Multimedialny zawrót głowy. Oferty analogowych i cyfrowych podzespołów multimedialnych

Multimedialny zawrót głowy. Oferty analogowych i cyfrowych podzespołów multimedialnych
Pobierz PDF Download icon
Prezentujemy przegląd elektronicznych podzespołów multimedialnych. Ponieważ ta tematyka jest bardzo szeroka, w artykule zaprezentujemy podzespoły z ofert firm elektronicznych, z akcentem na na najnowsze i nietypowe układy. Wśród opisanych podzespołów znajdują się m.in.: wzmacniacze audio klasy D, transmitery dla bezprzewodowych torów audio, wzmacniacze z DSP, kodeki audio, przełączniki i potencjometry audio.
76 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 11/2009 Wybór konstruktora Dodatkowe materiały na CD Asahi Kasei Microdevices Corporation Firma AKM produkuje: ? generatory sygnału zegarowego, ? układy audio USB, ? przełączniki analogowe, ? wzmacniacze klasy D, ? procesory dźwięku, ? kodeki audio, ? przetworniki C/A. Spośród tych produktów zwrócimy uwagę na szeroką ofer- tę przetworników C/A  przeznaczonych dla aplikacji audio. Są to układy o  rozdzielczości 24-/32-bitów i  częstotliwości próbkowania 8...216 kHz. Drugim mocnym działem firmy są cyfrowe kodeki audio. Wśród kodeków AKM znajdziemy zarówno prostsze układy z dwoma kanałami audio jak i bardziej rozbudowane. Układ AK4691 ma cztery 16-bitowe przetworniki A/C i dwa przetworniki C/A. Ma wbudowane wzmacniacze: słuchawkowy, mikrofonowy i głośnikowy. Interesują- cym układem jest AK4650, który ma dodatkowo sterownik ekranu dotykowego. Multimedialny zawrót głowy Oferty analogowych i cyfrowych podzespołów multimedialnych Prezentujemy przegląd elektronicznych podzespołów multimedialnych. Ponieważ ta tematyka jest bardzo szeroka, w  artykule zaprezentujemy podzespoły z  ofert ?rm elektronicznych, z  akcentem na na najnowsze i  nietypowe układy. Wśród opisanych podzespołów znajdują się m.in.: wzmacniacze audio klasy D, transmitery dla bezprzewodowych torów audio, wzmacniacze z  DSP, kodeki audio, przełączniki i  potencjometry audio. Próba przestawienia pełnej oferty rynkowej, ze zwróceniem uwagi na interesujące układy, jest niemal niemożliwa z następują- cych powodów: ograniczonego czasu przygotowania artykułu i jego objętości oraz tempa zmian na rynku w asortymencie tych układów. Przedstawiono więc tylko ogólny zarys linii produktowej producen- tów podzespołów audio. Zachęcamy Czytelników do zaznajomienia się z Kursem Audio publikowanym w EP08/2008...EP11/2008, gdyż omówiono w nim niektóre z tych elementów. Wybór konstruktora 77ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 11/2009 Oferty analogowych i cyfrowych podzespołów multimedialnych Wśród układów z interfejsem, USB AKM oferuje przetworniki A/C 16-bitowe mono- i stereofoniczne o programowo ustawianej częstotli- wości próbkowania z zakresu 8...48 kHz. Układy mają wbudowany wzmacniacz o  programowalnym wzmocnieniu. Układ AK4571 jest kodekiem z dwoma przetwornikami C/A (dla słuchawek) oraz jednym kanałem A/C (dla mikrofonu). Firma produkuje też procesory dźwięku dla systemów TV. Układ AK4141 jest dekoderem stereo formatu NICAM, A2 i EIA-J, a AK4140 jest dekoderem dbx-TV. Innym interesującym układem, sterowanym za pośrednictwem interfejsu I2 C, jest AK7600, który ma 1 jedno wej- ście stereo (2 kanały) i trzy wyjścia stereo. Dzięki wbudowanemu pro- cesorowi DSP, układ ten ma 5 pasmowy equalizer, analizator widma oraz niezależny 6-kanałowy obwód opóźniania sygnałów i trzy filtry wyjściowe typu Cross Over. Austria Microsystems W ofercie tej firmy znajdziemy: ? przełączniki audio, ? potencjometry cyfrowe, ? mikrokontrolery ?audio?, ? układy aktywnego usuwania szumów, ? wzmacniacze audio 1,6 W, ? kodeki, ? wzmacniacze operacyjne. Układy zfunkcją aktywnego usuwania szumów (Active Noise Cancellation) AS3501 AS3502 są wzmacniaczami słuchawkowymi, które mają obwody redukcji szumów. Układy AS350x mają wbudo- waną pamięć OTP do przechowywania nastaw i parametrów kalibra- cyjnych dla mikrofonów współpracujących z  obwodami usuwania szumu. Zasilane są napięciem 1...1,8 V. Kodeki AS35xx są przeznaczone do stosowania w urządzeniach z  zasilaniem bateryjnym. Mają wbudowane stabilizatory napięcia LDO, obwody zasilania podświetlenia oraz obwody ładowania baterii. Wyposażono je również w przetworniki A/C i C/A, 2 wejścia mikrofo- nowe, wzmacniacz słuchawkowy 2x60 W oraz interfejsy I2 S i S/PDIF. Cirrus Logic Firma Cirrus Logic ma szeroką ofertę podzespołów multimedial- nych, wśród których są: ? procesory DPS audio, ? kodeki, ? konwertery audio dla komputerów PC, ? wzmacniacze cyfrowe, ? układy kontroli głośności, ? konwertery audio dla urządzeń przenośnych, ? przetworniki A/C i C/A audio, ? układy interfejsowe, ? układy SoC audio, ? układy z rodziny CobraNet. Rodziną układów firmy Cirrus Logic, na które należy zwrócić uwagę, jest CobraNet. Technologia CobraNet pozwala na przesyłanie sygnałów audio poprzez standardową sieć Ethernet, z  możliwością dynamicznego kierowania ruchem z wielu źródeł do wielu wyjść. Na technologię CobraNet składają się: protokół CobraNet oraz podzespo- ły. Do przetwarzania sygnałów dźwiękowych i przesyłania przez sieć CobraNet służą procesory audio DSP CS4961xx. Są to 32-bitowe ukła- dy o prędkości wykonywania instrukcji 120 MIPS. Aby w  pełni wykorzystać możliwości protokołu CobraNet, fir- ma Cirrus Logic oferuje układy interfejsowe dla 1, 8, 16 (CM-1) lub 32 (CM-2) kanałów audio (przy częstotliwości próbkowania 48 kHz) w trybie full-duplex. Układy oznaczone symbolami CM-1 i CM-2 są przystosowane do łącza Ethernet o przepustowości 100 Mb/s. Ukła- dom można zadać żądane maksymalne opóźnienie przesyłanego sy- gnału 1,33, 2,66 lub 5,33 ms. Więcej informacji na temat platformy CobraNet dostępne jest pod adresem www.cobranet.info. AS3572 jest mikrokontrolerem o obniżonym zapotrzebowaniu na energię, w którym zastosowano peryferia ?audio?. Rdzeniem układu jest ARM922TDMI z 8 kB pamięci cache i 320 kB pamięci SRAM, któ- ry jest taktowany sygnałem zegarowym o częstotliwości 20...266 MHz. Do układów peryferyjnych audio należą: przetworniki sigma-delta A/C (20-bitowy z 90 dB SNR) i D/C (18-bitowy z 94 dB SNR) o często- tliwości próbkowania 8-48 kHz i z regulacją wzmocnienia (32 kroki po 1,5 dB + wyciszenie), różnicowe wejścia mikrofonowe z regulo- wanym wzmocnieniem, dedykowane wyjścia sygnałów dźwiękowych z regulacją wzmocnienia, słuchawkowy wzmacniacz stereofoniczny (2x60  mW, regulacja wzmocnienia) oraz 10-kanałowy mikser. Pery- feriami są interfejsy: ATA IDE, USB 2.0 OTG, SDRAM, NAND Flash, kart SSD/MMC oraz Memory Stick. Do zaawansowanego cyfrowego przetwarzania sygnałów audio i wideo, firma Cirrus oferuje procesory DSP jedno- i dwurdzeniowe (24- i 32-bitowe) oznaczone symbolami CS48x i CS49x. Bardziej roz- budowanymi układami są układy typu SoC CS47x, które oprócz rdze- nia procesora DSP mają takie peryferia jak przetworniki C/A i A/C czy cyfrowe wejścia/wyjścia audio. Dla prostszych podsystemów, audio firma Cirrus produkuje analo- gowe podzespoły do kontroli głośności oznaczone symbolem CS33xx, wzmacniacze klasy D i stopnie mocy, a także mono- i stereofoniczne kodeki audio (w tym kodeki zgodne z AC ?97). Kodeki audio mają od 2...4 wejść analogowych, rozdzielczość 24 bitów i maksymalną czę- stotliwość próbkowania 96 lub 192 kHz. Odznaczają się zakresem dy- namicznym do 114 dB przy THD+N ?100 dB. Wśród przetworników A/C układem o najlepszych parametrach jest CS5381 o częstotliwo- ści próbkowania 192 kHz, zakresie dynamicznym 120 dB i THD+N ?110 dB. Układ zasilany jest napięciem 3,3...5 V, a moc tracona wy- nosi 260 mW. Diodes Incorporated Firma Diodes produkuje wzmacniacze DDFA (Direct Digital Feed- back Amplifier) opracowane przez firmę Zetex, która niedawno stała się częścią firmy Diodes Incorporated. Wzmacniacze DDFA wywodzą się ze wzmacniaczy klasy D, jednak w odróżnieniu od nich mają cy- frowe sterowanie tranzystorami kluczującymi MOSFET. W  przeci- wieństwie do klasycznych wzmacniaczy, na ich wejście podawany 78 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 11/2009 Wybór konstruktora jest sygnał cyfrowym TDM lub I2 S. Ze względu na pracę z sygnałem cyfrowym, następuje w nich przetwarzanie sygnału w blokach DSP. Na rys. 1 przedstawiono porównanie systemu DDFA i  klasycznego systemu audio, zbudowanego ze wzmacniacza mocy, przedwzmac- niacza oraz przetwornika C/A. Wzmacniacz, a właściwie system audio, DDFA składa się z dwóch oddzielnych procesorów: ZXCZM800 i ZXCZA200 oraz obwodu wy- konawczego z tranzystorami MOSFET. Pierwszy z nich (ZXCZM800) jest wielokanałowym układem łączącym modulator PWM z blokiem cyfrowego przetwarzania sygnału. Drugi (ZXCZA200) pracuje w pętli sprzężenia zwrotnego sygnału z  tranzystorów mocy. Producent po- daje, że we wzmacniaczach DDFA uzyskuje się współczynnik znie- kształceń harmonicznych THD+N mniejszy do 0,004%, a zakres dy- namiczny tych układów sięga 120 dB. Pętla sprzężenia zwrotnego, z  opcjonalnym filtrowaniem, prze- ciwdziała nasycaniu się stopni wyjściowych (tranzystory MOSFET), przy pracy z  dużą mocą wyjściową. Zastosowanie pętli sprzężenia zwrotnego umożliwia również zasilanie układu zarówno ze stabilizo- wanego jak i niestabilizowanego źródła napięcia (współczynnik PSRR wynosi 80 dB). International Rectifier Firma IR ma w swojej ofercie głównie tranzystory MOSFET dla wzmacniaczy klasy D oraz drivery tychże tranzystorów. Jako stopnie wyjściowe wzmacniaczy klasy stosuje się tranzystory MOSFET. Firma IR oferuje zintegrowane MOSFET?y audio typu Half-Bridge oznaczone symbolem IRFI4xxxH-117P. Dzięki umieszczeniu tranzystorów w jed- nej obudowie uzyskuje się zmniejszenie liczby elementów współpra- cujących z  układem oraz zajmowanej przez niego powierzchni na płytce PCB, a także zapewnia się tą samą temperaturę pracy tranzy- storów. Układy IRFI4xxxH-117P odznaczają się małą rezystancją RON (48 mV @ 10 V) oraz ładunkiem QRR 11 nC (Reverse Recovery Charge), wskutek czego następuje zmniejszenia zniekształceń THD. Tranzysto- ry mogą być zasilane napięciem 55...200 V i można z nich budować wzmacniacze o szczytowej mocy wyjściowej 500 W. Interesującymi rozwiązaniami tranzystorów MOSFET dla wzmac- niaczy klasy D są układy Audio DirectFET MOSFET. Układy te są produkowane w charakterystycznej obudowie nazywanej przez IR Di- rectFET (rys. 2). W odróżnieniu od tradycyjnych obudów (jak np. SO- 8) usunięto z nich połączenia drutowe z wyprowadzaniami i zamiast nich zastosowano bezpośrednie połączenie z dużymi polami kontak- towymi. Zaletami tej obudowy są: zmniejszony rozmiar, zmniejszone zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) oraz większe odprowadzanie ciepła. Tranzystory DirectFET mogą dostarczyć do 120 W mocy na obciążeniu 4 V bez potrzeby stosowania radiatorów na obudowie. Maxim Firma Maxim ma w swojej ofercie: ? wzmacniacze głośnikowe klasy AB, D, ? wzmacniacze słuchawkowe, ? przetworniki C/A, ? kodeki audio, ? podsystemy audio dla urządzeń przenośnych, ? sterowniki głośności, ? układy eliminowania trzasków, ? sterowane cyfrowo przełączniki sygnałów audio/wideo, ? wzmacniacze mikrofonowe, ? potencjometry cyfrowe. Interesującym rozwiązaniem wzmacniaczy słuchawkowych może pochwalić się firma Maxim. Wzmacniacze DirectDrive nie wymagają umieszczania kondensatorów filtrujących napięcie stałe. Najnowszym układem z tej serii jest MAX9820. Jest to prosty wzmacniacz sterofo- niczny, jednak o bardzo dobry parametrach audio (THD+N 0,005% i wzmocnienie 95 mW). Na rys. 3 przedstawiono schemat aplikacyj- ny tego układu. Podobnie jak inne nowoczesne układy audio, ma on obwody redukujące powstawania trzasków przy włączaniu zasilania lub dołączaniu słuchawek do gniazda. W trybie shutdown układ po- biera mniej niż 1 mA. Oprócz tego firma Maxim ma w ofercie inne wzmacniacze słuchawkowe Directrive o wzmocnieniu 20...135 mW (przy THD+N 1%), w tym układy o zwiększonej separacji sygnałów o częstotliwości radiowej. Rys. 1. Porównanie klasycznego wzmacniacza klasy D i DDFA Rys. 2. Obudowa DirectFET Rys. 3. Schemat aplikacyjny układu MAX9820 Firma Maxim oferuje również stereofoniczny kodek audio MAX9687, który przy odtwarzaniu muzyki pobiera prąd o natężeniu 4,68 mA. Ma on dwa wejścia mikrofonowe, do których można podłączyć zarówno mi- krofony cyfrowe jak i analogowe oraz dwa wejścia sygnału analogowego. Wewnętrzne przetwarzanie i filtracja sygnałów są wykonywane cyfrowo. Układ ma wyjścia słuchawkowe z technologią Direct Drive. National Semiconductor Firma National Semiconductor ma w swojej ofercie wiele podze- społów analogowych do aplikacji audio. Są to zarówno zintegrowane podsystemy audio, jak i ich elementy składowe, jak np. wzmacniacze głośnikowe i słuchawkowe. Są to: 79ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 11/2009 Oferty analogowych i cyfrowych podzespołów multimedialnych ? cyfrowe systemy audio, ? sterowniki głośników ceramicznych, ? wzmacniacze klasy D, ? wzmacniacze słuchawkowe, ? wzmacniacze wysokiej mocy Overture, ? wzmacniacze mikrofonowe, ? układy do eliminacji szumu, ? kodeki audio. Wzmacniacze Overture charakteryzują się dużą mocą wyjściową dochodząca do 40 W na obciążeniu 8 V (75 W szczytowa moc wyj- ściowa) oraz bardzo dobrymi parametrami roboczymi. Są to układy zarówno jedno- jak i wielokanałowe. ROHM Firma Rohm zajmowała się pierwotnie produkcją rezystorów. Z czasem oferta tej firmy poszerzyła się o układy scalone, wśród któ- rych jest wiele interesujących układów audio: ? wzmacniacze audio, ? syntezery głosu, ? procesory dźwięku, ? bezprzewodowe łącza audio, ? układy do akcesoriów audio. Interesującymi układami w  ofercie tej firmy są z  pewnością bezprzewodowe łącza audio. Służą one do transmisji dźwięku, np. z odtwarzacza CD lub MP3 do odbiornika radiowego. Układy te mają wbudowane obwody preemfazy, ogranicznika, filtru dolnoprzepusto- wego, pętli PLL oraz modulatora stereofonicznego. Większość ukła- dów BH14xx i BU26xx może nadawać sygnał stereo FM w paśmie 76...100 MHz, przy czym kanał nadawania jest ustawiany z krokiem 100, 200 lub 400  kHz. Układy sterowane są za pośrednictwem in- terfejsu szeregowego (I2 C lub trójprzewodowego) lub równoległego. Dźwięk może być dostarczany zarówno w postaci sygnału analogowe- go, jak i cyfrowego I2 S. Najnowszym układem w tej grupie jest BU2682MUV. Jest on na- dajnikiem sygnału FM do transmisji dźwięku wysokiej jakości, z jed- noczesnym przesyłaniem komunikatów RDS. Układ zasilany jest na- pięciem z przedziału 2,7...3,6 V. Wśród wzmacniaczy audio znajdują się zarówno zyskujące coraz większą popularność wzmacniacze audio klasy D jak i wzmacniacze słuchawkowe. Wśród wzmacniaczy klasy D są wzmacniacze z wej- ściami analogowymi: 7+7  W, 10+10  W, 17+17  W, 20+20  W  oraz z  wejściami cyfrowymi 20+20  W. Interesującymi są wzmacniacze z  wejściami cyfrowymi BM5446EFV z  wbudowanym DSP. Dzięki wbudowanemu procesorowi układy te mogą zmieniać barwę dźwięku lub symulować dźwięk przestrzenny sorround. Wśród procesorów dźwięku znajdują się takie układy jak: cyfrowe sterowniki głośności, sterowniki dźwięku dla systemów 5.1 i 7.1, cy- frowe equalizery oraz cyfrowe układu efektu sorround. SPIN Semiconductor Spin ma w  ofercie jeden, ale za to interesujący układ scalony FV-1, oznaczony numer SPN1001. Jest to kompletny układ do gene- rowania efektu pogłosu (reverb). Chociaż uzyskuje się go całkowicie cyfrowo, to dzięki zastosowaniu zintegrowanych przetworników A/C oraz C/A o rozdzielczości 24 bitów, może być końcówkowo (wejście ? wyjście) traktowany jako układ analogowy w torze audio. Układ został zaprojektowany do pracy z zegarkowymi oscylatorami o częstotliwo- ści 32,768 kHz. SPN1001 ma zaprogramowanych 7 efektów dźwię- kowych (mogą być konfigurowane za pomocą 3 wejść analogowych). Użytkownik może także zaprojektować własne efekty dźwiękowe. STMicroelectronics W ofercie firmy STMicroelectronics, ostatnio znanej z mikrokon- trolerów STM32, znajdują się: ? analogowe procesory dźwięku, ? cyfrowe procesory dźwięku, ? wzmacniacze mocy audio, ? cyfrowe systemy audio Sound Terminal. System cyfrowego audio Sound Terminal jest przeznaczony do zarządzania cyfrowymi i analogowymi sygnałami audio w systemie cyfrowym. W układach tych zastosowano technologię FFX (Full Fle- xible Amplification), której nazwę można przetłumaczyć jako w peł- ni elastyczne wzmocnienie. To określenie nawiązuje do możliwości wzmacniania sygnału audio z  dowolnego źródła: analogowego lub cyfrowego. Układy te współpracują ze stopniami wyjściowymi stero- wanymi sygnałem zmodulowanym PWM. Technologia FFX polega na innym podejściu do przetwarzania sygnału PCM na sygnał zmodu- lowany PWM. Układy z modulatorem FFX mają wbudowany multi- Pod nazwą Boomer kryją się wzmacniacze zarówno klasy AB i jak D dla urządzeń przenośnych. Nie wymagają pojemności blokującej napięcie stałe na wyjściu słuchawkowym. Wzmacniacze słuchawko- we mają obwody eliminowania trzasków. New Japan Radio Kolejną firmą, którą należy uwzględnić omawiając podzespoły multimedialne jest japońska firma NJR. W ofercie tej firmy znajdują się: ? procesory dźwięku przestrzennego, ? wzmacniacze audio, ? wzmacniacze klasy D, ? układy do sterowania głośnością, ? procesory DSP, ? GEQ - filtry do analizatorów pasma, ? przełączniki sygnałów audio. Filtry pasmowe GEQ służą do automatycznego przełączania 4, 5 lub 7 filtrów pasmowoprzepustowych dla analizowanego audio. W celu uzyskania podwojonej liczby przełączanych pasm (8, 10 lub 14) układy można połączyć kaskadowo. Wśród zaawansowanych funkcji przetwarzania dźwięku przez procesor znajdują się efekty dźwięku przestrzennego SRS WOW i SRS 3D sorround korzystające z technologii opracowanej przez firmę SRS Labs. Procesory DSP firmy New Japan Radio należą do grupy mniej złożonych układów tego rodzau. Przystosowane są do wykonywania tylko kilku określonych funkcji DSP. Pracują z relatywnie niską (w po- równaniu do procesorów DSP ogólnego przeznaczenia) częstotliwo- ścią, np. 12,288 MHz lub 38 MHz. Przykładem takiego procesora jest 24-bitowy układ NJU26202 przeznaczony do samochodowego sprzętu audio. Ma on wbudowane funkcje Circle Sorround (algorytm genero- wania dźwięku przestrzennego dla wnętrz samochodowych), genera- tor efektów przestrzennych, 7-pasmowy equalizer oraz realizuje algo- rytmy dopasowania czasowego sygnałów. W procesorze są interfejsy szeregowe I2 S i I2 C. Oprócz tego firma NJR oferuje programowane linie opóźniające. 80 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 11/2009 Wybór konstruktora plekser, który służy do wybrania źródła sygnału dla modulatora FFX między sygnałem z przetwornika A/C i interfejsu I2 C. Wśród analogowych procesorów dźwięku w ofercie STMicroelec- tronics jest equalizer TDA7418, procesory dźwięku przestrzennego (sorround) TDA7442D, procesory z usuwaniem głosu TDA7430, 6-ka- nałowy kontroler głośności TDA7448 oraz ogólnego przeznaczenia procesory dźwięku. W procesorach ogólnego przeznaczenia jest: kontrola głośności, trójpasmowy equalizer (treble, mid-range, bass), kontrola wzmoc- nienia kanałów (lewy/prawy), a w układach wielowejściowych mul- tiplekser (oddzielny dla kanału lewego i  prawego). Zmiany nastaw dokonywane są za pośrednictwem interfejsu szeregowego. Większość analogowych procesorów dźwięku firmy ST zasilana jest napięciem z zakresu 4,75...10 V (typowo 9 V). Dwukanałowy equalizer TDA7469 jest natomiast przystosowany do zasilania napięciem 1,8...5 V (typo- wo 2,4 V). ? wzmacniacze klasy D, ? wzmacniacze głośnikowe klasy AB, ? sterowniki dźwięku, ? przetworniki A/C i C/A. Układy PGA2311, PGA2320 i PGA4311 są wzmacniaczami o pro- gramowalnym wzmocnieniu, przeznaczonymi do sterowania gło- śnością. Mają zakres dynamiczny 120 dB oraz małe zniekształcenia THD+N (0,0002...0,0004% przy 1 kHz). Wzmocnienie w przedziale -95,5...31,5 dB z krokiem 0,5 dB jest ustawiane za pośrednictwem in- terfejsu SPI. Wzmacniacze klasy AB tej firmy o mocy wyjściowej 0,3...6 W są produkowane w  wersjach zarówno mono- jak i  stereofonicznych. Wśród wzmacniaczy klasy D firmy Texas Instruments znajdują się układy przeznaczone do aplikacji przenośnych o  mocy wyjściowej <3 W. Przykładem są nowe układy TPA205x, które łączą w sobie gło- śnikowy wzmacniacz klasy D o dwóch wyjściach oraz wzmacniacz słuchawkowy. Wzmocnienie na wyjściu słuchawkowym może być wybierane spośród czterech wartości i ustawiane za pośrednictwem interfejsu I2 C. W układach TPA205x zastosowano technologię Direct- Path, dzięki czemu nie ma potrzeby stosowania pojemności blokują- cych napięcie stałe na wyjściach słuchawkowych. Wzmacniaczami o większej mocy są wzmacniacze głośnikowe klasy D, które mogą do- starczyć do 300 W mocy wyjściowej na kanał. Warto też zwrócić uwagę na wzmacniacze klasy G oznaczone symbolem TPA614xA2. Są to wzmacniacze stereofoniczne o  mocy wyjściowej 25  mW, które są przeznaczone do urządzeń zasilanych bateryjnie. Jak podaje producent, mogą się przyczynić do wydłużenia czasu słuchania muzyki o 20% w porównaniu do podobnej aplikacji ze standardowymi wzmacniaczami klasy AB. Są one również wypo- sażone w wyjścia typu DirectPaht. Unisonic W ofercie firmy Unisonic Technologies Company znajdziemy: ? multipleksery i demultipleksery analogowe, ? sterowniki głośności, ? wzmacniacze słuchawkowe, ? jedno- i wielokanałowe wzmacniacze audio. ? sterowniki cyfrowe. Wśród wzmacniaczy tej firmy są układy o  wzmocnieniu 0,35..32 W. Wzmacniacze małej mocy (0,35...1,1 W) są zasilane napię- ciem 2,2...5 V i przewidziane do urządzeń przenośnych, które w try- bie shutdown pobierają prąd o natężeniu zaledwie 10 nA. Inną grupą wzmacniaczy są układy typu Hi-Fi, które charakteryzują się małymi zniekształceniami harmonicznymi THD (0,5% przy mocy wyjściowej 14...18 W, na obciążeniu 4 V). Wśród wzmacniaczy wielokanałowych firma Unisonic oferuje układy o mocy 2×0,22...2×14 W, o zniekształ- ceniach harmonicznych 0,1/0,01. Niektóre układy wzmacniaczy wie- lokanałowych wyposażono dodatkowo w wejścia wyciszenia (funkcja MUTE), wymuszenia przejścia w tryb shutdown (o obniżonym pobo- rze energii) lub w wejścia wyboru wzmocnienia. Wybór wzmocnienia dla układów przeprowadzany jest cyfrowo (4 predefiniowane wartosci wzmocnienia) lub sygnałem analogowym (32 wewnętrzne ustawienia wzmocnienia). Układem z tej grupy, o podwyższonych parametrach audio, jest PA1616L, który odznacza się zniekształceniami THD na poziomie 0,005% dla mocy wyjściowej 12 W na obciążeniu 4 V. Wśród sterowników cyfrowych jest układ U2429. Jest to dwukana- łowy sterownik głośności z niezależnym ustawianiem wzmocnienia dla obydwu kanałów za pośrednictwem interfejsu szeregowego. Każ- dy z kanałów wejściowych audio (lewy i prawy) jest dzielony na dwa kanały wyjściowe (przód i tył), tak więc otrzymuj się cztery kanały wyjściowe. Bardziej rozbudowanym układem jest U7313, który ma możliwość niezależnej kontroli głośności oraz tonów wysokich i ni- skich dla czterech kanałów wyjściowych audio. Zmiana nastaw wyko- nywana jest za pośrednictwem interfejsu I2 C. Na rys. 4 przedstawiono schemat blokowy tego układu. Wśród procesorów cyfrowych jest cyfrowy kodek audio TDA7590. Jest on wyposażony w wysokowydajny (120 MIPS), 24-bitowy proce- sor DSP MOZART przeznaczony do aplikacji rozpoznawania mowy, cyfrowej syntezy głosu, dekodowania plików .mp3 czy do eliminowa- nia echa i szumu. Układ ten ma wbudowane przetworniki: 18-bitowy A/C S-D i 20-bitowy C/A z częstotliwością próbkowania do 48 kHz. Oprócz portów szeregowych (I2 C i ESSI) układ ma port JTAG do pro- gramowania i testowania. Jednym z najnowszych rozwiązań z tej grupy jest STA320. Układ jest przeznaczony do kontroli dźwięku w formacie 2.1 z 24-bitowym przetwarzaniem DDX. Za akronimem DDX (Direct Digital Amplifica- tion) kryje się zmieniona metoda pracy wzmacniaczy klasy D opaten- towana przez firmę Apogee Technology. Firma ST oferuje szeroki wybór wzmacniaczy audio. Są to wzmac- niacze klasy AB i D, cyfrowe wzmacniacze audio oraz przedwzmac- niacze mikrofonowe. Wzmacniacze cyfrowe (oznaczone symbolem STA5xx) przeznaczone są głównie do aplikacji korzystających z cy- frowego przetwarzania danych jako stopnie wyjściowe DDX. Texas Instruments Firma Texas Instruments produkuje następujące podzespoły audio: ? układy aktywnego usuwania szumów, ? wzmacniacze słuchawkowe klasy G, 81ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 11/2009 Oferty analogowych i cyfrowych podzespołów multimedialnych Rys. 4. Schemat blokowy sterownika audio U7313 Firma UTC oferuje również multipleksery/demultipleksery sygnałów audio 40xxL, które charakteryzują się niskim prądem upływu 0,01...10 mA. Wavefront Wavefront jest firmą specjalizującą się w produkcji podzespołów audio. Ma on w swojej ofercie: ? interfejsy optyczne, ? przetworniki A/C i C/A, ? procesory audio, ? procesory efektów dźwiękowych. Jednym z ciekawszych układów tej firmy jest AL3201BG. Jest on cyfrowym procesorem sygnałowym służącym do generowania efek- tów dźwiękowych, dołączanym do nadrzędnego procesora. Sygnał audio dostarczany jest do układu w postaci cyfrowej. Zaletą układu jest liczba wbudowanych efektów cyfrowych (16) gotowych do użycia w aplikacji oraz wewnętrzna pamięć RAM służąca do generowania jednego efektu użytkownika. Dzięki zastosowaniu wewnętrznych re- gulatorów napięcia, układ może być zasilany napięciem od 3,0 do 5,5 V. Do programowania efektów dźwiękowych służy środowisko projek- towe DRE Development System. DSP-1K Audio Processor jest szybkiem (50 MIPS przy zewnętrz- nym sygnale 48 kHz) procesorem DSP przeznaczonym do prostszych aplikacji audio, takich jak filtrowanie sygnału czy regulacja barwy. Ce- chą wyróżniającą jest niska cena ? poniżej 4 dolarów. Układ zasilany jest napięciem 3,15...3,45 V. Ma 4 wejścia i 4 wyjścia stereo. Wolfson Wolfson jest jedną z bardziej znanych firm produkujących podze- społy audio wysokiej klasy. W swojej ofercie ma: ? przetworniki A/C i C/A, ? kodeki audio, ? transceivery S/PDIF, ? wzmacniacze klasy D dla urządzeń przenośnych, ? sterownik głośników słuchawkowych z technologią myZone, ? oprogramowanie Sonaptic SoundStage. Firma Wolfson ma szeroką ofertę specjalizowanych przetworników cy- frowo-analogowych, podzielonych w 3 grupy produktowe: przetworniki wielokanałowe, przetworniki stereo i przetworniki o obniżonym poborze mocy. Układy te mają po 2 (stereo), 6 lub 8 kanałów przetwornika C/A. Mogą przetwarzać sygnały cyfrowe o formatach zarówno I2 S jak i DSP, przy maksymalnej częstotliwości próbkowania 192 kHz. Niektóre układy, jak na przykład przetworniki wielokanałowe WM8766,8, mają obwody ste- rowania głośnością. Są też przetworniki stereofoniczne z wbudowanymi wzmacniaczami słuchawkowymi i głośnikowymi (0,4 W). Pokaźną grupę produktową stanowia również kodeki scalone. Są to układy zarówno mono- jak i stereofoniczne. Interesującymi układami są m.in. kodeki WM8941 (mono) i WM8980 z buforem wideo. Układy te są przeznaczone do urządzeń przenośnych, takich jak kamery wideo czy te- lefony multimedialne i mają wbudowane sterowniki dla głośników, słu- chawek i wyjścia stereo, a więc nie jest wymagane stosowanie zewnętrz- nych wzmacniaczy. Przetwarzanie sygnału wewnątrz układu jest w pełni cyfrowe i obejmuje 5-pasmowy equalizer, automatyczne dostosowania poziomu ALC (Advanced Level Control) oraz filtrację sygnału. Oprócz kodeków mono- i stereofonicznych, firma Wolfson produ- kuje również kodeki wielokanałowe w konfiguracjach kanałów: 2/6, 2/8, 16/6, 10/6, 16/8 odpowiednio wejść/wyjść. Innymi interesującymi układami kodeków są układy WM9705, WM9712,3,5 z wbudowanym sterownikiem rezystancyjnego panelu dotykowego. WM2000 jest sterownikiem głośnika z technologią myZone o ob- niżonym poborze mocy, do stosowania w zestawach słuchawkowych o mocy wyjściowej do 80 mW na obciążeniu 16 V. Technologia my- Zone umożliwia wyeliminowanie szumu otoczenia w odtwarzanym sygnale dźwiękowym. Układy W8004,5 są tranceiverami S/PDIF z jednym kanałem wyj- ściowy i jednym (W8004) lub ośmioma (W8005) kanałami wyjściowy- mi. Transceivery S/PDIF W8004, oprócz pracy jako układy interfejsowe mikrokontrolerów czy procesorów DSP, mogą pracować również w try- bie pass-through, który służy do kondycjonowania sygnału S/PDIF. Oprócz rozwiązań układowych, firma Wolfson dostarcza również rozwiązanie programowe dla cyfrowych systemów audio. Pod hasłem Sonaptic SoundStage kryje się grupa algorytmów programowych DSP. Są to algorytmy: efektu sorround (SoundStage Virtual Surround Sys- tem), reagujace na charakterystykę głośników (SoundStage ReTune), poprawiające właściwości małych głośników przy odtwarzaniu tonów niskich (SoundStage HD Bass) i tonów wysokich (SoundStage HD Tre- ble), equalizer (SoundStage Multi-band EQ) oraz algorytm automatycz- nego sterowania poziomem głośności (SoundStage Auto Gain Control). Oprogramowanie SouondStage jest przewidziane dla urządzeń prze- nośnych, tak więc zostało on zoptymalizowane pod względem zajęto- ści pamięci i wymagań na szybkość procesora. Na przykład algorytm Multi-band EQ wymaga ok 0,5 MIPS na jedno pasmo equlizera, przy próbkowaniu z częstotliwością 48 kHz, a algorytm Auto Gain Control wymaga prędkości przetwarzania 1 MIPS i 750 B na kanał. Maciej Gołaszewski, EP maciej.golaszewski@ep.com.pl
Artykuł ukazał się w
Listopad 2009
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik listopad 2021

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio listopad - grudzień 2021

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje listopad 2021

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna listopad 2021

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich grudzień 2021

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów