wersja mobilna | kontakt z nami

Stereofoniczna, cyfrowa linia opóźniająca

Numer: Lipiec/2016

Niegdyś linie opóźniające budowało się z zastosowaniem sprężyn i przetworników elektromechanicznych. Współcześnie do ich konstrukcji można zastosować układy cyfrowe, co daje nieporównywalnie większe możliwości. Można nie tylko opóźniać sygnał, ale również wprowadzać dodatkowe efekty akustyczne. Opisywane urządzenie to moduł linii opóźniającej, który przyda się przy tworzeniu własnych konstrukcji. Jest przy tym nieskomplikowany w budowie i łatwy w zastosowaniu. Rekomendacje: Stereofoniczna cyfrowa linia opóźniająca audio przydatna w systemach wielodrożnych do wyrównywania fazy poszczególnych pasm lub jako podstawowy moduł przy budowie efektów instrumentalnych

Pobierz PDFMateriały dodatkowe

rys-1Układ pracuje z sygnałem analogowym o poziomie liniowym. Przetwornik A/D dokonuje konwersji sygnału analogowego na cyfrowy w standardzie I2S. Specjalizowana pamięć TPA5052 (firmy Texas Instruments) opóźnia sygnał danych I2S pomiędzy wejściowym przetwornikiem A/D a wyjściowym D/A. Dzięki zastosowaniu układu opóźniającego, wykorzystywanego w telewizji cyfrowej do wyrównywania opóźnienia pomiędzy obrazem i dźwiękiem, budowa urządzenia jest nieskomplikowana, a osiągnięte parametry są bardziej niż zadowalające.

rys-2Częstotliwość próbkowania może być dostosowana do wymagań jakościowych i do obróbki sygnału audio może wynosić 96 kHz, do obróbki sygnału z instrumentów muzycznych w kanałach efektowych można obniżyć ją do 48 kHz. Maksymalny czas opóźnienia wynosi 170 ms przy częstotliwości próbkowania 48 kHz w każdym kanale i może być regulowany za pomocą zworek w 32 krokach (wspólnych dla obu kanałów). W trybie monofonicznym, przy połączeniu szeregowym obu kanałów, można uzyskać maksymalny czas opóźnienia 340 ms (2×8191 sampli).

Schemat blokowy cyfrowej linii opóźniającej pokazano na rysunku 1, a ideowy na rysunku 2. Sygnał wejściowy z gniazda IN, po odseparowaniu składowej stałej i podstawowej filtracji dolnoprzepustowej jest podawany na wejście przetwornika A/D typu PCM1803 (U1). Pracuje on w trybie master i jest taktowany zewnętrznym, stabilnym generatorem kwarcowym OSC o częstotliwości zależnej od zastosowania:

− 12,288 MHz dla częstotliwości próbkowania 48 kHz, do tworzenia dłuższych opóźnień i przy paśmie przenoszenia rzędu 20 kHz dla np. efektów instrumentalnych.

rys-3− 24,576 MHz dla częstotliwości próbkowania 96 kHz, krótszych opóźnień i pasma przenoszenia powyżej 40 kHz, w torach audio wysokiej jakości.

Sygnał I2S z przetwornika A/D jest doprowadzony do układu pamięci U2 typu TPA5052, której schemat blokowy przedstawiono na rysunku 3. Układ pamięci ma obwody wyciszania, dzięki którym zarówno podczas włączenia, jak i zmiany opóźnienia wyjście SDO jest wyciszane, co zapobiega niepożądanym efektom dźwiękowym.

Sygnały BCLK/LRCK dołączone są do pamięci i bezpośrednio rys-4do przetwornika D/A typu PCM5102 (U3). Sygnał danych SDI z przetwornika A/D zostaje opóźniony przez U2 i wyprowadzony do przetwornika D/A za pomocą wyjścia SDO. Układ U2 ma możliwość regulacji czasu opóźnienia w zakresie 255…8192 próbek za pomocą poziomów logicznych wyprowadzeń DEL0…DEL4 ustawianych zworkami DS. Po przetworzeniu D/A sygnał analogowy jest dostępny na złączu OUT.

Układ uzupełnia zasilacz 3,3 V z układem stabilizatora LM1117-3.3 (U4), zasilający część cyfrową urządzenia. Moduł jest zasilany napięciem 5 V DC z zewnętrznego stabilizatora. Napięcie to powinno być odpowiednio stabilne i „niskoszumowe”, ponieważ bezpośrednio zasila bloki analogowe przetwornika A/D. Moduł uzupełniają człony FBx/Cx/Cex filtrujące napięcia zasilające poszczególnych stopni układu.

Układ zmontowano na niewielkiej, dwustronnej płytce drukowanej. Sposób montażu jest typowy i nie wymaga opisywania, rozmieszczenie elementów przedstawia rysunek 4. Linia opóźniająca nie wymaga uruchomienia. Po zmontowaniu i sprawdzeniu poprawności działa od pierwszego włączenia.

Adam Tatuś, EP

Pozostałe artykuły

Radar ultradźwiękowy

Numer: Sierpień/2016

Prezentowane urządzenie to radar wykorzystujący fale ultradźwiękowe. Reaguje, gdy w jego zasięgu pojawi się obiekt wykonany z dowolnego materiału odbijającego dźwięki. Wyróżnia się tym, że współpracuje z czujnikami ultradźwiękowymi stosowanymi w motoryzacji, do systemów wspomagających parkowanie. Czujniki te są estetyczne, hermetyczne i łatwe w montażu, dzięki czemu urządzenie znajdzie wiele zastosowań. Rekomendacje: czujnik ...

Stacjonarny odtwarzacz audio Media PI

Numer: Sierpień/2016

W artykule przedstawiono stacjonarny odtwarzacz plików audio oparty o Raspberry PI. Podstawowym założeniem przy projektowaniu układu była prostota użytkowania i całkowita samodzielność urządzenia. Dzięki zastosowaniu dystrybucji Openelec, uruchomienie odtwarzacza sprowadza się do zainstalowania obrazu systemu na karcie SD. Rekomendacje: estetyczny, funkcjonalny odtwarzacz audio, który może uatrakcyjnić niejeden ? zwłaszcza starszy ...

Sterownik z modułem komunikacyjnym GSM

Numer: Sierpień/2016

Nieskomplikowane w obsłudze urządzenie, którym można sterować wysyłając wiadomości SMS. Do dyspozycji są dwa wyjścia z możliwością załączenia czasowego oraz dwa wejścia z funkcją alarmu. Rekomendacje: urządzenie może być szczególnie przydatne w okresie wakacyjnym. Umożliwi symulowanie obecności domowników oraz może powiadamiać np. o wejściu do mieszkania.

Komputer samochodowy Mee 2.0 (2)

Numer: Sierpień/2016

W poprzedniej części omówiliśmy ważniejsze części oprogramowania, w tym obsługę wyświetlacza TFT. Najwyższy czas na opisanie budowy komputera, pokazanie schematów ideowych oraz dołączenia do instalacji samochodu i sposobu jego obsługi.

Stabilizator z kompensacją spadku napięcia na przewodach połączeniowych

Numer: Lipiec/2016

Zasilanie urządzeń za pośrednictwem długich przewodów wiąże się z występowaniem na nich napięcia, które jest tym większy, im większa jest długość przewodów i natężenie prądu pobieranego przez odbiornik. Niekiedy ten spadek jest on na tyle duży, że odbiornik nie pracuje prawidłowo. Prezentowany stabilizator pozwala na skompensowanie tego zjawiska przez pomiar napięcia na odbiorniku i odpowiednie podwyższenie napięcia wyjściowego, ...

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Sierpień 2017

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym