28. februarja, 2017

Gradnja digitalnih avdio projektov z uporabo Teensy 3,2 MCU modula (2)

Revija 250 250 52 1 - Gradnja digitalnih avdio projektov z uporabo Teensy 3,2 MCU modula (2)Revija logo se - Gradnja digitalnih avdio projektov z uporabo Teensy 3,2 MCU modula (2)

Obstaja veliko različnih avdio projektov, ki jih lahko izberete, omejeni ste predvsem z lastno domišljijo. Obstaja pa nekaj stvari, ki jih je treba upoštevati že od začetka. Ne glede na to, kakšen projekt izberete, boste potrebovali eno izmed ADC, DAC ali CODEC vezij, ki bo skrbelo za pretvorbo iz analognega v digitalno obliko signala.

Revija 250 250 52 2 - Gradnja digitalnih avdio projektov z uporabo Teensy 3,2 MCU modula (2)Popolnoma od vašega projekta je odvisno, ali se boste morda lahko zadovoljili z 12-bitno resolucijo, ali pa boste morda želeli uporabiti nič manj kot 16-bitno resolucijo. Na splošno je za namen glasu ali glasbe skromne kakovosti 12-bitna ločljivost čisto v redu, vendar je za dobro kakovost reprodukcije glasbe potrebna 16-bitna ločljivost. Prav tako boste za glasbene namene visoke kakovosti, najbrž želeli uporabiti hitrost vzorčenja najmanj 40 kHz in 44,1 kHz je sprejet standard že iz časov uvedbe CD-jev.

Če je za vaše potrebe 12-bitna resolucija zadovoljiva, boste morda lahko uporabili tudi notranji 12-bit DAC, ki je vgrajen v Teensy modulih. Nekateri Teensy moduli imajo vgrajena tudi dva 16-bitna hitra ADC pretvornika, ki se nahajajo v vseh, razen LC modulih (ki imajo je enega). Teensy 3.2 ima pred vsakim AD-pretvornikom vgrajen programirljiv ojačevalnik, ki omogoča merjenje signalov, ki so veliko manjši od 1,2 Volta, kar je sicer polni obseg samega ADC (PGA lahko ojači do 64x). Naj omenim še to, da je uporabna resolucija vgrajenih 16-bitnih ADC visoke hitrosti vrste SAR le 12 do13 bitov, zaradi lastnega šuma v samem vezju.

Če običajno uporabljate AVR Arduino module, najbrž veste, da ti nimajo DAC pretvornikov, vendar lahko vseeno ustvarijo analogne signale s pomočjo svojih PWM generatorjev, ki jih imajo vgrajene, skupaj s preprostim RC filtriranjem. Enako velja za Teensy module. Kinetis ARM MCU od T3.5, T3.6 vsebujejo od sedem (pri LC modulih) do 14 ur (timerjev). Nekatere od teh ur se lahko uporabijo za generiranje PWM signalov. Ker te ure delujejo s precej višjimi hitrostmi, kot tiste pri AVR, lahko ustvarite veliko hitrejše analogne signale. Vendar priznam, da ob vgrajenih DAC na sami ploščici te metode generiranja analognih napetosti nisem imel potrebe preizkušati.

Če potrebujete 16-bitno resolucijo, potem obstaja kar nekaj možnosti. Najlažji način je ta je, da enostavno kupite modul PJRC Audio adapter, ki ga priključite neposredno na Teensy modul.

Vsebuje vezje SGTL5000 CODEC proizvajalca Freescale, ki ima vgrajen stereo 16-bitni ADC in stereo 16-bit DAC, kot tudi digitalni avdio procesor (DAP) ter ojačevalnik za slušalke. DAP je v osnovi DSP procesor, ki lahko obravnava veliko značilnih obdelav avdio signalov, kot so:

  • 1) Grafično ali parametrično izenačenje
  • 2) Samodejna nastavitev glasnosti (kompresija)
  • 3) Funkcije ojačenja signala, kot so efekt prostorskega zvoka in izražanje basov

V zmogljivi knjižnici za avdio obdelavo na Teensy modulih s procesorjem ARM Cortex M4 in SGTL5000 DAP, lahko naredite ogromno avdio obdelave brez odvečnega pisanja lastne kode. Slika 4 prikazuje modul avdio adapterja. Bodite pozorni na DIP 28 priključke, ki omogočajo, da lahko Teensy modul priključimo nanj. Prav tako bodite pozorni na vgrajeno vtičnico za mikro-SD kartico, ki vam omogoča predvajanje zvočnih datotek z SD kartice.

Celotni članek

Gradnja digitalnih avdio projektov z uporabo Teensy 3,2 MCU modula (2)

2017_SE250_52