Pico DSP - zestaw ewaluacyjny i moduł z procesorem audio DSP

Pico DSP - zestaw ewaluacyjny i moduł z procesorem audio DSP
Pobierz PDF Download icon
Na łamach EP opisywano procesory DSP z rodziny Sigma, które dzięki graficznemu interfejsowi użytkownika ułatwiają realizację nawet bardzo złożonych algorytmów obróbki dźwięku. Omawiano urządzenie DSP z ADAU1701, DSP "Mega" z ADAU1442, jednak współcześnie wiele aplikacji DSP dotyczy urządzeń mobilnych i przydałby się układ o nieco mniejszych możliwościach obliczeniowych, ale o prostszej aplikacji i mniejszym poborze mocy. Mamy nadzieję, że opisywany PicoDSP z ADAU1772 spełni te wymagania. Rekomendacje: zestaw umożliwia zapoznanie się z możliwościami procesora ADAU1772 oraz jego praktyczne zastosowanie w sprzęcie audio.

Układ ADAU1772 jest systemem audio typu SoC i integruje nie tylko rdzeń DSP, ale także kodek audio oraz pomocnicze układy peryferyjne. Jest przeznaczony do aplikacji mobilnych, w których umożliwia podstawową obróbkę sygnału audio, to jest: jak korekcja pasma przenoszenia, filtracja, miksowanie oraz ograniczanie poziomu. Może znaleźć zastosowanie w głośnikach bezprzewodowych, słuchawkach Bluetooth, telefonach lub odtwarzaczach przenośnych spełniając szczególnie ważny wymóg niewielkiej zajmowanej powierzchni, minimalnego poboru energii i niskiego kosztu aplikacji. Są to parametry nieosiągalne dla „klasycznych” aplikacji analogowych. Układ zastępuje od kilku do kilkunastu wzmacniaczy operacyjnych i towarzyszące im komponenty bierne.

Podstawowe cechy procesora ADAU1772:

- Obróbka sygnału z fs do 192 kHz.
- 4 24-bitowe przetworniki A/C, 2 24-bitowe przetworniki C/A.
- Tor audio o małej latencji.
- Wbudowane obwody polaryzacji mikrofonów elektretowych.
- Wbudowany driver dla słuchawek o małej rezystancji (do 30 mW/16 V).
- 4 bloki wzmacniacza PGA o programowym wzmocnieniu w torze A/C.
- Interfejs dwukierunkowy I2S, TDM.
- Współpraca z mikrofonami z interfejsem cyfrowym.
- Wbudowany modulator PDM dla wzmacniaczy cyfrowych.
- Konfigurowanelne 7 linii GPIO.
- Tryb Selfboot umożliwiający pracę bez zewnętrznego mikrokontrolera.
- Napięcie zasilania 1,8…3,3 V, mały pobór mocy (poniżej 50 mW).
- Łatwe programowanie w środowisku graficznym Sigma Studio (od wersji 3.14).

Moduł PicoDSP, którego schemat ideowy pokazano na rysunku 1, jest przewidziany jest jako moduł funkcjonalny włączany szeregowo w tor audio i służący do korekcji sygnału o poziomie liniowym (niższe poziomy można wzmocnić w PGA wbudowanym w DSP). Moduł ma jedno niesymetryczne wejście i wyjście stereofoniczne. Dla celu uproszczenia aplikacji jest pozbawiony elementów manipulacyjnych, takich jak potencjometry, przyciski czy enkodery. Program i konfiguracja są przechowywane w pamięci nieulotnej EEPROM, a do zasilania wystarczy akumulator litowo – polimerowy dostarczający napięcie 4,2 V lub zestaw trzech baterii „paluszków” LR6.

Sercem płytki jest procesora ADAU1772 (U1) i współpracująca z nim pamięć z interfejsem I2C typu 24C32 (U2). Po konfiguracji trybu Selfboot układ może pracować samodzielnie bez procesora nadzorującego (wyciągnięta zwora SB).

Układ zasilania zawiera stabilizator typu ADP160AUJZ-3.3 (U3) umożliwiający zasilanie zestawu ze źródła napięcia stałego 3,5…5,5 V.

Moduł ma jedno stereofoniczne gniazdo wejściowe IN i wyjściowe OUT w standardzie „Jack 3,5 mm”. Dla wygody, sygnały ze złącz są doprowadzone do listew SIP: INA, OUTA. Kondensatory C15…C18 separują wejścia i wyjścia od składowej stałej z DSP. Taktowanie DSP zapewnia wbudowany generator współpracujący z kwarcem XT 12,288 MHz. Rezystory R8 i R9 zasilają linie interfejsu I2C.

Układ jest programowany i konfigurowany identycznie, jak pozostałe procesory Sigma DSP – poprzez interfejs USBi dołączony do złącza USBI. Programator zapewnia także zasilania na czas testowania aplikacji. W module docelowym zasilanie VUSB (3,5…5,5 V) musi być doprowadzone do pinów 4 i 10 złącza USBI.

Układ zmontowano jest na niewielkiej, dwustronnej płytce drukowanej, której schemat montażowy pokazano na rysunku 2. Podczas montażu należy zadbać o poprawne przylutowanie pada termicznego procesora DSP oraz o zastosowanie gniazd IN/OUT najwygodniejszych dla aplikacji docelowej. Dla osób mających awersję do wykonywania obudów, mam dobrą wiadomość: PicoDSP mieści się w pudełku od zapałek lub w pojemniku po pewnych cukierkach, po których podobno się nie tyje.

Do programowania, a raczej konfigurowania układu ADAU1772 służy SigmaStudio w wersji od 3.14. To oprogramowanie jest udostępnione za darmo – wymaga jedynie rejestracji na stronie producenta. Jest to środowisko graficzne, w którym „rysujemy” schemat funkcjonalny urządzenia z gotowych, parametryzowanych bloków oraz określamy konfigurację sprzętową procesora.

Po poprawnym zainstalowaniu oprogramowania i sterowników USBi jest możliwe rozpoczęcie pracy z modułem PicoDSP. Po skonfigurowaniu układu i pamięci (rysunek 3) konieczne jest przejście od konfiguracji DSP zgodnie z rysunkami 4…8 do „narysowania” aplikacji, jak na rysunku 9 oraz zaprogramowania pamięci EEPROM (zwora SB zwarta) zgodnie z rysunkiem 10. Po zaprogramowaniu, wyłączeniu zasilania, zdjęciu zwory SBT i podaniu zewnętrznego zasilania, procesor DSP realizuje funkcje już bez pomocy USBi i środowiska Sigma Studio.

Kompletna dokumentacja ADAU1772 jest dostępna na stronie producenta oraz na stronie wsparcia technicznego http://ez.analog.com.

Adam Tatuś, EP

 

     


Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
czerwiec 2017
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Materiały dodatkowe
Zobacz też
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik lipiec 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio lipiec 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje lipiec 2020

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna lipiec 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich lipiec 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów