Carte Audio Entrée/Sortie Analogique et S/PDIF

Fonctionnement

Le coeur du montage repose sur l'utilisation d'un circuit intégré de chez Texas Instruments, le PCM2906. Il regroupe dans un même boîtier un contrôleur d'interface USB, deux ADC (convertisseur numérique - analogique) et DAC (convertisseur analogique - numérique) delta-sigma ainsi qu'un décodeur/encodeur S/PDIF. N'étant pas un microcontrôleur, ce circuit intégré ne nécessite pas de programme pour fonctionner, avec comme principal avantage un fonctionnement ne dépendant pas d'un logiciel interne, et ne nécessitant pas de programmateur spécifique pour l'utiliser. Des informations très détaillées au sujet de sa mise en Ïuvre complète et de ses caractéristiques sont disponibles sur le site internet de Texas Instruments. Des exemples d'applications à la base de la réalisation proposée ici sont aussi exposées dans des documentations annexes.

Le circuit complet de la carte son est proposé ci dessous :

Alimentation

Le PCM2906 nécessite une alimentation de 3,3V. Il dispose pour cela de son propre régulateur de tension intégré permettant de réaliser une interface USB audio avec un unique circuit intégré. Cependant un second régulateur linéaire à très faible bruit (REG104) a été ajouté afin d'améliorer les performances analogiques du circuit. Ce régulateur fournit aussi la tension d'alimentation nécessaire aux amplificateurs opérationnels ainsi qu'aux transmetteurs à fibre optique. Chaque broche d'alimentation est découplée par un condensateur de valeur appropriée. Le circuit imprimé a été conçu afin de séparer soigneusement les alimentations des parties numériques des alimentations analogiques. La contamination des lignes analogiques par du bruit venant de la commutation extrêmement rapide des signaux qui sont véhiculés sur les lignes numériques est ainsi minimisée. Les plans de masses analogiques et numériques ont aussi été séparés de la sorte.

Préamplification

Les entrées ainsi que les sorties analogiques subissent un filtrage ainsi qu'une préamplification. Un condensateur de forte valeur (Ci) placé sur l'entrée permet de supprimer une éventuelle composante continue qui serait additionnée au signal audio. Un filtrage actif de second ordre réalisé par l'amplificateur opérationnel permet ensuite de supprimer toute fréquence trop élevée pouvant nuire à la qualité du signal audio. La fréquence F de coupure de ce filtre passe bas est donné par la relation :

avec ω la pulsation (ω = 2.π.F)

Les valeurs choisies pour ce montage donnent une coupure à une fréquence de 17,2kHz. Les valeurs de R1 et de R3 étant identique, le gain d'amplification est de 1.