Kísérleti hangrendszer tervezése házimozihoz Név: Beregi Bence (H1EIW4) Konzulens: Orosz György BSc önálló laboratórium 2012.05.10. Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék
Házimozi felépítése • Általános felépítésük
• Audio S/Pdif formátumban, optikai vagy koaxiális kábelen – Sony/Philips szabvány – Sztereo jel 16-24 bit (ProLogic) – Multichannel (5.1) • Kódolt, nem hozzáférhető dekódolási algoritmus
– 7.1-es átvitelhez kevés az S/Pdif sávszélessége – Otthoni használatra 5.1 megfelelő hangzást biztosít
Házimozi tervezése • Motivációk – Nagy teljesítményű házimozi erősítők hiánya • Megoldás: külön erősítő és dekóder – Dekóder önmagában nehezen fellelhető
– Szabadon bővíthető egyedi funkciókkal – Meghibásodás esetén szervizelés egyszerűbb
• Specifikáció – Digitális audio jelek fogadása optikai és koaxiális kábelen – Digitális formátumok felismerése, dekódolása(AC3,DTS,DD) – Analóg kimenetek előállítása
Rendszerterv Tápegység
line in
A/D I2S S/Pdif MUX 3
Formátum konverter (STA310)
I2S
D/A
I2C encoder
LCD infra
bill
µC RS232
6
6
6
Rendszerterv Tápegység
line in
A/D I2S S/Pdif MUX 3
Formátum konverter (STA310)
I2S
D/A
I2C encoder
LCD infra
bill
µC RS232
6
6
6
Formátumkonverter • Kevés céláramkör, és általában licenc díj ellenében használható • STA310 kézenfekvő megoldás – – – – – –
Elérhető dokumentáció (ST gyártmány) Mások által megvalósított kapcsolások Specifikációt teljesíti (AC3, MPEG ,DD, DTS, ProLogic) I2C-vel vezérelhető 24bit-es felbontás, 44.1-192kHz mintavételi frekvencia Egyéb extrák (hangerő szabályozás, csatornák közötti késleltetés állítás, némítás, karaoke)
D/A átalakító • STA310 számos formátumot ismer széles körben lehet D/A-t választani • Audio célokra a Szigma-Delta D/A az elterjedt – – – –
Nagy bitszám Olcsó Akár 6-8 csatorna is 1 tokban kicsi helyigény Választott típus: PCM1691 • 8 csatorna, 24 bit, SNR 111 dB, 8 kHz-192 kHz, I2C vezérlés, I2S jel formátum, HTSSOP48 tok
– Kimenetére aktív másodfokú szűrő(gyári ajánlást használom(OPA4353))
Jelcsatlakoztatás • STA310 közvetlen S/Pdif bemenet (kódolt jel) – Analóg multiplexerrel(ADG 704) illeszthető hozzá optikai vevő jele és szabványos S/Pdif jel is • Jelszintre figyelni kell – ADG 704(mux) 2.5V tápfesz – S/Pdif ±0.5V (szinteltolás) – Optikai vevő(GP1FAV31RK0F) 0-3.3V (feszültségosztás)
• STA310 másik bemenete I2S (2db) – – – –
Szabványos A/D átalakító által ismert bemenet Karaoke funkció bemenete Line in bemenet (sztereo ProLogic) Általam választott A/D: PCM1802 (Delta-Szigma) • 2 csatorna, 24 bit, SNR 105dB, 16kHz-96kHz, SSOP20 tok
Tápfeszültségek +5V STA310 PCM1691(D/A) PCM1802(A/D) OPA4353 ADG704(mux) opt. Vevő
x x x
Analóg +3.3V +2.5V x x x
Digitális +3.3V +2.5V x x
x x
• STA310 analóg 2.5V: PLL szűrőknek és S/Pdif bemenetnek • A/D és D/A analóg 3.3V: több ajánlás szerint sem érdemes a digitális(zajos) 3,3V-ra kötni • Optikai vevő digitális 3.3V: ferrites szűrővel leválasztás
Tápfeszültségek • Egytranszformátoros tápfeszültség – Fontos a jó szűrés a digitális és analóg tápok között • Speciális T-szűrők használata(Murata)
• Lineáris stabilizátorok használta – Kapcsoló üzeműek mellőzése, a zaj elkerülése végett
• Földelési problémák felvetődése az alkatrészek vegyes tápellátása miatt – Csillagpontos földelés – 2 földsáv kialakítás(analóg, digitális) • Analóg földön: A/D, D/A, műveleti erősítők • Digitális földön: STA310, multiplexer, optikai vevő
• Kivitelezés 4 rétegű NYÁK-on
Tápfeszültségek • Egytranszformátoros tápfeszültség – Fontos a jó szűrés a digitális és analóg tápok között • Speciális T-szűrők használata(Murata)
• Lineáris stabilizátorok használta – Kapcsoló üzeműek mellőzése, a zaj elkerülése végett
• Földelési problémák felvetődése az alkatrészek vegyes tápellátása miatt – Csillagpontos földelés – 2 földsáv kialakítás(analóg, digitális) • Analóg földön: A/D, D/A, műveleti erősítők • Digitális földön: STA310, multiplexer, optikai vevő
• Kivitelezés 4 rétegű NYÁK-on
Összefoglalás, kitekintés • Eredmények: – Rendszerterv elkészítése – Áramköri elemek kiválasztása. Szempontok: • Specifikációk • Költség • Méret/Tokozás
– Kapcsolási rajz elkészítése – Áramkörök beszerzése
• Hátralévő feladatok – NYÁK megtervezése – Mikrokontrolleres vezérlő egység megtervezése, felélesztése – Végfokozatok illesztése
