Arduino Due Audio разводка земли и питания
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Пнд, 29/05/2017 - 23:49
Собственно, опыта проектирования аналого-цифровых устройств нет. Читал рекомендации типа "нужно делать отдельные цифровую и аналоговую землю, которые соединять в одной точке через резистор 10 Ом" и подобные.
Но как это выполнить в условиях Arduino Due, не очень представляю.
Итак, что нужно объединить в рамках одной схемы:
1. Arduino Due.
2. MIDI-вход на оптроне 4N25 или 6N137, подключаемый к RX2 Due (питание 3.3В).
3. ФНЧ на ОУ LM358 или LM6142, подключаемый к аналоговому выходу Due (питание однополярное 5В)*.
4. Регулятор громкости для наушников: сдвоенный логарифмический потенциометр 50к или FM62429, подключаемый к выходу фильтра (питание 5В для FM62429).
5. Усилитель для наушников LM386 (питание 5В).
6. EEPROM 24C256 (питание 3.3В).
* Выход ФНЧ является одновременно линейным выходом.
Планируется собрать бутерброд из собственно Due и ProtoShield для Меги 2560:
Насколько я понимаю, у Due имрульсный стабилизатор VIN->5V и линейный 5V-3.3V, каждый способен выдавать по 800 мА.
Какие я вижу варианты подключения:
1. Импульсный БП 9-12В* на разъем питания Due, аналоговая часть - от 5В стабилизатора Due.
2. Импульсный БП 9-12В на пины Vin и GND Due, аналоговая часть - от 5В стабилизатора Due.
3. Импульсный БП 5В* на ProtoShield (где расположена аналоговая часть), откуда на пины 5V и GND Due.
4. Импульсный БП 9-12В на разъем питания Due, аналоговая часть - от линейного 5В стабилизатора L7805CV.
5. Импульсный БП 9-12В на ProtoShield, откуда пины Vin и GND Due, аналоговая часть - от линейного 5В стабилизатора L7805CV, расположенного на ProtoShield.
6. Импульсный БП 9-12В на L7805CV, от которого 5В и на ProtoShield, и на Due через 5V и GND.
* Импульсный БП на 5, 9 или 12 В - китайский БП, находящийся в сетевой вилке и подключаемый к устройству через стандартный разъем 5.5*2.1.
Собственно, вариант 3 самый сомнительный: импульсник для питания аналоговой части IMHO не подходит.
По той же причине (если я не ошитбся, и преобразователь 5В Due - импульсный) не очегь хороши варианты 1 и 2.
Варианты 4 и 5 (как и 1 и 2) различаются точками на плате Due, куда конкретно подавется питание. По принципиальной схеме эквиваленитны.
Вариант 6 полностью исключает импульсные блоки питания из схемы.
Еще вопрос: пара 5V и GND может быть взята с колодки совместимой с Uno (IOref, Reset, 3.3V, 5V, Gnd, Gnd Vin), так и с краев двухрядной колодки, специфичной для Mega/Due (там, где 30-50 пины). В каких случаях что предпочтительнее?
Ну и вопрос по самой первой части: что предпочесть для регулировки громкости наушников: цифровой или аналоговый регулятор (п.4 в самом начале).
Все вопросы с точки зрения минимизации помех в аналоговом тракте.
Варинт 5 без альтернатив. Второй вопрос где снимать 5В -там одно и то же. Громкость регулировать цифровыми потами для аудио специально сделаными, там детектор перехода через 0 встроеный , щелчков не будет.
Волшебник, а чем 5 существенно лучше, чем 4 и тем более, чем 6?
Я не большой знаток аналоговой схемотехники, так что нижесказанное будет в форме личного мнения :) Про разводку земли более меткая фраза - посторонние токи (к цифровой части) не должны течь через аналоговую землю. На самой плате Due конечно уже ничего не исправить, но на шилде сверху всё можно учесть. Кстати вы не упомянули про Aref, там на плате нужно отпаять резистор подтяжки к питанию, что б на aref можно было подавать опору со своего внешнего и.о.н. C импульсниками без острой необходимости я б не советовал связываться, лучше запитать всё от обычного БП с трансформатором, мостом, и кренками. Цифровой потенциометр для регулировки громкости наушников тоже непонятно зачем. И опер лучше взять малошумяший, типа lm833
В 4-м индуктивность последовательно, неизвестно какая - китайцы что угодно могут поставить, чёрная лошадка с неизвестным сопротивлением. Если ток надо будет на аналоговый шилд - на наушники или типа того, то индуктивность там в насыщение уйдёт и только мешать будет. Или сгорит.
В 6-м получится параллельно ардуино и аналоговый шилд на 5-ти, но на тех платах дуе что у меня есть при запитке от 5 конвертер импульсный на дуе всё одно пищит, где-то под 6 кГц и помехи на 5-ти вольтовую шину гнать будет будь здоров.
LM833 на 5-ти никак, 10В минимум. Я себе выписывал на али MCP6022 и очень дооволен результатом, по шумам, частотке и от 2.7В с полным размахом (рэил-ту-рэил).
На самой плате Due конечно уже ничего не исправить, но на шилде сверху всё можно учесть.
Ну, собственно, для того, чтобы все учесть, я и создал эту тему. А чтобы учитывать, нужна информация, как разведена Due, с какой стороны лучше запитывать (PWR->Shield->Due или PWR->Due->Shield) и в каких точках подключаться к земле и питанию. Там вся обратная сторона залита белой краской, так что ничего не поймешь.
Кстати вы не упомянули про Aref, там на плате нужно отпаять резистор подтяжки к питанию, что б на aref можно было подавать опору со своего внешнего и.о.н.
Можно учесть и это. Еще можно поставить внешний ЦАП, тогда проблема разделения цифровой и аналоговой земли на Due вообще уйдет. Но хочется пока обойтись малой кровью. По крайней мере, на первом этапе.
И опер лучше взять малошумяший, типа lm833
В дэйташите вообще все зависимости приводятся для питания от 10 В. Судя по всему, при меньшем он не работает. Ну, в конце концов, нужно распаять кроватку, а цоколевка у двух, упомянутых мною, и 833 все равно одинаковая.
В 4-м индуктивность последовательно, неизвестно какая - китайцы что угодно могут поставить, чёрная лошадка с неизвестным сопротивлением. Если ток надо будет на аналоговый шилд - на наушники или типа того, то индуктивность там в насыщение уйдёт и только мешать будет. Или сгорит.
Это которая L6?
Думаю, потребление аналоговой части будет существенно ниже 800 мА, наушники, кстати, 150 Ом, так что токи там мизерные: 2.5V/150 = 17 mA на канал. Не думаю, что от дополнительных 50 мА индуктивность уйдет в насыщение.
В 6-м получится параллельно ардуино и аналоговый шилд на 5-ти, но на тех платах дуе что у меня есть при запитке от 5 конвертер импульсный на дуе всё одно пищит, где-то под 6 кГц и помехи на 5-ти вольтовую шину гнать будет будь здоров.
Т.е. при подаче напряжения на выход онначинает пищать на 6 кГц вместо 550 кГц?
Да уж.
Получается, все равно нужно пробовать разные варианты.
Тут на форуме осцилограмки чел снял, частота пониже но идея та же
https://forum.arduino.cc/index.php?topic=411576.0
Гы, посмотрел дш на фирменную индуктивность;
Тут на форуме осцилограмки чел снял, частота пониже но идея та же
https://forum.arduino.cc/index.php?topic=411576.0
А-фи-геть!
Там еще зависит, через какой порт питаться...
В общем, понятно, что без экспериментов здесь не обойтись.