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【P47】TDA1543解码DIY Part1:开发测试模块

前言

去年,我买了两件古代的东西 TDA1543,版本没有A,搁置了很长时间没有电路。对新手来说,TDA1543 而且很便宜 DIP-8 插件封装,DIY 很简单,如果是第一次做解码器 DIY,强烈建议从它开始。这是第一篇关于这个芯片的文章,以后会继续跟进。看完第一篇手痒的小伙伴不用担心自己做,因为我做了这个版本的测试 PCB,可以去闲鱼找。

芯片资料

先祭出 TDA1543 基本资料:

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Philips-TDA1543.pdf (semiee.com) 数据表

基本总结一下特性:

  1. 单电源 3V~8V供电;
  2. I2S 最高 16bit/192kHz 输入,输入只包括 BCK、WS 和 DATA,没有系统时钟,不需要;
  3. 单端电流输出,输出电流相对较小;
  4. 自带 Vref 参考电压,但不能使用,噪音很大。

TDA1543 二十年前 CD 机器的应用比较多,所以很多人也是针对它的 CD 味儿来 DIY ,十五年前 DIY 人多,多用于设计 NOS 但是,由于输出电流和主流解码芯片相对较小,有些人使用多片并联方案设计 DDDAC,而我自己完成了这个版本的试听结果——从听觉的角度来看,单片就够了!我也见过有人用两片 1543,每个只使用一个通道,为了空间分离,事实上,只有一个分离是相当好的,所以我的系列,不会涉及冗余设计,一切都是最简单和简单的方式,但测试板尽可能测试各种情况,冗余设计是不可避免的。

在文章的结尾,我会看到很多参考资料链接,感兴趣的朋友会自带翻译阅读。

电路解析

TDA1543 解码器完全测试电路

由于完整的电路是用于测试和开发的,所以保留了一些选择。经过测试,实际阶段需要去除一些部分,下面的每个部分都会降低到。

(一)供电部分

电源输入

主要测试外部电源输入 12V 直流电源和 USB 5V 供电的可行性是单电源方案,可以降低电源处理的难度和成本。由于 TDA1543 使用最大 8V 如果最终输出仅控制在供电中 2Vp-p 左右,输入电压不需要太高,所以在 12V 输入时可串联二极管进行防反接 0.7V 电压降低后,后三端稳压可降低一定压力。

三端稳压是串联的,输入输出的压差部分最终以热消耗的形式消耗,结果是稳压芯片温度升高,为了避免这个问题,可以降低压差,或在输入系列消耗电阻中,消耗电阻也可以发挥一定的保险作用,并与输入旁路形成一点效果 RC 低通滤波。

因为之前用废弃的 USB 这条线改装了杜邦端子的数据线,所以 USB 未使用供电 USB 直接使用插座 Pinheader 连接后,需要使用电阻和反向二极管进行反向连接。这种方法的优点是简单,缺点是如果反向连接 10Ω 电阻没有烧坏,USB 电源可能会挂断,插线时要小心。

直流稳压

直接使用稳压 TO-92 包装的小三端分别是 5V 和 8V,C2 和 C7 实际使用是 100nF,官方方案是 100nF,而且我也没有 1uF 陶瓷电容器。需要注意的是 TDA1543 最大 IDD 为 60mA,而 78LXX 稳压芯片系列最大负载电流 100mA,因此,解码芯片应尽量单独使用稳压芯片供电。

TDA1543 数字电源选择

TDA1543 可选择供电选择 USB 直接供电,或三端稳压 5V 或者 8V 供电,再经过一个 LC 实测时只有滤波 10uH 电感,所以凑合用。首先被否决的是 USB 供电,容易造成供电不稳定,因为有些供电设备会不兼容,莫名其妙的关机,高频噪音很难去除。5V 供电与 8V 电源差别不大,但由于使用的数字界面是 QCC5125 模块,因为在 USB 在输入模式下,计算机 USB 电源干扰很大,这个 5V 后来就给蓝牙模块使用了,TDA1543 与后面的模拟部分共用 8V 供电。

在使用 5V 供电时,由于压差大,解码芯片电流大,其热量明显高于使用 78L18 因此,如果使用外部电源 8V 如果模拟部分单独稳压,可以选择供电 78L08 或者 78L这取决于你是否必须单独买一个 78L09。

I/V 模拟电源在转换阶段的选择

模拟部分电源增加了外部输入电源不稳定的选项,这取决于您的电源质量。在大多数情况下,我不会使用它,因为我以前考虑过整体使用 USB 供电,进行 I/V 转换运输也选择低压供电 NJM4580,但是实测 USB 供电完全不可靠,主要靠 8V 稳压供电,所以可以多选择运输。

(二)DA 转换部分

TDA1543 数字部分和 Vref 的选择

信号输入处 22Ω 电阻不是完全必要的。此外,电阻是出于防止信号过度冲击的习惯。如果没有这些电阻电路,它们将更加简单。Rbias 用于调节偏置电流 Ibias,不安装时没有限制,调整后会影响 Vref 而信号输出电流,如果不多设计,就不安装。

Vref 选择实际上属于模拟部分,在这里画画是为了简洁和利用空间。第一个选择是 TDA1543 的 7 引脚 Vref,经过测试,无论你做什么,它都不能使用,噪音非常感人,如果你得到我的测试版本可以切换到过去尝试;第二个选择是直接接地的,这个选择通常不使用,是为了设计未来的外部部分 I/V 转换用的,在这里不可用的原因是运放的 - 两个输入直流电位应保持一致。第三种选择是简单的分压选择,直接从模拟电源中使用电阻分压,模拟部分参考电压设置和 DA 转换关系不大,可以 1/2 VCC,也可以与 TDA1543 的 Vref 差不多,因为需要给 C11 充电,电阻不能太大,保持 2k~5K 左右就行了。

(三)I/V 转换部分

I/V 转换部分

电流到电压的转换与数据表中的方案没有太大区别,但输出需要串联电容,因为单电源供电,输出接地是电源,而不是参考电位。放大器应连接到解码器后面。由于放大器的输入阻抗相对较大,解码器的输出电容不需要很大,使用 22uF 因为我手里有几百个好的电容器,如果我选择,我可以选择 4.7uF~10uF,按照 RC 一级滤波公式计算高通截止频率不高于 20Hz 即可。R1、R2 取值为 1.1k,它比数据表小一点。事实上,从电源电压的角度来看,它可以做得更大。如果解码器电平相对较高,放大器可以保持较高的输入阻抗,这有利于动态范围和噪声抑制。当前参数的输出范围约为 2.5Vp-p,放大器就够了。

C3、C4 官方取值为 3.3nF,只有 2.2nF 电容,配合 1.2k 截止频率约为电阻 40kHz,这是大多数音频设计中常用的参数,我最后用了 2.2nF 与 1.1k 电阻截止频率约为 65kHz,高频扩展了一点,噪音也不错。16Ω 高敏低阻耳机仍然感觉不到噪音。连接蓝牙模块后,在沉默状态下会有一点底噪。问题在于蓝牙模块,后面没有好办法处理。

J1 i/V 选择

J1、J3 保留测试接口是为了外部扩展其他方案,但在绘画中 PCB 的时候,J1 左声道丝印标记反转,使用此板 I/V 外部应短接L而不是这板L。直接接收到外部 J3 “电流R”和“电流L输出到外部。

“电压R”和“电压L”线拔掉后可以将外部 I/V 转换后的信号接到此板输出接口,便于测试。下面也将 VCC、REF 和 GND 输出至外部以供测试使用。

(四)I2S 输入

I2S 输入端子

I2S 输入端子为双排,便于接逻辑分析仪进行数字信号监测,上面说了我使用的测试界面是 QCC5125 蓝牙模块,它有底噪的问题,大部分蓝牙模块都有同类问题,但是能同时兼容蓝牙和 USB 输入的方案不是很多,之前我这个模块就是买来测试用的,如果你没有数字界面也可以用它。

总结

  1. 不能直接用 USB 5V 直接供电,推荐 8V 供电,并且数字部分和模拟部分独立稳压;
  2. 不要引用 TDA1543 的 Vref,噪声严重;
  3. 基于运算放大器的 I/V 转换无论从成本上还是从效果上都是优选,被动式 I/V 转换可以忽略;
  4. 由于我自己的耳放都带低通滤波,所以 LPF 部分就不做了;
  5. 测试可以参考这篇文章,虽然我已经给出一些结论,但凡事还要自己测试,如果要上手 DIY,还是等一下后续文章。

参考

  1. Philips-TDA1543.pdf (semiee.com)
  2. TDA1543 NOS DAC (pavouk.org)
  3. Audio DA Converter SN-DAC0503 (sakura.ne.jp)
  4. DAC 6.0 (audiodesignguide.com)
  5. Dave Kimber's audio pages - TDA1543 passive I/V resistors (g8hqp.me.uk)

标签: sn针插座连接器三端稳压芯片型号参数diy如何调电阻

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