这个意思的话，那么下个问题，没有经过pll的时钟是否对dac产生影响呢？以为不一定。
因为我测试过1khz正弦波信号，很好，频率很准，1.0001khz。当然，没有测试其他频率，不能得到确定答案。
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不是频率准不准的问题，频率绝对值的误差我认为对音质影响不大。我不善言辞，不知道怎么说明我的想法
这样类比吧（可能不太贴切，请高手指教）：
把pll想象为一个稳压电源（比如7805好了）有源晶振想象为电池。有的7805输......
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理解不上去。

没关系，只是想提个建议而已，codec 直接接一个晶振效果也不错。

neo_j · 发表于 2011-1-5 15:37:14

也来说几句.
1.对数字音源来讲，音质最大的杀手就是jetta。如何用一个低jetta的时钟去驱动后部的DAC系统确实是值得考虑的问题。
2.假如数字音源能把jetta给解决好了，音质赶超传统CD是有可能的，因为传统CD有一个比较致命的弱点，那就是读CD盘的时候假如有一段数据读错了，那也就错过了，没有很强的纠错系统，不然天价的转盘也就没有的存在的可能。像读硬盘数据或者其他媒体数据的话，纠错就强的多了，读过来的数据误码的可能几乎没有。对HiFi的追求无止境，偶买不起天价的转盘，所以换个思路，开始了偶wave播放器的路程。

mowin · 发表于 2011-1-5 18:30:46

回复【24楼】neo_j
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把CD抓轨的时候数据已经有损失

mowin · 发表于 2011-1-8 23:36:42

试验成功的电路，各位看看有没有什么建议，洞洞板实物图下次上，敬请期待

(原文件名:cs4397_dac.jpg)

点击此处下载 ourdev_609962LTV6MM.pdf(文件大小:16K) (原文件名:cs4397_dac.pdf)

note：修改错别字

neo_j · 发表于 2011-1-19 20:59:25

放点程序出来参考下呢。

想用CS4397折腾一个DAC配合AVR32 UC3B0单片机使用，初步设想如图，各位请进拍砖

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