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 wrzesień 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio wrzesień 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

Automatyka Podzespoły Aplikacje wrzesień 2020

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna wrzesień 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich sierpień 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów