Updated(16/02/2021): Added a PCB image file and Eagle CAD file.
ในยุคที่คอมพิวเตอร์โน็ตบุ๊คเข้ามาแทนที่คอมพิวเตอร์แบบตั้งโต๊ะ การจะต่อ DAC เข้ากับเครื่องเพื่อมเพิ่มคุณภาพเสียงก็คงต้องอาศัย DAC ที่สามารถรองรับ USB ได้เท่านั้น ในวันนี้เราจะทำ Sound Card USB ที่สามารถส่งสัญญาณแบบ S/PDIF ได้ และสามารถใช้เป็น Sound Card เสียบหูฟังได้ในตัวได้ด้วย โดย Chip Burr-Brown PCM2706 ที่เลือกใช้ในวันนี้เป็น Chip ที่สามารถใช้งานได้ง่ายเนื่องจากใช้อุปกรณ์ภายนอกน้อย และไม่ต้องใช้ Driver ในการติดตั้งอีกด้วย
Nowadays Portable computers are increasing in popularity over a Desktop Computer. So to connect a higher quality audio DAC we would be left with the only choice the USB interface.
This project is simple to make a USB Sound Card with adequate quality for Laptop use. While also provide S/PDIF Coaxial Output for connection to a higher quality External DAC. The Burr-Brown PCM2706 was selected because of a minimal external component and not requiring drivers.
วงจรที่ใช้ในโปรเจ็กนี้เป็นวงจรที่ดัดแปลงมาจากวงจรใน Datasheet.
Circuit use in this project is derivative from a Datasheet Circuit with only a few minor changes.
สำหรับแผ่น PCB ในโปรเจ็กนี้ออกแบบด้วยโปรแกรม Eagle โดยเป็นแผ่น PCB แบบด้านเดียว เพื่อให้ง่ายต่อการสร้าง
I use Eagle for my PCB designing. This is a single-sided PCB since we gonna use a home-made laser toner-transfer method.
ไฟล์ PCB ความละเอียด 1200 dpi.
This PCB image is 1200 dpi.
Download PCB and EagleCAD files.
ทำการพิมพ์ลายปริ้นลงบนแผ่นฟิล์มแล้วรีดติดลงบนแผ่นทองแดงที่เตรียมไว้
The Laser Toner has been printed to a waxed paper and then heat-transferred to a copper PCB.
สำหรับน้ำยากัดปริ้นในรูปเป็นน้ำยาสูตรทำเอง ซึ่งเป็นส่วนผสมระหว่าง เป็ดม่วง กับ ไฮโดรเจนเพอออกไซด์ ซึ่งในสูตรนี้ยังไม่สมบูรณ์แบบเท่าใหร่เนื่องจากมีอัตราการกัดที่เร็วเกินไปทำให้ควบคุมได้ยาก อาจจะต้องลดปริมาณไฮโดรเจนลงซักหน่อย
Etching in a home-brew etching solution made of bathroom cleaner (HCl) and Hydrogen Peroxide (H2O2). Not a very perfect etching formula since it eating copper too fast to be controlled. May have too much H2O2.
แผ่นปริ้นที่เสร็จแล้ว - The finished PCB.
ตัว Sound Card ที่เสร็จแล้ว - Completed Sound Card.
ด้านหลัง - Backside.
การทดสอบ - Testing
บน Windows 7 ใช้ได้ - On Windows7 Passed.
บน Mac OSX (Mountain Lion) ใช้ได้ - On Mac OSX (Mountain Lion) Passed.
ทดสอบการเล่นแบบ Bit-perfect โดยใช้ไฟล์ dts_the_other_side_44khz บนโปรแกรม foobar แบบ WASAPI ผ่านพอร์ต S/PDIF ผ่าน
Bit-perfect test using dts_the_other_side_44khz played on foobar via WASAPI through S/PDIF Passed.
ทดสอบประสิทธิภาพ - Performance Testing.
ในขั้นตอนนี้เราจะทดสอบ Sound Card ที่ทำเสร็จด้วยโปรแกรม RMAA เพื่อ วัดคุณสมบัติทางเทคนิกต่างๆ เช่น การตอบสนองความถี่, ความเพี้ยน, สัญญาณรบกวน เป็นต้น โดยการทดสอบนี้อาจไม่แม่นยำนักเนื่องจากการทดสอบทำบน Sound Card ธรรมดา(X-Fi Xtreme Music) ส่วนผลการทดสอบในส่วนของ Sound Bluster Play มีใว้เพื่อการอ้างอิงเท่านั้น โดย Sound Card ทั้งสองรองรับสัญญาณได้ถึง 48 KHz 16 bit แต่ในการทดสอบนี้จะทำที่ 44.1 KHz
We will test our home-brew sound card with RMAA measurement software to evaluate its Frequency Response, THD, Noise level through the noise-related measurement may not be very accurate since I use a computer sound card for measurement (Testing hardware: X-Fi Xtreme Music). The Sound Bluster Play result is for reference only. Both sound cards support up to 48 kHz 16 bit. But in this test, I will use 44.1 kHz.
ผลการตอบสนองความถี่ ที่ 44.1 kHz 16 bit. - Frequency response at 44.1 kHz 16 bit.
ผลการทดสอบ - RMAA Result.
สรุป - Conclusion
จากผลการทดสอบ Sound Card นี้ถึอว่ามีคุณภาพที่ใช้ได้ดีในระดับหนึ่ง แต่แน่นอนว่าด้วยงบประมาณและความเรียบง่ายของระบบแล้วคงไม่ต้องเทียบกับ Card ระดับ audiophile แน่นอน นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นพอร์ต S/PDIF เพื่อใช้เชื่อมต่อกับ DAC ที่มีคุณภาพดีกว่าได้อีกด้วย
และด้วยอุปกรณ์เสริม Camera Connection Kit เครื่องนี้สามารถต่อเข้ากับอุปกรณ์ IOS Device ได้อีกด้วย (ทดสอบกับ IPAD2)
ข้อจำกัดของเครื่องนี้คือสามารถรอบรับ Sampling Rate ได้ไม่เกิน 48 KHz ที่ 16 bit เท่านั้น เนื่องจากเป็นข้อจำกัดของตัว Chip ที่ใช้
This USB Sound Card sound quality is a good performer with decent sound quality. It still definitely not an audiophile kind of card. But consider that It simplistic construction and a driver-free cross-platform operation. It is nice to have a portable sound card. With a S/PDIF output for connection to a higher quality, dedicated external DAC.
With the addition of the Camera Connection Kit, this unit can also connect the IOS Device (tested on IPAD2).
A current limitation of this unit is the maximum sampling rate is limited to 48 kHz at 16 bit only due to the the chip limitation.
