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Pour avoir une sortie son de "qualité" sur un Raspberry Pi il existe deux grandes solutions

• un USB-DAC
• un I2S-DAC

Afin d'avoir une solution entierement intégré, je vais couplé DAC + Ampli afin de pouvoir brancher les hauts parleurs sur la carte.
Intégrer aussi les étages alim', comme le projet HiFi Berry
http://www.hifiberry.com/amp

Il existe un certain nombre de projet décrivant l'une ou l'autre des solutions mais c'est moins fun que de le faire soi-même.
Exemple :
http://blog.koalo.de/2013/05/i2s-support-for-raspberry-pi.html
http://www.tjaekel.com/T-DAC/raspi.html

Fonctionnalitées :¶

• alimentation unique : récup' de PC portable ~18V DC
• Sortie stéreo : 8 ohms
• Ampli Classe D 2x25W
• DAC : 32 bit

Voltage Regulator¶

Le regulateur de tension doit être choisi avec attention du fait de son utilisation pour un circuit audio. Il faut en choisir un "low noise".

DAC (Digital Analogic Converter)¶

J'en ai choisi un commandable chez Mouser, pas trop cher et facilement mis en oeuvre.

• DAC : PCM5100A http://www.ti.com/lit/ds/symlink/pcm5100a.pdf

Il utilise le bus I2S (Integrated Interchip Sound) en entrée et permet de sortir directement sur un ampli.

Ampli¶

• Ampli Classe D 2x25W : TPA3123D2 http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tpa3123d2.pdf

Audio Synchrone ou Asynchrone¶

D'après les audiophiles, il vaut mieux avoir de l'audio asynchrone car on maitrise la stabilité de l'horloge, alors que celle que pourrait générer (bitbanging) le Raspberry ne serait pas assez stable.
Il faut donc rajouter un quartz au DAC.

Pour la fréquence de l'horloge, il faut se reporter p4 de la datasheet paragraphe MCLK. La fréquence du quartz est proportionnelle à la fréquence d'échantillonage que l'on veut convertir. Qui peut le plus peut le moins donc on va partir sur un quartz à 50MHz (valeur max du tableau)

Quartz¶

J'ai trouvé un très bon document présentant l'ensemble des oscillateurs existant (fichier)
Pour notre projet on a besoin d'un CXO (clock crystal oscillator) ou dérivé :
*l’oscillateur à quartz thermostaté pour éviter les dérives en température ou OCXO( owen controlled crystal oscillator)
*l’oscillateur à quartz compensé en température par un capteur de température ou TCXO( thermaly compensedcrystal oscillator) assurant une meilleure stabilité que le CXO avec une consommation plus faible que le OCXO
*l’oscillateur à quartz commandé en tension ou VCXO( voltage commandedcrystal oscillator), la tension de commande permettant de corriger la fréquence par un dispositif extérieur ou d’utiliser l’oscillateur dans une boucle à verrouillage de phase
*l’oscillateur à quartz commandé en tension et compensé en température ou TCVCXO

Plus on descend dans la liste ci dessus plus les oscillateurs sont cher. Compte tenu de l'ampli et des enceintes que je vais mettre à la sortie, je vais me contenter d'un OCXO
http://www.mouser.fr/ProductDetail/Vectron/OX-2022-EAE-1080-49M1520000/?qs=lSMJe13TEyCqNSbGz7Syhw%3d%3d

Bus I2S¶

Dans sa revision 2.0 le Raspberry à le bon gout de fournir les pins necessaire pour communiquer sur ce Bus (header P5) et Raspbian dans sa derniere version fourni le module noyau pour que ça marche.

Circuit¶

Rien de plus simple, on suit les datasheets du constructeur.

Biblio¶

Bus I2S
http://fr.wikipedia.org/wiki/I2S

GPIO Raspberry B
http://elinux.org/RPi_Low-level_peripherals#P5_header

GPIO Raspberry B+
http://www.tjaekel.com/T-DAC/files/RPi-Bplus_guideline.pdf

Branchement I2S sur Header P5