Excellence (1) : préamplificateur numérique à PGA2311

+5V+5VK3R1027ΩR1P110k10k+5V+5VSFH5110(TSOP1836)K2IC67805+5V+5VP2100ΩJP3C19100nD1R510kR6+5V1 2 3C162200µ 25VC14100nC15100nD45V6C2010µ25V12351k5+5V+5VIC3 312SFH5110(TSOP1836)+5V1 23 45 67 89 1011 1213 1415 1617 1819 2021 2223 2425 26K5T1R247kBC550C2 3 4 5 6 7 8 92 3 4 5783456911161819202122232425262729RA4/T0CKI RE1/WR/AN6RA5/AN4MCLR/THVRA0/AN0PGD/RB7RA1/AN1PGC/RB6RA2/AN2IC1 RB5RA3/AN3RB4RE0/RD/AN5RE2/CS/AN7PIC18LF452RC0/T1OSORC1/T1OSIPGM/RB3RC2/CCP1RB2RC3/SCKRB1RD0/PSP0INT/RB0RD1/PSP1RD2/PSP2 PSP7/RD7RD3/PSP3 PSP6/RD6SDI/RC4PSP5/RD5SDO/RC5PSP4/RD4TX/RC6RX/RC7OSC113C12OSC214 15X1C1334102444342413938373633323130K421MCLR43RB6RB76587MUTE109+5VSCLKSDATAI10kCSR7SDATAO10kJP1R8AINLAINR47k16R91923687ZCENAINLAINRCSSDATAISCLKMUTESDATAODGND4VD+IC2PGA2311PA5AGNDLC6100nVA+AOUTLAOUTRVA–AGNDR15 1012C210µ25VAOUTL14AOUTR1113AGNDLAGNDRC5100nJP2C4 C3100n 10µ25VC7 C1100n 10µ25VD25V6D35V6C10100nC9100nIC478057905IC5C11100nC8100nC182200µ25VC172200µ25VK1R318x 10kR414x 10k27p10MHz27pAGNDL2AGNDR2020046 - 11Figure 2. L’électronique du montage subdivisée en sous-ensembles analogique et numérique.lisme lors du réglage de la balance etpeut se targuer d’excellentes caractéristiques.Avantage additionnel, unepossibilité de pilotage numérique. Cecipermet d’envisager une (télé)commandeconfortable. Cette technologieest utilisée sur certains appareils ducommerce, chez les produits haut degamme de Jeff Rowland par exemple.Le PGA2311, dont la figure 1 donne lastructure interne, est un réglage devolume analogique stéréo pilotablenumériquement sophistiqué. Possibilitéde réglage des 2 canaux indépendammentdans un domaine allant de–95,5 dB à +31,5 dB en pas de 0,5 dB,ce qui se traduit par une plage deréglage de 127 dB. Le parallélismeentre les 2 canaux atteint, de mêmed’ailleurs que la précision de réglageabsolue, ±0,05 dB. De ce fait, il devientpossible d’implémenter aussi unréglage de balance vu que cette précisionde réglage absolue n’entraîne pasde tolérance. À noter en outre que lecircuit est en mesure d’attaquer directementune charge de 600 Ω.Lors d’une atténuation, un multiplexeur(MUX) commute les différentesrésistances. Le signal traverse ensuiteun tampon de sortie pouvant égalementservir, par le biais d’une réinjectionajustable, d’amplificateur (gain).Le pilotage se fait au travers d’uneinterface SPI sérielle. Au rythme de lacadence d’un signal d’horloge (SCLK)on a transfert de 16 bits via SDI vers lecircuit intégré, les 8 premiers bitsreprésentant la valeur de volume ducanal droit, les 8 derniers celle ducanal gauche. La valeur minimale, 0,correspond au silence (Mute), la valeurmaximale, 255, à un gain de +31, 5 dB.Il est possible, pour garantir une commutationsans le moindre bruit, d’activerune détection de passage par zéro(ZCEN = Zero Crossing ENable). Le circuitintégré analyse ensuite le signalde musique et tente d’effectuer la commutationlors d’un passage par zéro.S’il devait s’avérer impossible dereconnaître un passage par zéro aucours de 16 ms, la commutation estalors effectuée. En cas d’activation de ladétection de passage par zéro, la fonctionlogicielle Rampe est inactivée.Il est possible, en principe, de monter4circuits intégrés différents dans cemontage. Le tableau 2 donne leurs différences.Le concept d’origine vient duCS3310 de Crystal (Cirrus Logic) [4]. Leproduit concurrent de Texas Instruments,le PGA2310, est non seulementcompatible broche à broche mais deplus intrinsèquement meilleur. La possibilitéde traiter, si tant est que l’onfasse passer à 30 V la tension d’alimentationanalogique, des signauxallant jusqu’à 27 VCC, est très intéressante.Son successeur, le PGA2311,possède une diaphonie (séparation descanaux) encore meilleure. Lavariante A adoptée possède en outreune valeur de DHT+B (Distorsion HarmoniqueTotale + Bruit = THD+N enanglais) encore meilleure. Ceciexplique que nous ayons opté, dans leprésent projet, pour le PGA2311PA.Signalons en passant le PGA4311. Ils’agit de la variante 4 canaux duPGA2311; elle n’existe qu’en boîtierSOIC. Son utilisation ne requiert quede légères modifications au niveau dudessin des pistes et du programme.La centralede commandeLa platine principale constitue la centralede commande du préampli; étonnamment,elle ne comporte que peu decomposants. Cela tient à la densitéd’intégration des 2 circuits intégrésutilisés. La grande majorité des composantssert à la génération de tensionsd’alimentation propres.L’électronique est subdivisée en unepartie analogique et une partie numériqueinterconnectées par un microcontrôleurPIC18LF452 de Microchip [5], àregistres de 8 bits et instructions de6 bits, cadencé par un quartz de10 MHz, X1. Chez Microchip, la dénominationdes PIC est pour le moinsétonnante : ainsi, les PIC16F84,PIC16F628, PIC16F877 et PIC12F675,font partie de la famille PIC14, lePIC18LF452 utilisé ici faisant lui partie12elektor - 4/2004