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深入浅出树莓派播放器(硬件篇)(46楼增加修改天线实例)

发布者: 夜游人 | 发布时间: 2018-3-5 23:17| 查看数: 10739| 评论数: 58|帖子模式

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本帖最后由 夜游人 于 2018-3-14 20:25 编辑

       最近很多朋友问我树莓派的事情,一个个的介绍太烦琐,借论坛宝地把对这个东西的认识总结一下。由于我只使用树莓派输出同轴数字信号,所以侧重讲一下同轴输出的架构。

       树莓派其实就是一个微型卡片电脑主机,我们现在购买到的树莓派主板是最新的3b型,CPU型号是BCM2837,这是一枚4核的64位1.2GHZ ARM Cortex A53 (ARMV8) 芯片,A53的芯片架构相比其他派使用的32位A7或者A9架构,同频运算能力更强,功耗更低。树莓派使用的LPDDR2内存是1GB的ELPIDA必尔达颗粒,这样的硬件组合运行高效率的linux系统,无论处理什么数字音频文件都绰绰有余,包括对运算能力要求最高的DST64 ISO文件,实际使用中,播放本地U盘的DST64文件,dop同轴输出,流畅播放完全无爆音,CPU使用15%左右,内存剩余量在60%左右。所以不要再说树莓派的运算能力不够了,假如碰到问题不应该是运算能力造成的。

       QQ截图20180305204940.jpg


      USB和网口是树莓派的弱项所在,使用了一枚型号LAN9514的HUB芯片,从CPU的一个480M底层端口分配出4个USB和一个10/100M的网口,实际使用中,假如使用USB解码器,在播放DSD文件的时候,无论是使用本地U盘(硬盘),还是NAS播放,都存在不定时的爆音现象。网口和U口共享底层端口在非音频应用方面是完全没问题的,虽然现在使用的USB解码器大多是使用了异步时钟模式,但是由于USB界面芯片的缓存区极小,对数据传输的实时性要求比较高,很难保证在大数据传输的情况下不出现爆音,使用一些高性能外挂HUB可能可以减轻这个问题。

       QQ截图20180305205015.jpg

      BCM2837提供了2组SDIO端口,一组焊接了TF卡座,用于存放系统固件,也可以把音频文件放置在这个TF卡内(不推荐),另一组则去了WIFI模块,该WIFI的最大传输速度在7.6MB/s上下,用于NAS播放是足够的,但是由于板载天线的限制,传输距离很短,建议加个USB无线网卡使用,假如有足够的动手能力,也可以给树莓派主板加装外置天线(慎重动手),这个在下面的图片会标示出来。

       QQ截图20180305205403.jpg

       QQ截图20180305224432.jpg


        树莓派板载了多组稳压电路,全部是开关稳压方式,电源利用率比较高,但是纹波比较大,关键是3.3V那路,是包括I2S在内的各路IO都要用到,对信号质量影响比较大,必须用3.3V低噪声线性稳压器件将其替换的,当然没动手能力的不推荐做这些事情,需要去掉3.3V的那个电感并且割掉一些相关连线,很容易搞坏板子。

QQ截图20180305205106.jpg


QQ截图20180305205153.jpg


        下面介绍一下使用树莓派作为优秀同轴数字转盘的一些技术相关。
        首先很多朋友都知道树莓派是支持I2S输出的,但是树莓派主板并没有为I2S提供MCLK时钟,I2S信号中的LRCLK和BCLK是CPU内部的PLL从19.2MHZ的晶振分频而来,这种I2S输出方式,称之为MASTER输出模式,精度低抖动大,由于IO供电与包括USB HUB在内的多个芯片共用,杂讯很大,惨不忍睹,绝对不推荐使用这种方式作为I2S输出。

        好消息是,BCM2837这个CPU的I2S支持SLAVE输出方式,即LRCLK和BCLK信号由外部器件产生,把LRCLK和BCLK信号输入给树莓派主板,就可以取出I2S的DATA信号,这种模式,MCLK时钟可以由外部的低相噪音频晶振产生,我们需要22.5792(用于44.1/88.2/176.4/dop),和24.576(用于48/96/192)两个频点的晶振,我使用的是WM8804这个芯片,用于产生I2S并且合成SPDIF同轴信号,时钟模式见下图,这样,I2S的信号质量取决于树莓派主板以外的电路,跟树莓派硬件没关系,可以输出非常优秀的同轴输出信号。
        

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QQ截图20180305205230.jpg


           WM8804的同轴数字信号输出驱动能力比较弱,为此增加了一个军品级门电路并联驱动,由一个专门设计的隔离变压器输出。这样一套树莓派播放系统,需要两路电源,一路5V大电流(1A)提供给树莓派主板工作,一路9V/200MA提供时钟,I2S和驱动电路工作,电源质量越高越好。原树莓派的5V输入是经由一个MIRO USB插座,后有一个极性保护电路,这个电路对声音影响极大,建议由GPIO口的5V端输入,我在输入的前端设置5个固态电容增强退耦能力

QQ截图20180305205322.jpg


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QQ截图20180305205259.jpg



           以上是将树莓派做为同轴数字转盘的一些介绍,有遗漏的地方大家可以拿出来探讨,由于展示的图片存在大量直角走线,直角恐惧症患者请在家长陪同下观看,本人不对由于错误观看方式造成的一切后果负担任何责任,谢谢。


QQ截图20180305232611.jpg


QQ截图20180305232625.jpg



最新评论

红色角马 发表于 2018-3-5 23:48:04
跟digione对比过吗?
zaar 发表于 2018-3-6 06:26:33
百万,三代数播能换购这个不?
p2maomao 发表于 2018-3-6 06:46:37
那wifi信号好的话 用wifi连接 usb接界面是不是带宽就够了
flyleaf 发表于 2018-3-6 10:20:46
求教,目前比较好的同轴卡有哪些?
M_Furtwangler 发表于 2018-3-6 13:19:33
bd
zhzh0000 发表于 2018-3-6 13:38:12
楼主手工活儿漂亮
门的耳朵 发表于 2018-3-6 14:02:21
看看
门的耳朵 发表于 2018-3-6 14:07:05
淘宝上有很多树莓派的播放器了。目前来说,最便宜的是孙强的一体机,660的价格有9023解码和8804的同轴输出,包括电源!门耳朵的播放器用的是9028解码,相对侧重dsd播放,金属外壳;鼠版的树莓派电源很好!
门的耳朵 发表于 2018-3-6 14:08:27
老窖的sparky套装,和门耳朵的rock64也是不错的usb数字输出选择!
LeonBernieniv 发表于 2018-3-6 19:46:44
实时内核配上FIQ补丁后,听了段时间,树莓派的USB似乎也不那么脆弱,无论是SACD-ISO还是用WV打包的DFF
hav 发表于 2018-3-7 08:18:41
对楼主的电源改造比较感兴趣,还有那个同轴卡,能介绍得更通俗些不,尤其是和digione、digi+之类淘宝常见货色的对比
橙色柚子 发表于 2018-3-7 10:09:06
帮顶
hychychyc 发表于 2018-3-7 10:45:34
树莓派带宽能dsd512不
夜游人 发表于 2018-3-7 11:01:56
hav 发表于 2018-3-7 08:18
对楼主的电源改造比较感兴趣,还有那个同轴卡,能介绍得更通俗些不,尤其是和digione、digi+之类淘宝常见货 ...

        digione或者digi+都不是极致的双晶振方案,甚至电源都没有跟树莓派主板独立出来,输出也没有隔离,好处是鬼佬设计的,单靠这点应该可以捕获不少用家,孰优孰劣感觉没什么好说的。
        

点评

不懂别瞎比比,仔细看看,输出有没有隔离,那些低噪音ldo都是干嘛用的,就算外置电源还不一定讨得到便宜呢  发表于 2018-3-8 05:22
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