Externe USB-Soundkarte mit optischen S / PDIF-Schnittstelle POF

8 Schritt:Schritt 1: Schritt 2: Schritt 3: Schritt 4: Schritt 5: Schritt 6: Schritt 7: Schritt 8:

Externe USB-Soundkarte mit optischen S / PDIF-Schnittstelle POF
Das Ziel des Projektes war es, eine externe USB-Soundkarte, die in der Lage sein könnte, zu erstellen:
1) dienen als üblich externe USB-Soundkarte mit Kopfhörer / Line-Ausgang und Audio-Line-Eingang
2) können die digitalen Audiodaten in relativ großen Zeitabstand übertragen (20m -100m)
3) empfangen und verarbeiten die digitalen Audiodaten zu senden von der ähnlichen Karte und übertragen sie entweder über den USB mit dem PC, oder konvertieren Sie sie in Audiosignal-Analog-
Wie Fernübertragungsmedien die POF gewählt.
Eine kurze Erklärung des POF-Technologie vorgestellt:

Was ist POF?
POF steht für Kunststoff-Lichtwellenleiter mit dem Begriff Kunststoff verwendet eine Vulgarisierung für Polymerwerkstoffe.
Der Faserdurchmesser 1 mm ist etwa 500-mal dicker ist als eine optische Glasfaser. 96% der Kerne überqueren Abschnitt führt moduliertes Licht für die Datenübertragung ähnlich wie optische Glasfaser-Anwendungen. Die maximale Übertragungsreichweite beträgt ca. 100m ohne Repeater aktiv. Polymerfasern sind für die Hochgeschwindigkeitsdatennetz in Wohnungen, Gewerbe und Industrie sowie in Autos und Flugzeugen verwendet werden. POF wird oft als optische Heimnetzwerk angesehen werden, da POF ist einfach zu installieren. Die Faser ist dünn ist, kann auf die gewünschte Länge durch ein scharfes Messer gekürzt werden und erfordert keine Anschlüsse an ihren Enden. Jeder kann die Einrichtung eines robusten, hohe Leistung und Ethernet-kompatible Netzwerk ohne Spezialwerkzeug.
Die wesentlichen Vorteile der POF-Netzwerke sind:
- Keine elektromagnetischer Strahlung
- Galvanisch getrennte Netzwerk
- Störfestigkeit gegen elektromagnetische Kopplung
- Keine elektromagnetische Übersprechen
- Flexibel, zuverlässig und wartungsfrei
- Geringes Gewicht
- Beständig gegen Feuchtigkeit, Hitze und Vibrationen
- Sichtbares Licht, augensicher ist

Zielgruppen und Anwendungs
Residential Networks
POF ist eine ausgezeichnete Lösung für Multimedia und intelligente Heimnetzwerke. Insbesondere ist POF geeignet als Netzwerk-Backbones, um sich gegenseitig zu verbinden TV, Set-Top-Boxen, NetTV, Spiele, PCs, Netzwerkserver (NAS), Internet und VoIP. Carrier Networks POF ist eine attraktive Lösung für Telekommunikationsunternehmen, Kabelnetze und Infrastrukturanbieter, um eine vollständig optische Lösung (Vertical Installationen GOF (optische Glasfaser), Horizontal (Boden) POF) bieten. Als elektrisch nichtleitend ist und gegen elektromagnetische Störungen immun "Kabel" ist POF die einzige kosteneffektive Lösung, die sowohl an Alt- und Neubauten passt.
Enterprise Networks
POF ist auch eine intelligente Alternative zur Kupferverkabelung im kommerziellen Umfeld. Im Vergleich zu Kupfer, hat POF folgende Vorteile: POF ist dünn und daher leicht zu installieren und zu verstecken. POF ist auch leicht erweiterbar und ausbaufähig, robust, elektrisch nicht leitend und zuverlässig. Industrial Networks
POF bereits über einen Track Record für den Anschluss von Ethernet-basierten industriellen Anwendungen, wie beispielsweise Steuergeräte innerhalb des Herstellungsprozesses, Industriesteuerungsmodule und Links in den Kontrollraum. POF ist oft die einzige erschwingliche Lösung, um die mechanischen, elektromagnetischen und chemischen Herausforderung einer industriellen Umgebung in einem funkenfrei erfüllen. Auto, Flugzeug und Bahn Networks POF räumt mit den Grenzen der heutigen Kupferleitungen in mobilen Anwendungen durch seine einzigartige Vorteile, wie zB wie geringes Gewicht, benötigt wenig Platz, Immunität gegen Vibrationen und Feuchtigkeit.

Weitere Informationen über die POF und einige High-Speed-Lösung finden Sie hier:
http://www.innodul.com

Schritt 1:

  1. Als Datenübertragungsprotokoll wurde beschlossen, die S / PDIF-Standard verwendet werden.

    Eine Internet-Recherche für geeignet für die Realisierung des Projektes Audio-Codec zeigte, dass die beste Lösung wäre die Texas Instruments (Burr-Brown) Chip PCM2906 sein.
    Hier können Sie den Chip Informationen zu sehen: http://www.ti.com/product/pcm2906c
    Für die POF-Sender / Empfänger Teil wurde die Firecomms OptoLock FC3000T. Es umfasst die Sende-LED und die empfangende PIN-Photodiode in einem Paket. : Weitere Informationen über das Gerät finden Sie unter dem Link zu finden http://www.firecomms.com/ . Die gebrauchte OptoLock ist analog. Unter Wunsch kann eine andere Art nach den neuen Anforderungen (in einigen Fällen Differential zu Single-Ended-Konvertierung verwendet (es gibt einige, die das Empfangsteil in der gleichen Paket eingebettet enthalten), aber die schematische und das PCB der aktuellen Implementierung muss geändert werden getan werden muss).

    Die Operationsverstärker und der lineare Regler verwendet werden, sind auch Produkte der Firma Texas Instruments. (Für den Audio-Verstärker besser OPA2353UA statt OPA2340UA verwenden, wie in den Adler-Dateien angegeben)
    Der Mikroschalter kommt aus http://www.te.com . Die Elektrolyt-Kondensatoren Tantal. Die Widerstände Metallschicht-Geräte.
    Die Schottky-Diode Anforderungen sind: VF ≤ 350 mV bei 10 mA, IR ≤ 2 uA bei 4 V. I haben BAT43 verwendet.

    Die Audio-Buchsen sind vom Typ MJ-352WO (MJ-352). Können bestellt werden bei http://www.farnell.com Artikel # 1267400 -.

    Für das Projekt verwendet werden 12 MHz Quarz, anders als die, die ich verwendet (NMP120 von SARONIX), aber die Oszillator Kondensatoren müssen nach ihren Datenblatt verwendet werden.

    Das Projekt wurde durch die Verwendung der Freeware-Software CadSoft EAGLE Light Edition entwickelt.
    Es kann hier heruntergeladen werden: http://www.cadsoftusa.com/download-eagle/freeware/?language=en

    Der Schaltplan und die Platine Ansichten werden auf den Bildern dargestellt.

Schritt 2:

  1. Externe USB-Soundkarte mit optischen S / PDIF-Schnittstelle POF
    Als Download sind auch die Eagle Dateien. Sie sind frei, sie für Ihr Design und PCB-Aufträge verwenden. Die Größe der Leiterplatte ist fast genau die Hälfte euro-board. Auf diese Weise können Sie zwei PCB-s auf einmal bestellen.
    Die Platten wurden durch die Olimex produziert. http://www.olimex.com/ - sowohl PCB-s mit einem doppelseitigen Metallschichten kostet ~ 50 USD und die Qualität ist sehr gut. (Schleifscheibe Schneide empfohlen).

    Die Stückliste (BOM) von der Eagle-Datenbank extrahiert werden.

    Die PCB -s sind für SMD-Geräte entwickelt. Wie zu löten diese Art von Geräten kann in Internet erlernt werden. Im instructables.com existieren auch viele instructables dies erklärt. Auch für erfahrene Techniker wird eine Herausforderung, um einige dieser Geräte löten, weil sie haben sehr kleine pin Spielfeld. Es kann auf den Bildern zu sehen ist, als auf der einen Leiterplatte habe ich durch das Loch Kondensatoren setzen. Wenn Sie die SMD diejenigen nicht finden können, können Sie auch diesen Ansatz verwenden. Ein anderer Vorschlag - vor Jahren wurde empfohlen, dass die Chips müssen zuletzt am PCB gelötet werden ihre schädigende zu verhindern. Gegenüber, werde ich beraten, zunächst die Codec-Chip zu löten, und nach, dass die Peripherie-Geräte. Auf diese Weise wird der freie Zugang zu den Stiften des Chips durch Lötkolbens nicht gestört wird. Selbstverständlich sind alle Löten Anforderungen an die EGB-Vorschriften müssen berücksichtigt werden.

Schritt 3:

  1. Externe USB-Soundkarte mit optischen S / PDIF-Schnittstelle POF
    Das Projekt kann in einigen verschiedenen Formen durchgeführt werden:
    1) nur USB-Audio-Karte mit Audio-Ausgang - der POF-Sender / Empfängerteil und Audio-Eingangsverstärker wird nicht montiert werden
    2) USB-Audio-Karte mit Line-Eingang (auf dem Bild dargestellt - die rote Linie zeigt die Grenze des besiedelten PCB-Bereich)
    3) USB-Audio-Karte mit POF-Sender
    4) USB-Audio-Karte mit POF Sender und Empfänger

    Das Bild zeigt die Implementierung für die Phase 1) und 2) - Nur USB Audiokarte ohne optische Schnittstelle

Schritt 4:

  1. Externe USB-Soundkarte mit optischen S / PDIF-Schnittstelle POF

    Externe USB-Soundkarte mit optischen S / PDIF-Schnittstelle POF

    Um die digitalen Audiodaten in großer Entfernung von mindestens zwei getrennten Platinen hergestellt werden müssen übertragen werden (in einer Form 4 an wenigstens einer von ihnen, kann der andere in Form 3 sein). Zu Testzwecken eine einzige Platine in Loop-Konfiguration verwendet werden (nur ein Draht des POF-Kabel in der OptoLock als einzige Schleife eingefügt), sondern um die Verwirrung innerhalb der Codec die S / PDIF-Eingangsleitung unterbrochen werden muss, oder die Schwelle zu verhindern Spannung des S / PDIF-Empfänger Komparator muss abgestimmt werden in der Nähe des Versorgungspotentials von dem Potentiometer sein.

    Wenn richtig montiert und verlötet die USB-Karte wird von Windows automatisch erkannt und keine Treiberinstallation erforderlich ist. Für Windows 7 und einem oberen PCM2906c Version benutzt werden muss. Für Windows XP PCM2906b wird zu funktionieren. Auch unter Linux die Karte muss nutzbar.

    Die Klangqualität ist unglaublich.

Schritt 5:

  1. Externe USB-Soundkarte mit optischen S / PDIF-Schnittstelle POF

    Externe USB-Soundkarte mit optischen S / PDIF-Schnittstelle POF

    Externe USB-Soundkarte mit optischen S / PDIF-Schnittstelle POF

    A bord auf Stufe 3) durchgeführt wird, auf den nächsten Bildern gezeigt.

    Unter Verwendung der Mikroschalter der S / PDIF-Daten transmisson können aktiviert / deaktiviert werden. Am Ende des POF-Kabel zu sehen ist das modulierte rote Licht. (Nicht gefährlich für die Augen)

Schritt 6:

  1. Externe USB-Soundkarte mit optischen S / PDIF-Schnittstelle POF

    Externe USB-Soundkarte mit optischen S / PDIF-Schnittstelle POF

    Externe USB-Soundkarte mit optischen S / PDIF-Schnittstelle POF

    Eine Platte in Form 4 zusammengebaut ist auf den Bildern dargestellt. Es wurde in Schleifenkonfiguration verbunden - es optische Sender wurde auf seinen eigenen optischen Empfänger verbunden ist.
    Die Wellenumfang Diagramme des POF S / PDIF-Empfänger sind auf den folgenden Bildern dargestellt.
    Verschiedene Tests mit verschiedenen POF-Kabellänge durchgeführt wurden.
    Um die optimalen Ergebnisse der Wert R32 * kann für verschiedene POF Kabellängen geändert werden zu erreichen.

Schritt 7:

  1. Externe USB-Soundkarte mit optischen S / PDIF-Schnittstelle POF

    Externe USB-Soundkarte mit optischen S / PDIF-Schnittstelle POF

    An Experimenten mit POF-Kabel über 200m wurden durchgeführt, aber das Signal war sehr Woche als S / PDIF-Standard anerkannt werden.

Schritt 8:

  1. Externe USB-Soundkarte mit optischen S / PDIF-Schnittstelle POF

    Externe USB-Soundkarte mit optischen S / PDIF-Schnittstelle POF

    Schließlich zwei komplett montierten Platten wurden zusammen über POF-Kabel ~ 20m verbunden.
    Die Rahmen Wellendiagramme des POF S / PDIF zeigen die Signalform an der PCM2906 SPDIF Dout Stift (die grüne Linie) und dem Signal am otput des optischen Empfängers Komparator (Din von PCM2906 - zweite Platte).

    Die einzige Anpassung an unterschiedliche Kabellängen benötigt POF ist die Schwellenspannung des Komparators POF Empfänger. Um diese Schwelle feinjustiert ein Oszilloskop benötigt haben.

    Natürlich andere Art von Operationsverstärker für den optischen Empfänger kann auch verwendet werden - ich werde empfehlen, JFET Eingangsoperationsverstärker (sie niedriger Eingangskapazität haben) mit hoher BW (über 100 MHz) und hohe SR zu verwenden. Wenn Einzel OPAMP verwendet, muss die Schaltpläne / PCB geändert werden und zusätzliche schnelle Vergleicher hinzugefügt werden.