CS4398 DAC (zonder de nadelen van de HK-DAC)

[Djuke]

Een paar jaar terug heb ik een HK-DAC met CS4397 gekocht, deze gemodificeerd, doorgemeten en functioneert al jaren prima in mijn voorversterker. De HK-DAC had echter wel een paar nadelen (zoals dat hij maar 2 inputs had), vandaar het plan om zelf een printje te maken die wat meer flexibiliteit geeft, maar wel recht recht aan op de datasheets is gebaseerd. Features:

• CS8416 receiver chip
• Standaard CS4398 DAC, er is echter via de DAC-interface een opzetprintje met andere DAC (zowel spanning/current out type) op te zetten
• 2 optische inputs
• 2 coax inputs met pulse trafo
• Mogelijkheid voor externe input ipv 1 coax, bijv USB
• Werkt in HW mode, dus standalone te gebruiken
• Control interface (input select, NVERR lezen en resetten)
• Butterworth 2e orde output filter
• Benodigde voeding: Dual 12V analoog, 5V digitaal

Vragen, opmerkingen en controle of alles klopt van harte welkom!

[joostd]

Dit ga ik volgen, ik heb mijn HK dac ook voorzien van de extra ingangen (thanx voor de tips Djuke).
Waar haal je de losse chip vandaan?

[ray5150]

http://cirrus.com/en/products/cs4398.html
http://cirrus.com/en/products/cs8416.html

free samples...

[Djuke]

Hier alvast een 3D plaatje hoe het pcb er ongeveer uit komt te zien.
Opt/coax connectoren komen uiteraard links, daar had ik geen 3d plaatje van.
Toekomstige uitbreiding: om ipv de CS4398 een andere DAC te gebruiken kan het vierkantje boven worden leeggelaten en een opzetprintje worden gebruikt.
Er is onder nog wat ruimte op de print, daar komt naast de HW control poort ook nog een SW control poort om te interfacen met een uC.

Oh ja, en de analoge DAC uitgang is ook direct beschikbaar, handig voor meetdoeleinden of als je het wilt aftappen voordat het naar het uitgangsfilter gaat.

[Dennusch]

Klopt het filter wel? Ik zie een RCRC filter:
18k met 1N
2k7 met 120p
De eerste RC komt dan op -3db bij 8,8 khz. Of heb ik niet helemaal door hoe een RCRC-filter werkt?

[Djuke]

Klopt het filter wel? Ik zie een RCRC filter:
18k met 1N
2k7 met 120p
De eerste RC komt dan op -3db bij 8,8 khz. Of heb ik niet helemaal door hoe een RCRC-filter werkt?

Met alle respect, waarschijnlijk toch het laatste. Zie ook:
http://www.cirrus.com/en/pubs/appNote/AN048Rev2.pdf

[Djuke]

Heeft even geduurd, maar dit zou hem ongeveer moeten worden.
Bij deze een een update van schema en board.

Wijzigingen:
- Aparte 3.3v regulator voor CS8416, lagere jitter
- Software control port toegevoegd (optioneel)
- USB input kan ipv een coax input bovenop worden geprikt (optioneel)
- Pinheader voor DSD input (optioneel)

[SuperR]

Het schema kan ik niet beoordelen. Ik heb geen idee hoe die CS'en aangestuurd willen worden, maar zo op het oog, mooi! Wat is je plan nu? Printen bakken en kits aanbieden op je site?

[Djuke]

Wat is je plan nu? Printen bakken en kits aanbieden op je site?

Onder andere. Maar voor het zover is zal ik de boel ook doormeten om te kijken of de performance enigszins in de buurt van de datasheets komt.

Deze print wordt standalone te gebruiken, maar ik wil ik hem zelf als onderdeel van een Preamp gaan gebruiken (nog wat verder in de toekomst).

[SuperR]

Wat is de status van dit project? Ik lees net op je website en zie in je schema dat je een uitgangselco hebt weggehaald. Ga je er voor het gemak vanuit dat de voor/eindversterker een "dc blocker" heeft toegepast?
Een fatsoenlijk elco'tje kan geen kwaad en voorkomt DC op je uitgang;
http://uk.rs-online.com/web/p/aluminium ... s/7581105/

[Djuke]

Wat is de status van dit project? Ik lees net op je website en zie in je schema dat je een uitgangselco hebt weggehaald. Ga je er voor het gemak vanuit dat de voor/eindversterker een "dc blocker" heeft toegepast? Een fatsoenlijk elco'tje kan geen kwaad en voorkomt DC op je uitgang;

PCB proto is in productie. Ik heb er inderdaad voor gekozen om de uitgangselco niet te gebruiken omdat deze naar mijn idee overbodig is en deze dan niet in de signaalweg zit. Reden daarvoor is dat de CS4398 een differentieel voltage geeft rond werkpunt 2.5V. Met een symmetrisch differentieel Butterworth filter (zoals in mijn schema, niet zoals in de application note) komt alleen het verschil op de uitgang en heb je dus geen last van DC (hoogstens een paar mV).

[SuperR]

Wat is de status van dit project? Ik lees net op je website en zie in je schema dat je een uitgangselco hebt weggehaald. Ga je er voor het gemak vanuit dat de voor/eindversterker een "dc blocker" heeft toegepast? Een fatsoenlijk elco'tje kan geen kwaad en voorkomt DC op je uitgang;

PCB proto is in productie. Ik heb er inderdaad voor gekozen om de uitgangselco niet te gebruiken omdat deze naar mijn idee overbodig is en deze dan niet in de signaalweg zit. Reden daarvoor is dat de CS4398 een differentieel voltage geeft rond werkpunt 2.5V. Met een symmetrisch differentieel Butterworth filter (zoals in mijn schema, niet zoals in de application note) komt alleen het verschil op de uitgang en heb je dus geen last van DC (hoogstens een paar mV).

Ok, prima. Ik had persoonlijk braaf de recommended output stage toegepast. Ik denk altijd maar; de fabrikant weet vast beter dan ik hoe het maximale uit een IC gehaald kan worden.

[knuisje]

Foute aanname.

[SuperR]

Kort door de bocht is het wel ja, maar ik ben nog net niet eigenwijs genoeg om adviezen van producenten te negeren.

[knuisje]

Het gaat niet om het eigenwijs zijn maar om een beter resultaat te halen. Ik volg ook meestal de aanwijzingen uit de datasheet maar het analoge deel achter de dac is in de datasheets meestal niet zo goed uitgewerkt.
Ik heb bij het eerste prototype van de Afdac2 braaf de uitgangssectie van ESS overgenomen. Het resultaat klonk niet heel erg best.

Dus Djuke heeft groot gelijk dat hij een ander uitgangsfilter toepast.

[SuperR]

Het gaat niet om het eigenwijs zijn maar om een beter resultaat te halen. Ik volg ook meestal de aanwijzingen uit de datasheet maar het analoge deel achter de dac is in de datasheets meestal niet zo goed uitgewerkt.
Ik heb bij het eerste prototype van de Afdac2 braaf de uitgangssectie van ESS overgenomen. Het resultaat klonk niet heel erg best.

Dus Djuke heeft groot gelijk dat hij een ander uitgangsfilter toepast.

Laat ik het dan zo zeggen. Zorg er in ieder geval voor dat ergens in de analoge keten een HP RC-combinatie zit. Waar maakt (me) niet uit, maar ergens zou ik hem toch wel plaatsen.
En de aanname, "dat zijn maar een paar mV" wil in de praktijk nog wel eens tegenvallen. Voorbeeldje; DAC IC op de Arduino Due. Ik wilde die gebruiken icm een verschilversterker. Ondanks dat de Vref gelijk zou moeten zijn en de uitsturing "halverwege" het bereik identiek zou moeten zijn, was dat niet het geval. Dus, vrolijk DC op de uitgang van de verschilversterker.

[knuisje]

Laat ik het dan zo zeggen. Zorg er in ieder geval voor dat ergens in de analoge keten een HP RC-combinatie zit. Waar maakt (me) niet uit, maar ergens zou ik hem toch wel plaatsen.

Djuke heeft keurig een 2e orde filter opgenomen, zie het schema.

[SuperR]

Laat ik het dan zo zeggen. Zorg er in ieder geval voor dat ergens in de analoge keten een HP RC-combinatie zit. Waar maakt (me) niet uit, maar ergens zou ik hem toch wel plaatsen.

Djuke heeft keurig een 2e orde filter opgenomen, zie het schema.

Maar geen HP

[knuisje]

Wil je een HP filter achter een dac?

[Djuke]

Wil je een HP filter achter een dac?

Nee dus en daarom bewust weggelaten. Bedankt knuisje voor de reacties tot nu toe, ik had ze niet beter kunnen beantwoorden.

Overigens zijn de pcbs binnengekomen, dus volgende week heb ik hopelijk wat testresultaten

[SuperR]

Wil je een HP filter achter een dac?

Nee? Ik zou toch graag iedere component DC-vrij willen hebben. Maargoed, kwestie van smaak denk ik. Ik ben benieuwd naar Djuke's DAC. Kom maar op met je testresultaten

[jeroen_d]

Djuke, wat is de reden van slechts 2x optisch en 2x coax? Als ik het goed zie in de datasheet van de CS8416 zijn 8 digitale ingangen mogelijk.

[knuisje]

Alleen in software mode heb je 8 spdif ingangen. Maar dan moet je hem dus aansturen met een microcontroller.
Maar 4 ingangen is toch bijna altijd voldoende?

[Djuke]

Alleen in software mode heb je 8 spdif ingangen. Maar dan moet je hem dus aansturen met een microcontroller.
Maar 4 ingangen is toch bijna altijd voldoende?

Lijkt me ook, maar als je deze print in software mode gebruikt, zijn 2 van de 4 extra CS8416 ingangen beschikbaar op de HW-CTRL poort. Met een klein extra printje kan je dan zo nodig nog 2 extra ingangen toevoegen.

[Djuke]

Het was een flinke klus, maar het prototype is (met het handje) in elkaar gesoldeerd en vanavond heb ik een optische ingang (met RMAA) doorgemeten. Bijgevoegd de plotjes van de frequentie response en THD en de RMAA summary, gemeten bij 24-bit 96kHz (48kHz laat vrijwel identieke resultaten zien):

• Frequency response (from 40 Hz to 15 kHz), +0.00, -0.03dB
• Noise level, -108.1 dB (A)
• Dynamic range, 108.2 dB (A)
• THD, 0.0003%
• THD + Noise, -101.0 dB (A)
• IMD + Noise, 0.0012%
• Stereo crosstalk, -103.8dB
• IMD at 10 kHz, 0.0013%

Bovenstaande resultaten zitten tegen de meetgrens van mijn geluidskaart (EMU1212m) en zijn beter dan een directe analoge loopback test. Dwz dat de DAC beter presteert dan de analoge uitgang van mijn geluidskaart. Ik ben tevreden.
Overigens ook de DC-spanning op de uitgang gemeten en die is minder dan 5mV.
Foto's volgen nog.