如何用BB Black制作DAC系統(tǒng)

BB Black(以下簡(jiǎn)稱BBB)板載了一路I2S接口，可以很方便地外接DAC。I2S接口從AM3359處理器引出連接到一個(gè)HDMI芯片(TDA19988)上，但是該接口的使用并非必須連接到HDMI上才能實(shí)現(xiàn)。I2S接口還通過P9端口擴(kuò)展到幾個(gè)引腳上(如下圖)。下面我們來看看如何在BBB上通過I2S接口制作DAC系統(tǒng)。

由于該接口支持24-bit/192KHz音頻信號(hào)，所以為BBB選擇一個(gè)高品質(zhì)DAC正應(yīng)了那句廣告詞“你值得擁有”。當(dāng)然也要考慮到質(zhì)量上乘但是又不奢侈的DAC器件，TI的PCM5101可以作為候選之一，這款芯片性能不錯(cuò)，技術(shù)規(guī)格比較實(shí)用，并且?guī)в袃?nèi)建的電荷泵(Change Pump)，能夠依靠單電源進(jìn)行工作。另外還需要連接一個(gè)耳機(jī)放大器，我用的是ON Semi的NCP2811A。這種器件組合可以在BBB提供電源的情況下工作，即便BBB用鋰電池供電也沒有問題，并且可以保證低噪聲和低失真。唯一的存在的問題是PCM5101的輸出較高(這當(dāng)然是好事)，而音頻放大器的最低推薦增益為1，芯片無法達(dá)到電壓輸出的要求，也就意味著在音量較高時(shí)會(huì)出現(xiàn)失真。低音量(較低的SNR)時(shí)沒有問題。

以下是DAC板原型：

以下是整個(gè)完整的系統(tǒng)：

下面是DAC板的背面，看起來有點(diǎn)亂…!板子用的是SMD-to-DIP轉(zhuǎn)接板，上面的兩條銅條用于供電。

下面是音頻放大器，看起來簡(jiǎn)潔一些了，這歸功于板子本身的設(shè)計(jì)。

我嘗試了一下錄音功能，但是效果不太好。音源來自攝像頭內(nèi)建的麥克風(fēng)，然后從一個(gè)小型64歐姆擴(kuò)音器播放，所以聽起來“難以入耳”， 但是用耳機(jī)聽的效果截然相反，音質(zhì)可以和iPod媲美(當(dāng)然這是我個(gè)人感受)。另外，一開始我以為在BBB上數(shù)據(jù)的讀取發(fā)生位時(shí)鐘的下降沿，但I(xiàn)2S總線數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)正好相反。也許是我弄錯(cuò)了，但是總的來說電路工作正常。

BBB的系統(tǒng)是以前下載的Angstrom，在聽回放的時(shí)候貌似還有些問題，如果你仔細(xì)聽，中間偶然會(huì)有幾十毫秒的停頓。希望在最新的系統(tǒng)中能夠解決。(也可能是因?yàn)閒fmpeg的問題，也許avconv能夠表現(xiàn)好些)

注：我以前一直用mplayer(命令是mplayer -ao alsa -volume 4AmyWinehouse-BackToBlack.mp3)，沒有遇到過這種情況。音頻效果至少和我的舊iPod Touch差不多，可能更好些。

我用的命令是：

ffmpeg -i AmyWinehouse-YouKnowImNoGood.mp3 -f alsa\"default:CARD=Black\" -re -vol 150

音頻信息顯示為：

Stream #0.0: Audio: pcm_s16le, 44100 Hz, stereo, s16, 1411 kb/s

以下是原理圖。所有的3.3V電源都連接到原型板上(盡管看起來不錯(cuò)，但實(shí)際情況中我沒有這么做)。放大器的V+可以連接到3.3V或者5V電源(或者直接連接到鋰電池)。PCM5101的SCK引腳與0V斷開，并連接到BBB的P9上的引腳25。這樣通過禁用DAC的內(nèi)部PLL，可以保證最小的抖動(dòng)。

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