Bm2114Dsp схема: DSP процессор для цифровой обработки звука на базе ADAU1701 купить в Мастер Кит. Драйвер, программы, схема, отзывы, инструкция, своими руками, DIY

BM2114dsp — Цифровой процессор звука

В этом материале мы рассмотрим модуль цифровой обработки сигналов звуковой частоты BM2114dsp, предназначенный для построения высококачественных аудиосистем и их точной настройки под пространство прослушивания.

Он способен полностью раскрыть потенциал любого усилителя и акустической системы, преобразить звук как профессиональных, так и бюджетных динамиков. Модуль можно с успехом использовать для построения домашних кинотеатров, систем оповещения, студий звукозаписи, обеспечения качественного звука в автомобиле и квартире, а также просто для удовлетворения потребностей любителей качественного звука.

Основные технические характеристики модуля BM2114dsp:

Модуль построен на микросхеме ADAU1701. Эта микросхема, разработанная фирмой Analog Devices, является полной однокристальной аудиосистемой с 28-/56-битным DSP (Digital Signal Processor), включающей в себя аналого-цифровые (АЦП, ADC), цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП, DAC), контроллеры интерфейса управления, шин I2C и SPI, а также систему PLL (ФАПЧ – фазовая автоподстройка частоты задающего генератора). Обработка звука включает в себя функции выравнивания (эквалайзер), усиления басов, обработки многополосной динамики, разделения частот (кроссовер), компенсации задержки и громкоговорителей, расширения стереобазы. Питание микросхемы осуществляется постоянным напряжением 3,3В.

Рис.1 Структурная схемы чипа ADAU1701:

Обработка звукового сигнала может быть использована для компенсации искажений, вносимых реальным окружением, свойствами среды прослушивания, размещением и ограничениями звукоизлучающих устройств. В конечном счете, обработка сигнала в ADAU1701 приводит к существенному улучшению качества звука, тем самым приближая результат к high-end студийному оборудованию.

Большая часть обработки выполняется в полном 56-битном режиме (с двойной точностью), что приводит к отличным результатам даже при низком уровне входного сигнала.

Модуль является полностью программируемым DSP. Для программирования используется программное обеспечение SigmaStudio™ с графическим интерфейсом, который позволяет визуально, в виде блоков и трасс, настраивать пути прохождения и способы обработки сигналов. При этом используются такие блоки, как фильтры, динамические процессоры, регуляторы уровня, а также интерфейс управления расположенными на плате модуля вводами-выводами общего назначения (GPIO), предназначенными для подключения внешних элементов регулировки: кнопок, переменных резистор, а также внешних АЦП, ЦАП и индикаторных светодиодов. Внешние элементы позволяют изменять параметры обработки сигнала при автономной работе без подключения к компьютеру.

Результатом программирования в SigmaStudio™ является код, который может быть загружен в постоянное запоминающее устройство микросхемы ADAU1701 и запущен при включении питания.

Для преобразования аналогового сигнала в цифровой и обратно в микросхеме используются сигма-дельта АЦП и ЦАП, что позволяет достичь высоких параметров преобразователей. Два АЦП и четыре ЦАП обеспечивают динамический диапазон 98,5 дБ. Каждый АЦП имеет THD+N (коэффициент нелинейных искажений + шум) на уровне -83 дБ, каждый ЦАП имеет THD+N на уровне -90 дБ.

Для программирования модуль подключается к компьютеру с помощью USB-разъема типа B, от которого он получает питание 5В. Питание 5В также можно подать на выводы 5V-IN и GND разъема PLS на плате. В качестве интерфейса USB использован микроконтроллер CY7C68013A фирмы Cypress с внешней памятью программ. Он способен поддерживать высокоскоростной обмен данными по стандарту USB. Драйвер входит в состав SigmaStudio™ и устанавливается при инсталляции программы. В операционной системе Windows (мы использовали Windows 7) модуль определяется в диспетчере устройств как Analog Devices USBi (programmed).

Для работы программы SigmaStudio™ не является обязательным подключение модуля к компьютеру. Вначале можно разработать и скомпилировать проект, а затем подключить модуль и загрузить в него код.

Разберем, как нужно включать модуль в состав звуковых систем.

Рис.2, 3 Внешний вид модуля BM2114dsp

На два входа модуля подается стереосигнал от источника, а с четырех выходов (в общем случае) снимается обработанный аудиопроцессором сигнал для дальнейшего усиления и подачи на акустические системы. Обращаем ваше внимание на то, что для каждого выхода нужен отдельный канал усиления. Приведем несколько типичных примеров построения аудиосистем.

Рис.4 Пример построения двухполосной стерео аудиосистемы

Рис.5 Пример построения трехполосной стерео аудиосистемы с субвуфером на основе двух модулей BM2114dsp

Рис.6 Пример построения четырехполосной  стерео аудиосистемы на основе двух модулей BM2114dsp

Для защиты высокочастотных динамиков рекомендуется подключать их через пленочный конденсатор. Емкость конденсатора в микрофарадах рассчитывается по формуле C=1000000/(2*3. 14*R*F), где R-сопротивление ВЧ-динамика в омах, F-частота в герцах. Частота выбирается в 3-4 раза ниже частоты раздела. Для недорогих динамиков можно использовать конденсаторы типа К73-16, К73-17.

При подключении внешних устройств к контактам GPIO есть некоторые особенности, которые следует обязательно учитывать.

Все устройства нужно подключать только при отключенном питании.

При подключении внешних устройств первым нужно подключать вывод GND (Земля).

Внешние устройства подключаются к контактам MPx напрямую. Контакты рассчитаны на работу с логическими уровнями 3,3В. Они не имеют защиты от помех, перенапряжения и переполюсовки. Соединительные провода, ведущие к внешним устройствам, должны быть как можно короче.

К модулю можно подключить четыре стерео АЦП и четыре стерео ЦАП. Внешние звуковые АЦП и ЦАП подключаются по шине I2S – одному из стандартных интерфейсов последовательной шины, использующейся для соединения цифровых аудиоустройств.

Назначение сигналов в шине I2S:

— BCLK  (Bit clock line) — тактовая частота для данных;

— LRCLK  (Word clock line) — частота дискретизации, равная 48кГц;

— SDATA (Данные, 2 канала).

Устройства на шине I2S могут работать в режимах Master или Slave (Ведущий или Ведомый). Только одно из подсоединенных устройств может работать в режиме Master. В режиме Master используются выводы MP10 и MP11. В режиме Slave — выводы MP4 и MP5.

Кроме того, контакты GPIO могут работать в режиме обычного (не звукового) АЦП.

В следующих материалах мы рассмотрим основы программирования в визуальной среде Analog Device SigmaStudio™, а также реализацию звуковых устройств на основе модуля BM2114dsp и других звуковых модулей Мастер Кит.

Простые устройства — Усилитель класса D

• 
  10.09.2019 16:49

• Родительская категория: Проекты

• Категория: Разное
• Автор: Генератор статей

• Просмотров: 3322

Функция звукового усилителя заключается в воспроизведении входного сигнала элементами выходной цепи, с необходимой громкостью и мощностью, точно, с минимальным рассеянием энергии и малыми искажениями. Усилитель должен обладать хорошими характеристиками в диапазоне звуковых частот, который находится в области 20–20 000 Гц. (Для узкополосных динамиков, таких как сабвуфер или высокочастотная головка, диапазон может быть уже). Выходная мощность варьируется в широких пределах в зависимости от назначения усилителя – от милливатт в головных телефонах до нескольких ватт в телевизоре и персональном компьютере (ПК), десятков ватт в домашней или автомобильной стереосистеме, наконец, сотен ватт в наиболее мощных домашних или коммерческих аудиосистемах для театров и концертных залов.

Простейший вариант реализации усилителя звука – использование транзисторов в линейном режиме, что позволяет получить на выходе увеличенное входное напряжение. Усиление в данном случае обычно велико (по меньшей мере, 40 дБ). Часто используется отрицательная обратная связь, так как она улучшает качество усиления, снижая вызванные нелинейностью усилительных каскадов искажения и подавляя помехи от источника питания.

В обычном усилителе выходной каскад содержит транзисторы, обеспечивающие необходимое мгновенное значение выходного тока. Во многих аудиосистемах выходные каскады работают в классах A, B и AB. В сравнении с выходным каскадом, работающим в D классе, мощность рассеяния в линейных каскадах велика даже в случае их идеальной реализации. Это обеспечивает D классу значимое преимущество во многих приложениях вследствие меньшего тепловыделения, уменьшения размеров и, соответственно, стоимости изделий, увеличения времени работы автономных устройств.

Выходные каскады линейных усилителей соединяются непосредственно с громкоговорителем (в некоторых случаях через емкости). Биполярные транзисторы в выходном каскаде обычно работают в линейном (активном) режиме при достаточно больших напряжениях между коллектором и эмиттером. Выходной каскад может также строиться на полевых транзисторах.

Энергия рассеивается во всех линейных выходных каскадах, поскольку при обеспечении выходного напряжения, по крайней мере в одном транзисторе каскада, неизбежно возникает отличный от нуля ток и напряжение. Мощность рассеяния сильно зависит от начального смещения выходных транзисторов.

В выходном каскаде, выполненном в классе A, один транзистор служит источником постоянного тока, протекающего через громкоговоритель даже в отсутствие сигнала. В данном классе можно получить хорошее качество звука, однако мощность рассеяния очень велика из-за большого постоянного тока, протекающего через выходные транзисторы (там, где ток нежелателен), даже в отсутствие тока в громкоговорителе (там, где ток собственно и нужен).

Построение выходного каскада в классе B практически исключает постоянный ток через транзисторы и существенно уменьшает мощность рассеяния. Выходные транзисторы в этом случае работают по двухтактной схеме, верхнее плечо обеспечивает положительные токи через громкоговоритель, нижнее плечо – отрицательные. Мощность рассеяния уменьшается потому, что через транзисторы протекает только связанный с сигналом ток, постоянная составляющая практически отсутствует. Однако выходной каскад класса B дает худшее качество звука вследствие нелинейного характера выходного тока при переходе через ноль (переходные искажения), что имеет место из-за особенностей включения/выключения выходных транзисторов.

В классе AB, являющемся компромиссом между A и B классами, постоянный ток смещения существует, однако гораздо меньший, чем в классе A. Небольшого постоянного тока смещения оказывается достаточно для устранения переходных искажений и обеспечения тем самым хорошего качества звучания. Мощность рассеяния в данном случае оказывается больше, чем в классе B, и меньше, чем в A классе, но все же количественно ближе к классу B. В этом случае, как и в классе B, необходимо управление выходными транзисторами для обеспечения больших положительных и отрицательных выходных токов.

Тем не менее, даже хорошо спроектированный усилитель класса AB характеризуется значительной мощностью рассеяния, так как средние значения выходных напряжений обычно далеки от напряжений на шинах питания. Большое падение напряжения между стоком и истоком приводит, таким образом, к рассеянию энергии.

Благодаря совершенно иному принципу, мощность рассеяния усилителя класса D гораздо меньше, чем в вышеперечисленных случаях. Ключи выходного каскада такого усилителя коммутируют выход с отрицательной и положительной шиной питания, создавая тем самым серии положительных и отрицательных импульсов. Такая форма выходного сигнала существенно уменьшает мощность рассеяния, так как при наличии напряжения ток через выходные транзисторы практически не идет (транзистор «закрыт»), либо, когда транзистор открыт и протекает ток, на нем падает небольшое напряжение. Мгновенная мощность рассеяния в этом случае минимальна.

Поскольку звуковые сигналы заметно отличаются от последовательности импульсов, для преобразования входного сигнала в набор импульсов необходим модулятор.

Частотный спектр сигнала модулятора содержит как звуковую составляющую, так и высокочастотную компоненту, которая появляется в процессе модуляции. Поэтому для уменьшения высокочастотной составляющей между выходным каскадом и громкоговорителем часто включается фильтр низких частот. Фильтр должен обеспечивать минимальные потери, чтобы не растерять преимущество экономичности импульсного режима работы выходного каскада. Фильтр обычно строится из емкостных и индуктивных элементов.

Таким образом, основное достоинство усилителей D-класса – высокий КПД. Однако есть и серьезный недостаток – частотный диапазон усилителя чаще всего бывает серьезно ограничен сверху. Именно это долгое время и было причиной применения этой технологии только в басовых моноблоках, рассчитанных исключительно на сабвуферное применение. Но, конечно же, с ее развитием и обычные широкополосные усилители D-класса уже давно перестали быть экзотикой и активно используются для построения домашних и автомобильных звуковоспроизводящих систем.

Компания Мастер Кит предлагает испытать преимущества таких усилителей. Рассмотрим некоторые усилители D-класса из ассортимента, предлагаемого в разделе Мультимедиа на сайте Мастер Кит.

1. MP3116mini – усилитель НЧ D-класс 2×50 Вт с регулировкой тембра (TPA3116)

Модуль построен на базе звуковой микросхемы D-класса TPA3116. Драйверы микросхемы имеют мостовое включение. Таким образом, достигается 50 Вт выходной мощности на канал с малыми интермодуляционными помехами и низким коэффициентом искажений. Благодаря высокому КПД микросхемы, более 90%, не требуется массивных радиаторов и систем активного охлаждения. На плате установлен регулятор громкости и регуляторы тембра ВЧ и НЧ, что делает усилитель боле удобным в применении.

Технические характеристики

Особенности:

• широкий диапазон питающего напряжения 5 В-24 В;
• защита от превышения температуры корпуса микросхемы;
• защита от короткого замыкания в нагрузке;
• высокая частота преобразования 400 кГц-1. 2 МГц, что позволяет получить качественный сигнал без применения громоздких фильтров для очистки ШИМ;
• высокий КПД более 90%;
• возможность подключения к линейному входу без предварительных усилителей и цепей согласования;
• применение замкнутой обратной связи обеспечивает отличный уровень подавления помех источников питания;
• на плате установлен регулятор громкости и регуляторы тембра ВЧ и НЧ.

2. MP3116 – усилитель НЧ D-класса 2×100 Вт (TPA3116)

Модуль построен на базе звуковой микросхемы D-класса. В модуле используются две отдельные микросхемы TPA3116, включенные в мостовом режиме. Таким образом достигается 100 Вт выходной мощности на канал с малыми интермодуляционными помехами и низким коэффициентом искажений. Благодаря высокому КПД микросхемы, более 90%, не требуется массивных радиаторов и систем активного охлаждения. На плате установлен регулятор громкости, что делает усилитель боле удобным в применении.

Технические характеристики

3. MP3116btl – усилитель НЧ D-класса 1×150 Вт для сабвуфера (TPA3116)

Модуль представляет собой мощный одноканальный усилитель для сабвуфера с фильтром для среза высоких частот. Универсальное питание позволяет использовать его в качестве готового усилителя для сабвуфера в машине или дома. Устройство можно использовать в качестве усилителя сабвуфера домашнего кинотеатра. Данный усилитель НЧ обладает минимальными коэффициентом нелинейных искажений, уровнем собственных шумов и широким диапазоном питающих напряжений и сопротивлений нагрузки. Для отключения фильтра и использования устройства в качестве обычного мощного монофонического усилителя необходимо удалить конденсатор C29.

Технические характеристики

4. MP3117box – усилитель НЧ D-класс 2. 1, 2×50 Вт, 1×100 Вт (TPA3116)

Устройство представляет собой качественный усилитель низкой частоты D-класса в DIY корпусе из прозрачного пластика. Благодаря применению отлично зарекомендовавшей себя микросхемы TPA3116, усилитель обладает минимальным коэффициентом нелинейных искажений, уровнем собственных шумов и широким диапазоном питающих напряжений. Он способен работать с любыми акустическими системами сопротивлением от 4 Ом до 16 Ом. В модуле имеется выделенный канал для сабвуфера мощностью 100 Вт. Усилитель мощности можно использовать как на открытом воздухе для проведения различных мероприятий, так и дома при изготовлении музыкального аудиокомплекса своими руками. Отлично подойдет для компьютерной акустики или домашнего кинотеатра. В модуле используются две отдельные микросхемы TPA3116. Одна из них используется в стереоканале, вторая, включенная в мостовом режиме, в канале сабвуфера. Таким образом, достигается 100 Вт выходной мощности на канал с малыми интермодуляционными помехами и низким коэффициентом искажений. Благодаря высокому КПД микросхемы, более 90%, не требуется массивных радиаторов и систем активного охлаждения. На плате установлен регулятор громкости, что делает усилитель боле удобным в применении.

Технические характеристики

Напряжение питания однополярное, В   —   5-24   Сопротивление подключаемой акустики, Ом   —   4-16   Максимальный ток потребления, А   —   9   КПД более, %   —   90   Диапазон воспроизводимых частот, Гц   —   14…40000   Частота среза канала сабвуфера, Гц   —   90   Коэффициент усиления, дБ   —   26   Максимальная выходная мощность фронт. , Вт   —   2×50   Максимальная выходная мощность саб., Вт   —   1×100   Рабочая температура, °C   —   0…+50   Габариты модуля в корпусе, мм   —   65×135×110   Вес, г   —   20

Предлагаем ознакомиться с другими материалами по теме усиления звука и построения домашних и автомобильных звукоусилительных систем на нашем сайте, например:

• Обзор усилителей звуковой частоты BM2043M и BM2043Pro
• Обзор темброблока BM2112 на микросхеме XR1075 BBE
• Обзор ФНЧ для сабвуфера
• BM2114dsp — Цифровой процессор звука
• Усилитель НЧ D-класс 2х50 Вт с регулировкой тембра

Источник: Радиолоцман

• Назад

• Вперёд

Добавить комментарий

Обсудить эту статью на форуме (6 ответов).

/pub/cbm/schematics/computers/c64/

/pub/cbm/schematics/computers/c64/

Вот несколько принципиальных схем Commodore 64.

картриджи@

Картриджи Commodore 64

дисков @

Дисководы

прошивка

@

Системная прошивка

руководство-html/

Руководство по обслуживанию Commodore 64 в формате HTML.

руководство/

Руководство по обслуживанию, компьютер модели C64, февраль 1985 г. PN-314001-02

сервисмануалы/

Сервисное и техническое руководство для C64

секс-64/

Портативный вариант Commodore 64

250469-rev.A-left.gif
2009-08-18
166347

250469-rev.A-right.gif
2009-08-18
134382

250469-rev.B-left-corrected2.gif
2020-05-06
165847

Содержит исправления по официальным схемам

250469-rev.B-right-corrected.png
2020-03-30
90769

250469-rev. B-right-corrected2.gif
2020-05-06
136060

Содержит исправления по сравнению с официальными схемами
Это номера схем 252311 или 252312

250469-rev.B-right.gif
2009-08-18
129880

Commodore 64c rev.A и rev.B (новый дизайн). Платы 64c имеют следующий текст
: PCB ASSY NO. 250469 и номер печатной платы. 252311 REV.A (или B на более новых платах
). Разница между двумя ревизиями заключается в микросхеме массива Gate
: микросхема версии B включает ЦВЕТНОЕ ОЗУ. Поэтому отличается только правая половина схемы
. Схемы REV.A
также имеет номер детали 252312.

250469_bne-1.gif
2020-01-18
626038

250469_bne-2.gif
2020-01-18
498353

Другая схема материнской платы C64 BN/E
Это номера схем 252311 или 252312

251138-1of2-l.gif
2009-08-18
296752

251138-1of2-left.gif
2020-01-18
189727

251138-1of2-right.gif
2020-01-18
164204

251138-2of2-left.gif
2020-01-18
189908

251138-2of2-r. gif
2009-08-18
291075

Принципиальная схема Commodore 64 251138 из Руководства по обслуживанию
Это для сборки печатной платы номер 250407-04 Rev A (CR)

251138-2of2-right.gif
2020-01-18
134973

Принципиальная схема Commodore 64 251138 из Руководства по обслуживанию
Это для сборки печатной платы номер 250407-04 Rev A (CR)

251469-1of2.gif
2009-08-18
284360

251469-2of2.gif
2009-08-18
235530

Commodore 64 принципиальная схема 251469 из Service Manual
Номер сборки печатной платы 250425-01, версия B и 240441-01, версия B-2.

252278-1.gif
2009-08-18
267284

252278-2.gif
2009-08-18
230917

Схема Commodore 64 252278. Похоже, это промежуточная версия
с уменьшенной стоимостью, с микросхемами памяти 64 КБ × 4, но небольшими ПЗУ.
Они предназначены для сборки печатной платы № 250466 Rev B-3

252312-left.gif
2009-08-18
626038

252312-right.gif
2009-08-18
498353

Немного лучшее сканирование 250469REV. A, с 8 уровнями серого.
Для сборки печатной платы № 250469 Rev E

326100.png
2009-08-18
524126

Схема машины

Commodore MAX (также известная как «VICKIE», VIC-10
и VC-10). Оригинал был очень шумным; контрастность улучшилась после сканирования
. В процессе сканирования по ошибке были пропущены верхний левый и нижний правый углы
. Увеличен правый нижний угол.

326106-1of2-left.gif
2020-01-18
203385

326106-1of2-right.gif
2020-01-18
165040

326106-1of2.gif
2009-08-18
263850

326106-2of2-left.gif
2020-01-18
195856

326106-2of2-right.gif
2020-01-18
196164

Схема

Commodore 64 326106 из руководства по обслуживанию. Это
для материнских плат PCB 326298-01 Rev A.

326106-2of2.gif
2009-08-18
281339

326106-процессор-левый.gif
2009-08-18
196832

326106-cpu-right.gif
2009-08-18
117603

326106-vic-left.gif
2009 г.-08-18
188463

326106-vic-right. gif
2009-08-18
174251

Схема Commodore 64, отсканировано с разрешением 360 DPI, 2 цвета. Похоже, что
— это та же схема (с ошибками), которая была опубликована в Справочном руководстве программиста Commodore 64
, но частично переведена на немецкий язык.
Часть vic содержит ПЗУ, SID, видеоконтроллер, ОЗУ, декодирование адреса
, порт расширения и пользовательский порт. Часть cpu содержит элементы Port
(CIA), CPU, AC-Adaptor, Timer, Port Layout. Все резисторы
0,25 Вт ±5 %, все конденсаторы указаны в мкФ, если не указано иное. Это
для материнских плат PCB 326298-01 Rev A.

c64-cassette-io.gif
2009-08-18
24774

Блок-схема кассетного ввода-вывода Commodore 64. Взято из Руководства по устранению неполадок
SAMS C64.

c64-powersupply.gif
2009-08-18
31193

Блок-схема внутреннего источника питания Commodore 64 (как
тактовые сигналы +12 В, +9 В и TOD генерируются на входе 9 В переменного тока).
Взято из руководства по устранению неполадок SAMS C64.

c64-r1.chips.gif
2009-08-18
52036

Схема расположения микросхем первой ревизии платы C64. Номер сборки
неизвестен, или, возможно, 251138. Взято из Руководства по устранению неполадок SAMS C64.

c64-video.gif
2009-08-18
22896

Блок-схема видеосхемы в первой версии платы C64.
Взято из руководства по устранению неполадок SAMS C64.

c64_external_power_supply_902503-02.png
2018-06-22
384569

PS Схема основана на схеме Уильяма Левака с исправлениями Дэйва Бьюкена

c64_scope.mhtml
2020-07-27
1683832

Показания прицела C64, с http://tech.guitarsite.de

c64bus.gif
2009-08-18
29785

Блок-схема сигналов шины в C64.

c64extps.gif
2009-08-18
39589

Блок питания Commodore 64, арт. 902503-02, вход 116В 60Гц 40Вт.
Это североамериканский блок питания, который можно разобрать.
Схема была нарисована Уильямом Леваком. По его словам, транзистор
и резистор на 300 Ом можно убрать и заменить регулятором напряжения стандарта
+5В 750мА, который намного надежнее.

C64SchematicP1.png
2014-11-10
10745377

Страница 1, на основе схемы из ProgRefGuide — Карстен Дженсен

C64SchematicP2.png
2014-11-10
9905076

Страница 2, на основе схемы из ProgRefGuide — Карстен Дженсен

циасид.gif
2009 г.-08-18
86159

Распиновка CIA и SID и общие данные

cpupla.gif
2009-08-18
89302

6510 и распиновка PLA и общие данные

maxschematic.jpg
2009-08-18
964251

Схема машины Макса

модулятор-251025.gif
2009-08-18
120096

Схема модулятора 251025 из Сервис мануала

модулятор-251696.gif
2009-08-18
83802

Схема модулятора 251696 из Сервис мануала

Модулятор_MD6_VA3403_UE3603.jpg
2020-04-13
176509

Частичная схема ВЧ-модулятора

, нарисованная Адрианом Блэком

README
2021-05-10
1609

Детали и версии прошивки для c64

ultimax.