USB-DAC

基于CT7601与STC8H8K64U的USB小型耳机放大器

特点

1. 在小尺寸下放入了完整正负15V电源，高输出功率(1000mW)与高摆幅(Vpp~30V)
2. 模拟音量调节，完美解决精度丢失，254档极细粒度，实现类无极调节
3. 极好的声道平衡度(<0.1dB)
4. USB集成UAC2.0及UAD协议，全平台可用
5. 拥有完整的HIFI信号链，包含前置放大电路，最大前置放大+32dB
6. 使用通用SOP8运放封装，方便烧友磨机
7. 单端平衡双输出
8. 包含独立供电接口，接入后自动关闭主供电

设计框图

数据框图

graph LR
U0[USB1] -->|DATA| BRIDGE(CT7601SR)
U1[USB2] -->|DATA| MCU

BRIDGE -->|I2S| ES9028(ES9028Q2M)
EC11[EC11] -->|GPIO| MCU
MCU(STC8H8K64U) -->|I2C| ES9028(ES9028Q2M)
MCU -->|SPI| PGA2310_L

ES9028 -->|DACL| OPA_L(OPA)
ES9028 -->|DACR| OPA_R(OPA)

ES9028 -->|DACLB| OPA_L(OPA)
ES9028 -->|DACRB| OPA_R(OPA)

OPA_L -->|DC_BLOCK+LPF| PGA2310_L(PGA2310)
OPA_R -->|DC_BLOCK+LPF| PGA2310_R(PGA2310)

OPA_L -->|DC_BLOCK+LPF| PGA2310_L(PGA2310)
OPA_R -->|DC_BLOCK+LPF| PGA2310_R(PGA2310)

PGA2310_L -->|VOL_L| TPA6120_L(TPA6120)
PGA2310_L -->|VOL_L| TPA6120_L(TPA6120)

PGA2310_R -->|VOL_R| TPA6120_R(TPA6120)
PGA2310_R -->|VOL_R| TPA6120_R(TPA6120)

MCU -->|SPI| PGA2310_R

TPA6120_L -->|OUT_HOT| 4.4mm(4.4mm)
TPA6120_L -->|OUT_COLD| 4.4mm(4.4mm)

TPA6120_R -->|OUT_HOT| 4.4mm(4.4mm)
TPA6120_R -->|OUT_COLD| 4.4mm(4.4mm)

TPA6120_L -->|OUT_HOT| 3.5mm(3.5mm)
TPA6120_R -->|OUT_HOT| 3.5mm(3.5mm)

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电源框图

graph LR

U1[USB2] -->|5V| LDO1(3.3V LDO)
U1[USB2] -->|5V| LDO2(1.2V LDO)
U1[USB2] -->|5V| LDO3(3.3V LDO)
U1[USB2] -->|5V| LDO5(3.3V LDO)
U1[USB2] -->|5V| LDO4(1.5V LDO)


LDO1 -->|3.3V VCC| BRIDGE(CT7601SR)
LDO2 -->|1.2V VDD| BRIDGE(CT7601SR)
LDO3 -->|3.3V VCC| ES9028
LDO5 -->|3.3V VCCA| ES9028
LDO4 -->|1.5V VDD| ES9028

U1 -->|5V| PGA2310_L(PGA2310_L)
U1 -->|5V| PGA2310_R(PGA2310_R)
U1 -->|5V| MCU(STC8H8K64U)

U1 -->|5V| TPS65131(TPS65131)
TPS65131 --> LDO_P(±LDO)
LDO_P -->|±15V| PGA2310_L
LDO_P -->|±15V| PGA2310_R
LDO_P -->|±15V| P_OPA
LDO_P -->|±15V| OPA_L
LDO_P -->|±15V| OPA_R
LDO_P -->|±15V| TPA6120_L(TPA6120_L)
LDO_P -->|±15V| TPA6120_R(TPA6120_R)

P_OPA(VCCAL/R OPA) -->|3.3V VCCAL/R| ES9028(ES9028Q2M)

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DIY指南

本项目大部分元件使用0603/QFN等小型封装设计,具有一定的焊接难度,请准备好合适的工具

准备工具及材料

1. 一把合适的烙铁,推荐T12(不要弄那些几十块的那种来焊,你会自闭的)
2. 加热台,买淘宝那种十几块的LED拆焊台即可(非必须)
3. 万用表
4. 镊子
5. 台钻/手钻
6. 锉刀

材料

1. 有铅中温锡膏(用以焊接贴片元件,非必须)
2. 焊锡丝
3. 助焊剂/焊宝/松香(辅助焊接)
4. 打样的模拟板+数字板PCB
5. 此目录下的元件

开始制作

焊接(加热台法,推荐)

1. 将所有焊点涂上焊膏,注意量不要太多
2. 使用立创专业版的辅助焊接工具对照3D预览将元件全部用镊子小心放置于焊盘上
3. 将PCB移至加热台加热,待焊锡融化后用镊子将未归位的元件推齐
4. 完成后将电路板放于地板加速冷却
5. 接着打开烙铁,用刀头处理MCU引脚,防止连锡
6. 确认焊接无误最后焊接剩余直插元件
7. 焊接完成

焊接(烙铁法)

1. 在全部阻容,LED,二极管位置用烙铁上一边焊盘的锡
2. 使用立创专业版的辅助焊接工具对照3D预览将元件用镊子小心放置于焊盘上
3. 烙铁加热有锡一边焊盘直到元件紧贴PCB平面
4. 在另一侧焊盘用烙铁上锡
5. 直至全部阻容,LED,二极管焊接完成(注意二极管方向)
6. 于MCU焊盘上涂大量焊油
7. 放上MCU,加焊锡用刀头拖好(注意元件方向)
8. 确认其他焊接无误最后焊接直插元件
9. 焊接完成

上传程序

MCU程序

1. 进入预构建文件下载最新预构建文件 (USB-DAC(缓慢滚降).hex)
2. 下载STC-ISP下载工具
3. 打开STC-ISP并按下图设置
4. 确认无误后点击下载/编程
5. 按住主板的USB-ISP按钮的同时插入靠近DCDC部分的USB线,如无意外则程序自动开始下载
6. 如果未开始下载,请重复上述步骤
7. 等待下载完成即可

USB桥程序

1. 进入预构建文件下载最新预构建文件 (FX-USB-DAC-PRO_飞傲改.bin)
2. 下载SXW-ISP下载工具
3. 打开SXW-ISP并按下图设置
4. 插入靠近USB桥片部分的USB线
5. 确认无误后点击AUTO
6. 如果未开始下载,请重复上述步骤
7. 等待下载完成即可

组装

1. 使用游标卡尺等工具对壳体面板做标记
2. 使用台钻开出主要孔位
3. 使用锉刀修整开孔
4. 连接20P排线，并将PCB滑入壳体开槽
5. 上紧全部螺丝

二次开发

1. 克隆本项目并用VSCode打开
2. 安装Keil5 C51与VSCode EIDE插件并配置好构建器
3. 点开EIDE图标展开EIDE项目,构建选项
4. 点击构建器选项旁边的笔图标
5. 进入全局选项选项卡将RAM/ROM模式均改为LARGE,并点击右上角全部保存按钮
6. 程序修改完毕后按右上角下载图标即可完成编译

不足

由于高电压加之模拟器件众多，空载功率约4W，发热较大，需要良好通风环境下使用