作者blowdriver (LullaBy)
看板Audiophile
标题[闲聊]计画自制Pre-DAC with DSP系统 闲聊&讨论
时间Thu Aug 6 04:42:04 2020
Hi 版上各位大大好:
小弟先自介一下,工作刚好是接触撰写扩大机的韧体工程师,
刚好公司接触的客户群大概在市面上的主动式Subwoofer/扩大机
所以参与的专案都是以大瓦数喇叭 or 扩大机为设计方向。
毕业科系非数位讯号一类的,所以我也是进公司後才开始学习Orz
目前主力大概是在 透过MCU撰写UI周边控制&设计DSP架构。
这次想在板上,闲聊&讨论有关於与硬体同事,藉由我们各自会的项目
制作一款前级系统,不确定我对前级的定义对不对,在还没进AMP IC Board以前我都通称
Pre Main Board
会想要制作的发想缘由是,其实自己也不是发烧玩家,对声音敏感度也不是金耳朵等级
但是一些音色上的辨别与喜爱还是有粗浅入门的了解,搭配同事自己以前制作的前级or
耳扩的经验,都是由纯硬体组成,所以这次想加入DSP,结合软硬体。
因为以前没有体验过加上前级的音乐听起来如何,所以总是想要购买一款入门
体验来玩玩看,可是看来看去,总觉得缺少了什麽,还有价格关系,
因此总是想想没有购买。
在经过一次上班的闲聊,到决定制作,也经过一星期,目前IC 与设计方向也选定,
MCU的脚位定义也在昨日整理完成,剩余的就剩下同事画线路然後layout後洗板&打件上件
这台因为是做给我们自己玩,所以我们面向的出发点是桌上型 & PC出讯号。
宽x深度大概是 15cm x 20cm
IC选用如下:
ADC: Ti收购的Burr-Brown PCM1804
DSP: ADI ADAU1452
DAC: WolfSon WM8741
以上选用IC 都可支援到192k 24bit,但为了保险起见 系统设计先以 48k为出发点,
稳定後可以再自行升级成192k系统
MCU选用Holtek 64pin 带有USB 更新 firmware功能。
设计input如下:
共5种Source:
1. RCA接头,但硬体线路会设计成平衡式输入(differential)
2. Toslink SPDIF
3. Coaxial SPDIF (2&3会用一个switch 择一SPDIF讯号输入DSP)
4. USB to I2S Module (转换USB音讯)
5. BT 5.0 or 5.1 Module(打算采用 高通 APTX HD音讯格式的模组)
设计Output如下:
1. RCA (differential 转换过来的)
2. 3.5mm
3. 6.3mm高阻抗(预设最高推150欧姆耳机,无Headphone AMP IC,硬体线路设计扩大)
三者输出接头前都会有一颗Relay,预防开机pop noise,还有插入6.3mm会自动静音
RCA+3.5。
在DAC後输出到三个介面中间的硬体线路上会加入真空管来渲染
(刚好同事想这样设计很久了)
大概设计的方向,刚好涵盖了可以接收 PC 输出USB讯号 or SPDIF 讯号
或者下班累了不想开电脑,可以透过手机连接蓝芽,最後输出到耳机or喇叭上。
因为是无过AMP IC,因此最终的输出喇叭都要以主动式喇叭为主要面向。
再来设计前後面板方面,
前面板:
- LCM 显示面板(字为主) 配合 一个复合式旋钮做选单+选择 & 音量控制
(可以转又可以按)。
- 一个Power按钮,可以让周边IC断电只剩下MCU存活,达到省电控制。
- 一个Back按钮,可以退出LCM选单
- 还有5段选择钮,直接快速切换输入的Source,不用透过 LCM选单进入选择
(因为繁琐不直观)
- 6.3mm输出
後面板:
集结上面所述的input介面 + 3.5mm + RCA
软体部分:
撰写人当然是我,刚好我也参与过设计DSP (接触过许多专案DSP设计)。
所以我可以高度自由客制化我想要的DSP处理内容,
因此最基本的EQ 调整 数位讯号处理演算法我都可以藉由自己的发想去设计。
此次我想要加入DSP自带的一个功能为 Auto EQ的功能,
结合专业校音的麦克风(例如 UMIK-1)然後搭配 开源免费强大的
Room Equalizer Wizard(REW)来调你当前喇叭听感的空间校正调音,
虽然没有Dirac那麽强大,但是自用应该堪用。
REW介绍如下:
https://www.youtube.com/watch?v=Ev1bSSL8tRA&t=5s
我自己随意实验的AutoEQ功能如下图:
REW录音後得到的曲线:
https://i.imgur.com/lRS1NSI.jpg
拉出自己想要的曲线(实验以Flat为目标曲线):
https://i.imgur.com/rCqMJwq.jpg
DSP执行後自动产生的EQ:
https://i.imgur.com/9xQtPJ2.jpg
当然这组EQ设定後就不会再更动,除非喇叭位置移动了,那个听感会跑掉。
在DSP的架构设计中,在AutoEQ前会有6~10 band的EQ。
可以让使用者透过前面板选钮调整自己的EQ,范围大概在+12dB ~ -12dB +-0.5dB/step
Q(bandwidth)值固定在0.707。
因为目前在伤脑筋,该如何设计多band的EQ进入LCM选单内,这边不知道是否有
相关经验的大大可以提出建议?
目前发想如下:
大概固定能调的频率如下:
32 64 130 270 560 1k 2k 4k 8k 16k Hz
然後透过旋钮按下依次进入每个频率,然後再转动调整各自的Gain值。
谢谢大家看完如此长的闲聊文章 Orz
不知道板上各位对於使用此类前级的相关经验,是否可以提出想要的面向需求,
因为可能有些功能,可能你想要使用,但又会遇到空集合,所以想与板上各位大大闲聊,
看是否有机会制作玩具2.0(?)
到时候制作出来,会在使用公司的AP仪器,测试整体的 THD+N/频响/SNR,
然後有机会再继续更新文章,可以来此贴上制作进度和成品测试报告!
另外如果对这台机器有兴趣的大大们,在北部较佳,之後如果成功制作出来,
我不介意带着机器给你们试听,真的觉得不错想要一台来玩玩,我也可以协助你们
客制化DSP内容,不打乱既有DSP的架构下,然後透过云端给你们USB更新档案,
让你们可以不必动脑简单更新客制化後的DSP内容。
谢谢观看~ 莫名的失眠...所以就打了这篇文章,想与各位大大们闲聊,晚安!
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 220.133.187.1 (台湾)
※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/Audiophile/M.1596660126.A.15F.html
1F:推 psgbpsgb: 有没有打算去募集网站提案,感觉会很多人有兴趣 08/06 05:30
小本制作,因为是自用,所以机构打算用压克力CNC开洞,自己在锁上组装,
对於外盒机构比较外门,所以也不方便上募资。
2F:推 bigheadpro: 一般来说,前级的功能是类比音量控制 所以在这个基础 08/06 06:55
3F:→ bigheadpro: 上,各厂有很多的变化。但看你列出来的,似乎偏向是 08/06 06:55
4F:→ bigheadpro: 数位音控的dac? 08/06 06:55
还有讯号处理,有加入6~10 Band EQ,让使用者自己调音,会考虑这项是因为,
下班放松会想要玩一把FPS,有时候会需要特定频率的声音加强。
5F:推 martinlin77: 大头兄点出我也有的好奇处,请问音量控制是怎麽做? 08/06 07:12
6F:→ martinlin77: 我是外行问问谢谢 08/06 07:12
有增加一颗数位讯号处理的DSP,音量控制可以在 DAC 上调整或者在 DSP架构内调整,
透过旋钮讯号告知MCU,MCU 透过 I2C 控制 DSP or DAC。
DSP 程式控制会如图:
https://i.imgur.com/0UCcKNj.jpg
7F:→ yamatai: 数位进 类比出 这不就 DAC 只能说你的对手很多 呵呵 08/06 07:39
有规划一组RCA in,所以有ADC,因此也不全然是全数位输入。
我们在讨论当初,已知道对手很多,但因为各家价格关系,所以才想自己DIY,
也顺便可以尝试自己去寻找适合自己的配置,不会受限於既定的成品。
8F:推 djboy: (1) 你这款应该算是 DAC+耳机扩大机,不算前级。 08/06 08:18
9F:→ djboy: (2) 建议转到耳机板,他们那边人多,AA/MYAV 也有很多高手 08/06 08:18
10F:→ djboy: (3) 拿掉黑胶,现在前级比较像是前艒的串流播放器,WXA-50 08/06 08:19
11F:→ djboy: (4)你的对手就是CP王者:拓品DX7 PRO 与 MX3,可以买来比较 08/06 08:21
谢谢说明! 因有我与同事讨论使用 PC 桌上speaker/书架喇叭,所以才决定发表在这里。
後来因第三名同事决定加入,他的耳机使用较多,
因此後续额外多规划一6.3mm耳机输出。
谢谢提供样品参考!
※ 编辑: blowdriver (60.251.65.210 台湾), 08/06/2020 09:11:36
12F:推 bh2142: 这年头有DSP的DAC很多很多,竞争激烈啊 08/06 08:57
这方面,公司专案在跑的时候,其实也接触到很多,像是自带codec的 DSP
就有 ADAU 1701 or AKM 7604/7735,ADC/DAC 含数位处理的DSP一条龙包套方案,
不过间接的整体声音的好坏就会受限於 DSP自带的 ADC DAC,因为此次是DIY,
所以撇开受限,将ADC/DSP/DAC都自由挑选。
※ 编辑: blowdriver (60.251.65.210 台湾), 08/06/2020 09:15:39
13F:推 e2755699: 感觉好有趣 小弟对这一窍不通但也有自制器材的梦想 有 08/06 10:09
14F:→ e2755699: 机会交流一下吗 08/06 10:09
Hi 您好,我对硬体电路不熟悉,不过还是知道大概方向,
但是我对软体规画/实作方面还是略懂,欢迎一起交流!可以站内信我orTG交流
※ 编辑: blowdriver (60.251.65.210 台湾), 08/06/2020 10:35:43
15F:推 BootingZ: 很不错的想法!先给推支持!小弟目前使用的MiniDSP SHD 08/06 10:46
16F:→ BootingZ: 含括大部分您所提到的功能,期待你能完成! 08/06 10:46
刚刚稍微看了一下规格,这台是真高级品,我一直想进修 ADI SHARC DSP增进功力,
避免被砍头(误,可惜台湾的support不高,进修门路太少 Orz
AD/DA两颗IC也是高档货,有幸去过AKM台湾代理商公司内部听过,声音真的棒!
MiniDSP也一直有频繁跟Dirac调音在接触,
所以他们家的Room Correction演算法是最全面的,无奈之前有客户问我们是否有无类似
Dirac的技术,若找Dirac外包价格不斐..最後找到了REW调音方式,
如何设定Tuning後的EQ,则是最後找到了对应DSP的AutoEQ方式。
※ 编辑: blowdriver (60.251.65.210 台湾), 08/06/2020 10:56:51
17F:推 dorbeetle: 支持+1 愿意的话 我也有兴趣 08/06 11:03
大大说的是交流方面吗~? 至於试听方面,看过测报後,感兴趣我们可以再谈谈
谢谢支持!
※ 编辑: blowdriver (60.251.65.210 台湾), 08/06/2020 11:06:27
18F:→ nawussica: 这哪是前级 08/06 11:41
抱歉大大,是我对前级定义了解错误,因为在公司专案
对於UI+讯号处理的主板都直接称呼Pre-board
後面带有AMP IC的板称作 AMP-Board
所以名词用字错误,若要更正请问可以更正为什麽称呼?
※ 编辑: blowdriver (60.251.65.210 台湾), 08/06/2020 11:54:01
※ 编辑: blowdriver (60.251.65.210 台湾), 08/06/2020 12:01:11
19F:推 GLUESTICK: dac前级没错 但音响厂做的“纯”前级有调音过比较美声 08/06 12:23
20F:推 Trainpser: 刚好有碰过adau 1452和1442的开发板过,我有寄站内, 08/06 13:47
21F:→ Trainpser: 有兴趣和我联络也有资讯 08/06 13:47
已加~
※ 编辑: blowdriver (60.251.65.210 台湾), 08/06/2020 14:47:41
22F:→ chadhsieh: 从音源dsp就好 扩大机不用搞那些有的没的 08/06 15:07
并没有加入任何扩大机元素,过DAC 就直接输出了无AMP系统加入。
※ 编辑: blowdriver (60.251.65.210 台湾), 08/06/2020 15:51:03
刚刚好像有大大站内信给我..不过我信箱爆掉所以没有收到 Orz
若有寄信的大大,想请您在寄一次给我,谢谢!
※ 编辑: blowdriver (60.251.65.210 台湾), 08/06/2020 16:21:49
23F:推 flyingmax: 价位/定位为何?? 竞争对手颇多, usb线杂讯应对有方案 08/07 17:25
24F:→ flyingmax: 吗?? 08/07 17:25
25F:→ blowdriver: 目前还没有定价,因为是自己与同事diy的自用机,当然 08/07 19:24
26F:→ blowdriver: 最後我还是会付出一些钱给予我同事,因为目前的硬体 08/07 19:24
27F:→ blowdriver: 料件还有洗电路板费用都是先交予他负责。关於USB音讯 08/07 19:24
28F:→ blowdriver: 方面是使用模组,对於特性如何,还有待制作完成後验 08/07 19:24
29F:→ blowdriver: 证,谢谢! 08/07 19:24
30F:→ blowdriver: 另外补充一点目前的架构设计上,USB模组的定位是mast 08/07 19:29
31F:→ blowdriver: er端,由usb丢过来的LRCLK&BCLK,进入DSP後会使用SRC 08/07 19:29
32F:→ blowdriver: 同步为DSP内部时脉,排除clock jitter的问题。 08/07 19:29
33F:推 GLUESTICK: 说真的BB的晶片不行 现在只有ESS AKM能上台面 08/08 11:39
34F:推 Dopin: PCM1792 还是旗舰地位啊 :) 08/08 11:51
35F:推 efairy: 压克力材料乍听之下可能会比金属机壳便宜,但是由於塑料不 08/09 20:02
36F:→ efairy: 如金属坚固,在工具机加工时不会比金属简单,因此可以考虑 08/09 20:02
37F:→ efairy: 市面上的机箱去做外壳应该会比较省钱喔 08/09 20:02
38F:推 Dopin: 我这次做的机器光压克力机壳就 NTD 3K 相对金属非常不划算 08/09 21:02
39F:→ blowdriver: 谢谢推荐,我们会纳入考量! 08/10 08:21