programowalne echo cyfrowe.PDF

Programowane echo cyfrowe

P R O J E K T Y

Programowane echo

cyfrowe

AVT−5090

NiektÛrzy z†CzytelnikÛw EP

zapewne pamiÍtaj¹, jakim

wydarzeniem by³o

opublikowanie w†EP w†1994

roku opisu uk³adu

wytwarzaj¹cego echo

w†sposÛb cyfrowy - cyfrowego

echa. DziÍki postÍpowi, jaki

nast¹pi³ w†technologii

uk³adÛw cyfrowych, obecnie

moøna budowaÊ takie uk³ady

³atwiej i†o†lepszych

parametrach.

Rekomendacje : uk³ad

polecamy mi³oúnikom efektÛw

audio, a†takøe uøytkownikom

taÒszych zestawÛw kina

domowego, w†ktÛrych

prezentowany uk³ad moøe

emulowaÊ efekt surround.

Jeszcze nie tak dawno wyko-

nanie uk³adu opÛüniaj¹cego do

generowania efektu echa by³o

w†warunkach amatorskich bardzo

trudne. Takie urz¹dzenia przybie-

ra³y ogromne rozmiary, a†uzyski-

wane czasy opÛünieÒ by³y nie-

wielkie.

Uk³ad scalony wykorzystany

w†prezentowanym uk³adzie cyfro-

wym echa (T62M0001A) jest pro-

dukowany przez tajwaÒsk¹ firmÍ

TMtech (Taiwan Memory Techno-

logy, Inc.), specjalizuj¹c¹ siÍ

w†produkcji rÛønego rodzaju pa-

miÍci. DziÍki tej specjalizacji,

w†uk³adzie oprÛcz toru audio

z†przetwornikami A/C i†C/A oraz

zestawu filtrÛw, zintegrowano tak-

øe pamiÍÊ SRAM o†pojemnoúci

64†kb, ktÛra spe³nia rolÍ cyfrowej

linii opÛüniaj¹cej.

Chociaø uk³ad T62M0001A wy-

konano w†technologii CMOS, to

wbudowany w†niego tor audio

spe³nia wymagania stawiane taÒ-

szym urz¹dzeniom profesjonal-

nym: zniekszta³cenia przy czÍstot-

liwoúci prÛbkowania 666†kHz nie

przekraczaj¹ 0,17%, a†poziom szu-

mÛw na wyjúciu nie przekracza

-90†dBV.

W†uk³adzie echa zastosowano

uk³ad scalony w†obudowie DIP24,

dla ktÛrej opis funkcji wyprowa-

dzeÒ zamieszczono w† tab. 1 .

Czas opÛünienia wprowadzany

przez uk³ad T62M0001A jest usta-

wiany cyfrowo. Moøna tego do-

konaÊ na dwa sposoby:

- za pomoc¹ wpisu rÛwnoleg³ego,

- za pomoc¹ 3-liniowego interfej-

su szeregowego.

WybÛr sposobu sterowania od-

bywa siÍ poprzez ustawienie od-

powiedniego poziomu na wypro-

wadzeniu 9. uk³adu T62M0001A

(EASY/u-COM). Sterowanie rÛw-

noleg³e jest wybierane przez po-

danie wysokiego poziomu na wej-

úcie EASY/u-COM. Na wejúciach

danych D1...D4 ustawiamy odpo-

wiedni¹ kombinacjÍ stanÛw lo-

gicznych w†celu uzyskania zada-

nego opÛünienia sygna³u akus-

tycznego (efektu echa). Moøemy

tego dokonaÊ pod³¹czaj¹c uk³ad

do mikrokontrolera lub stosuj¹c

Rys. 1. Przebiegi charakterystyczne dla wprowadzania

danych do układu T62M0001A

Elektronika Praktyczna 12/2002

Programowane echo cyfrowe

Tab. 1. Funkcje wyprowadzeń układu T62M0001A

Symbol I/O Opis Numer

Vdd P Zasilanie części cyfrowej 1

XIN I Wejście oscylatora 2

XOUT O Wyjście oscylatora 3

D1/REQ I Wejście danych D1/dla interfejsu u−COM wejście żądania nadawania 4

D2/SCK I Wejście danych D2/dla interfejsu u−COM wejście zegarowe

Rys. 3. Ilustracja działania modułu

wyciszania po wyjściu ze stanu

sleep

D3/DATA I Wejście danych D3/dla interfejsu u−COM wejście danych

D4/IDSW I Wejście danych D4/dla interfejsu u−COM wejście kontrolne

TEST

I Wejście testowe L= normalna praca

EASY/

I Wejście wyboru sposobu sterowania układem

u−COM H = sterowanie równoległe

L = sterowanie u−COM szeregowe

SLEEP I Funkcja wyciszania układu

L = normalna praca

H = uśpienie układu

D−GND G Masa cyfrowa

Rys. 4. Ilustracja działania modułu

wyciszania po włączeniu zasilania

A−GND G Masa analogowa

LPF2−OUT O Wyjście filtru dolnoprzepustowego

ciszania jest w³¹czana szÛstym

bitem: poziom wysoki - w³¹czone

wyciszanie, poziom niski - w³¹czo-

ne wyciszanie automatyczne. Na

rys. 2 , 3 i† 4 przedstawiono prze-

biegi ilustruj¹ce dzia³anie funkcji

automatycznego wyciszania (odpo-

wiednio): po zmianie czasu opÛü-

nienia, po wyjúciu z†funkcji SLE-

EP, po w³¹czeniu zasilania.

Po w³¹czeniu funkcji SLEEP moc

pobierana przez uk³ad radykalnie

siÍ zmniejsza, co jest uzyskiwane

m.in. poprzez zatrzymanie wewnÍt-

rznego zegara i†wy³¹czenie zasilania

wbudowanej pamiÍci RAM.

Zerowanie uk³adu nastÍpuje

automatycznie po w³¹czeniu zasi-

lania i†trwa przez oko³o 120 ms.

Czas opÛünienia po zerowaniu

wynosi 147,5 ms.

LPF2−IN I Wejście filtru dolnoprzepustowego

OP2 OUT O Wyjście wzmacniacza

OP2 IN I Wejście wzmacniacza

CC2

− Wyprowadzenie kontrolne

CC1

− Wyprowadzenie kontrolne

REF

− Napięcie odniesienia = 1/2Vcc

OP1−IN

Wejście wzmacniacza

OP2−OUT

Wyjście wzmacniacza

LPF1 OUT O Wejście filtru dolnoprzepustowego

LPF1 IN I Wejście filtru dolnoprzepustowego

Vcc

P Zasilanie części analogowej

szesnastopozycyjny prze³¹cznik

kodu BCD.

W† tab. 2 zestawiono stany na

wejúciach steruj¹cych oraz odpo-

wiadaj¹ce im czasy opÛünieÒ syg-

na³u akustycznego. Tabela ta ma

rÛwnieø zastosowanie przy stero-

waniu szeregowym.

Sterowanie szeregowe jest moø-

liwe przy niskim poziomie poda-

nym na wejúciu EASY/u-COM. Jest

ono stosowane najczÍúciej podczas

wspÛ³pracy uk³adu z†mikrokontro-

lerami. SposÛb wprowadzania da-

nych do uk³adu T62M0001A zosta³

pokazany na rys. 1 .

Wpisywana ramka sk³ada siÍ

z†10 bitÛw. Pierwszy bit w³¹cza/

wy³¹cza funkcjÍ SLEEP (uúpienia

uk³adu), kolejne cztery nios¹ in-

formacjÍ o†czasie opÛünienia

(zgodnie z†tab. 1), szÛsty bit w³¹-

cza/wy³¹cza funkcjÍ wyciszania

MUTE (p³ynne wyciszenie sygna-

³u audio na wyjúciu). Ostatnie

cztery bity odpowiadaj¹ za iden-

tyfikacjÍ uk³adu: ID1=0, ID3=0,

ID2=1, ID4 - stan taki sam jak na

wejúciu IDSW (wyprowadzenie 7.).

Wyciszanie sygna³u wyjúciowe-

go w†trybie pracy rÛwnoleg³ej na-

stÍpuje przy kaødej zmianie czasu

opÛünienia lub po wyjúciu z†funk-

cji SLEEP, a†takøe zaraz po w³¹-

czeniu zasilania uk³adu. Przy ste-

rowaniu szeregowym funkcja wy-

Opis uk³adu

Schemat elektryczny uk³adu cy-

frowego echa pokazano na rys. 5 .

Moøna w nim wyrÛøniÊ nastÍpu-

j¹ce bloki funkcjonalne:

- tor audio dla sygna³u echa

(elementy wokÛ³ T62M0001A),

- uk³ad sterowania sk³adaj¹cy siÍ

z†mikrokontrolera ST62T20C ob-

s³uguj¹cego dwa przyciski oraz

wyúwietlacza LCD,

- zasilacz stabilizowany zapewnia-

j¹cy na wyjúciu napiÍcie +5†V.

Uk³ad T62M0001A w³¹czono

w†typowej konfiguracji ze stero-

waniem rÛwnoleg³ym.

DziÍki zastosowaniu sterowania

rÛwnoleg³ego, uk³ad T62M0001A

moøe pracowaÊ autonomicznie, bez

koniecznoúci stosowania dodatko-

wego bloku sterowania. Ma to

podstawowe znaczenie przy jego

uruchamianiu i†testowaniu.

Rys. 2 Ilustracja działania modułu wyciszania po zmianie czasu

opóźnienia

Elektronika Praktyczna 12/2002

Programowane echo cyfrowe

Program dla mikrokontrolera

ST62 zosta³ napisany za pomoc¹

znanego Czytelnikom pakietu pro-

gramowego ST6 Realizer. Plik

ürÛd³owy programu znajduje siÍ

na p³ycie do³¹czonej do bieø¹cego

numeru EPo/oL. Jest takøe dostÍp-

ne na naszej stronie WWW.

Obs³uga uk³adu jest dosyÊ

³atwa: po w³¹czeniu zasilania na

wyúwietlaczu LCD pojawia siÍ

napis ìECHO 0î. Porty PB4...PB7

(steruj¹ce prac¹ T62M0001A) s¹

ustawione na poziomie niskim,

w†zwi¹zku z†czym opÛünienie syg-

na³u akustycznego wynosi 12,3

ms. Kaøde naciúniÍcie przyciskÛw

gÛra/dÛ³ powoduje zmianÍ stanÛw

na wyjúciach steruj¹cych proceso-

ra. Zmiana na wyúwietlaczu LCD

napisu w†zakresie od 0 do 8

nastÍpuje po co drugim naciúniÍ-

ciu przycisku. Sygna³ akustyczny

zostaje opÛüniony o†wartoúÊ czasu

zaleøn¹ od ustawienia stanÛw lo-

gicznych na wejúciach steruj¹cych

uk³adu T62M0001A (patrz tab. 2).

Jak wiemy, samo opÛünienie

sygna³u akustycznego na wyjúciu

uk³adu echa nie daje øadnych

efektÛw, dopÛki nie jest on zmik-

sowany z†sygna³em wejúciowym.

Aby efekt echa by³ odczuwalny

podczas ods³uchu, wejúcie uk³adu

zosta³o po³¹czone z†wyjúciem po-

przez prosty pasywny sumator

sygna³Ûw (sk³ada siÍ m.in. z†ele-

mentÛw: R4, R5, R8, R9 i†C9).

Tab. 2. Czasy opóźnień sygnału

analogowego w zależności od stanów

logicznych na wejściach D1...D4

D4 D3 D2 D1

Td [ms]

L L L L Fck/3

12,3

L L L H Fck/3

24,6

L L H L Fck/3

36,9

L L H H Fck/3

49,2

L H L L Fck/3

61,4

L H L H Fck/3

73,7

L H H L Fck/3

86,0

L H H H Fck/3

98,3

H L L L Fck/6

110,6

H L L H Fck/6

122,9

H L H L Fck/6

135,2

H L H H Fck/6

147,5

H H L L Fck/6

159,7

H H L H Fck/6

172,0

H H H L Fck/6

184,3

H H H H Fck/6

196,6

Rys. 5. Schemat elektryczny układu echa

fs − częstotliwość próbkowania,

Fck − częstotliwość wzorcowa − typowo

2 MHz,

Td − czas opóźnienia (w milisekundach)

Elektronika Praktyczna 12/2002

Programowane echo cyfrowe

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1, R6: 10k

R3: 18 k

R5: 47 k

potencjometr

R7: 1 k

Ω

R10: 2,7 k

Ω

R11, R12: 3,9 k

potencjometr

Kondensatory

C1: 100

F/16V

C2, C8, C13, C20, C23: 100nF

C3, C6: 100pF

C4, C16: 4,7nF

C5, C9, C18, C22: 1

F/16V

C11, C12: 330nF

C14, C17: 10nF

C19: 1000

F/25V

F/15V

C24, C25: 30pF

Półprzewodniki

US1: T62M0001A

US2: ST62T20C − zaprogramowany

US3: 7805

Różne

X1: 8MHz

P1...P3: przyciski do druku

Gniazdo Cinch do druku (2 szt.)

ARK2

Wyświetlacz LCD 1x16

Rys. 6. Rozmieszczenie elementów na płytkach drukowanych

Jego zadaniem jest zsumowanie

sygna³u akustycznego opÛünione-

go z†wejúciowym oraz ustalenie

odpowiedniego poziomu (regulo-

wanego R5).

Kaøda zmiana czasu opÛünie-

nia powoduje krÛtkotrwa³e wyci-

szenie opÛünionego sygna³u. W†ce-

lu uzyskania pods³uchu samego

sygna³u wejúciowego (bez sumo-

wania z†opÛünionym) naleøy na-

cisn¹Ê przycisk SLEEP na panelu

sterowania.

wania, nastÍpnie zasadnicz¹ czÍúÊ

uk³adu. W†bloku sterowania nale-

øy ustawiÊ potencjometrem POT2

odpowiedni kontrast wyúwietlacza

LCD. Po zaprogramowaniu mikro-

kontrolera, osadzeniu go w†pod-

stawce i†w³¹czeniu zasilania blok

zaczyna dzia³aÊ. Moøna dodatko-

wo sprawdziÊ miernikiem lub

prÛbnikiem stanÛw logicznych sta-

ny logiczne na wyjúciach steru-

j¹cych.

W kolejnym kroku uruchomia-

ny jest uk³ad echa. W†tym celu

naleøy na wejúcie podaÊ sygna³

akustyczny pochodz¹cy np. z†od-

twarzacza p³yt CD i†reguluj¹c po-

tencjometrem R5 ustawiÊ odpo-

wiedni poziom miksowanego syg-

na³u wejúciowego z†wyjúciowym.

TÍ czynnoúÊ wykonujemy na

s³uch. Naleøy przy tym pamiÍtaÊ,

øe sygna³ akustyczny na wejúciu

nie moøe byÊ zbyt duøy, ze

wzglÍdu na moøliwoúÊ wyst¹pie-

nia zniekszta³ceÒ.

Za pomoc¹ tego uk³adu moøna

opÛüniaÊ sygna³ monofoniczny.

Dla opÛünienia sygna³u stereofo-

nicznego potrzebne s¹ dwa uk³ady

T62M0001A. Aby otrzymaÊ sygna³

stereofonicznego echa, naleøy uøyÊ

dwÛch p³ytek drukowanych bloku

g³Ûwnego, ktÛrych wejúcia steru-

j¹ce naleøy po³¹czyÊ ze sob¹

i†do³¹czyÊ do wyjúÊ bloku steru-

j¹cego. Elementy zasilacza montu-

jemy tylko na jednej z†p³ytek

bloku g³Ûwnego, z†ktÛrej zasilane

s¹ pozosta³e czÍúci uk³adu.

Krzysztof Górski, AVT

Montaø i†uruchomienie

Uk³ad echa zosta³ zmontowany

na dwÛch p³ytkach drukowanych,

ktÛrych schematy montaøowe po-

kazano na rys. 6 . Po zgromadze-

niu wszystkich niezbÍdnych ele-

mentÛw moøemy przyst¹piÊ do

montaøu, ktÛry nie powinien za-

j¹Ê duøo czasu. Naleøy zwrÛciÊ

szczegÛln¹ uwagÍ na prawid³owe

po³¹czenie ze sob¹ obydwu p³ytek

drukowanych.

Uruchomienie uk³adu naleøy

przeprowadziÊ dwuetapowo: naj-

pierw uruchamiamy panel stero-

Wzory p³ytek drukowanych w for-

macie PDF s¹ dostÍpne w Internecie

pod adresem: http://www.ep.com.pl/

?pdf/grudzien02.htm oraz na p³ycie

CD-EP12/2002B w katalogu PCB .

Elektronika Praktyczna 12/2002

Ω

R2, R4, R9: 20 k

R8: 3 k

R13: 10 k

C7, C15: 560pF

C10: 47

C21: 470

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: