В этой теме предлагаю обсуждать варианты реализации сабвуферов с румкоррекцией. Так же предлагаю здесь делиться проектами сигмы с реализацией дсп для саба.
Начну с саба с функционалом из шапки. Т.е. 2 независимых входа (Line и LFE), автовыбор активного входа, возможность задать приоритет входа, румкоррекция, кроссовер и прочие плюшки. Электрическая часть будет собрана на основе adau1701 и hypex ucd400mp.
Отмечу, что я не сторонник располагать DSP в сабвуфере. Как минимум, если делать правильный кроссовер, то к сабу надо тянуть провода от уся колонок. Если туда добавить провода от стерео и LFE, то к сабу пойдет пучок межблочников, что, на мой взгляд, не комильфо. Это не проблема, если саб стоит рядом со стойкой, но если он стоит в противоположном углу комнаты, то это проблема. Так что я за то, чтобы DSP жила в отдельной коробочке в стойке, а в сабе был только минимум функционала.
Преамбула.
Уже давно со знакомым обсуждали вариант одновременного подключения саба к дк и стереотракту, т.е. когда играет дк, саб работал от ресивера, когда играет стерео, то саб подключен к усилителю. Из готовых сабов непонятно кто такое умеет. Как минимум, даже если есть входы стерео и lfe, то непонятно у какого входа приоритет и как они поведут себя если сигнал придет на оба входа. В общем масса заморочек и минимум ответов. Отсюда, самый простой способ - сделать саб самому и заложить в него нужный функционал. Если вспомнить, что в большинстве бюджетных ресиверов румкоррекция на саб не распространяется или правит по минимуму, а в стерео вообще румкоррекция не используется, то в саб желательно встроить румкоррекцию. Благо на рынке хватает вариантов типа adau1701, adau1452, pcm5242 и прочих DSP по вменяемой цене. Но, все эти хотелки были на уровне разговоров, ибо я сейчас сижу на 2.0 и саб мне некуда поставить. Короче – лень.
Не так давно у знакомого сломался саб и он решил делать саб сам. Конечно, сразу вспомнились все хотелки и начались разговоры как это организовать. Сначала планировалось собирать бутерброд из поделок от ЧиД и али, но внезапно на авито нашелся модуль саба Monitor Audio w12. Данный модуль содержит почти все что нужно для реализации большинства хотелок и было решено использовать именно его. Из минусов – нет сервис манула, нет верхнего блока кнопок и управляется он программой зашитой в МК, поэтому требует паялинга и доработки. Еще из минусов – приобретенные модули, это модули из сц которые заменили по причине неисправности, а неисправность может быть любая. У моих не работают усилители (не стартуют, хотя дежурка есть). Если же найдете нормальные модули, то это не проблема. Либо если сами умеете чинить хайпексы, тоже не проблема. Знакомому повезло больше, достался полностью рабочий комплект.
Если есть контакты мастера в Москве, кто может нормально продиагностировать и починить хайпекс по вменяемой цене, или же можете помочь продиагностировать, напишите в приват.
Именно с доработки этого модуля я и решил начать эту тему. Так как на выходе получится саб, который можно подключать к ДК и к стерео, с румкоррекцией и кроссовером (не правильным).
Если чего, я приобрел себе эту плату и решил ее поковырять ради спортивного интереса (себе саб пока не планирую собирать), по этому не в курсе какой еще функционал нужен, в итоге решил по возможности восстановить родной фунционал саба MA w12. Ковыряем этот модуль мы вместе о знакомым, знакомый у себя, я у себя, потом делимся идеями. Мы оба любители, так что типа «вумным дядькам» просьба не выпендриваться. Если Вы разбираетесь в схемотехнике и найдете какие-то ошибки, прошу указать на них и объяснить как исправить. Индивидуумов, которые только критикуют и не предлагают конструктивных решений просьба воздержаться от комментариев.
Описание модуля от саба Monitor Audio w12
1 - Плита, на которой установлена вся электроника. На ней располагается разъем для провода 220В и кнопка выключения.
3 - Усилитель – hypex ucd400mp моноусилитель 400Вт (600Вт пик). Имеет встроенный блок питания для самого усилителя. Есть вспомогательное питание +-20В, есть дежурный блок питания, который выдает 3,9В пока усь подключен к 220В, с него же можно управлять включением выключением уся и вспомогательного питания.
2 - DSP – основана на базе adau1701 с кварцем 12.288МГц, управляется микроконтроллером (МК) pic24fj128gb с кварцем CREC8.000.
Из плюсов - на плате изначально LFE и Line In разделены и приходят на разные АЦП адау, что позволяет не заморачиваться с разделением входов, а сразу в программе устанавливать приоритет входов, разную обработку для LFE и для стререо и организовывать другие плюшки. Входы и выходы Line и LFE проходят через буферы, выходы с адау на усь тоже реализованы через буфер и согласованы уровни. В качестве входных буферов используются 2 оу tl074c, для согласования адау с усем - оу tl072c. Изначально на плате установлен потенциометр 20к, 2 тумблера и триггерный вход, которые подключены к МК, но при желании легко подключаются к адау.
В общем, идеальный вариант для реализации большинства хотелок с минимумом доработок.
Как вариант, можно найти только модуль DSP от этого саба. Его можно доработать под другие усилители. Но об этом напишу позже. В этом посте опишу как доработать модуль под ucd400mp.
Данный модуль можно найти на авито (если не нашли, пишите в приват)
1 - Цепь питания ОУ из +-20В в +-15,4В на базе lm317 и lm337
2 - Цепь питания adau1701 из 20В в 5В на базе 54331, из 5В до 3,3В на базе ams1117
3 - Цепь питания МК из 3,9В в 3,3В на базе tj33mnyxe (маркировка на чипе)
4 - ОУ отвечающие за входной сигнал на базе двух tl074c
5 - ОУ отвечающий за выходной сигнал адау на усилитель на базе tl072c
6 - adau1701 с кварцем hlx.2j-12.288MHz 3,3 (маркировка на чипе)
7 - микроконтроллер pic24fj128gb106 с кварцем crec8.000 (маркировка на чипе)
8 - часть схемы отвечающая за mute
9 - часть схемы отвечающая за автовключение при подаче сигнала на базе ОУ mcp6002e. Питание ОУ от вспомогательного питания 3,9В
Алгоритм работы – при включении кнопки 220В, появляется питание на МК, всей остальной работой рулит МК. При появлении сигнала или при тумблере в положении ON, МК включает усилитель и вспомогательное питание. Адау питается от вспомогательного питания, так что не активна в режиме сна усилителя. Программу в память адау загружает МК.
Это всё хорошо, но так как нет блока кнопок и неизвестна программа, заложенная в МК, то полноценно управлять данным модулем не получится. По этому его нужно доработать.
Первый вариант – перепрограммирование МК. В этом случае дорабатывать плату не надо. Достаточно написать новую программу для МК pic24. Не мой метод, я давно хотел освоить программирование МК, но хотелки не хватило.
Второй вариант – выкинуть МК и перевести управление полностью на adau1701. Хоть возможностей у адау меньше чем у МК, зато всё равно можно реализовать саб с DSP.
Второй вариант и опишу.
Сразу скажу, что на плате изначально реализовано несколько полезных функций, но так как там хитровыделанные схемы, я не стал с ними разбираться. Да и заставить их нормально работать от адау может быть проблематично. Они рассчитаны на МК. К таким функциям относится mute – отключение входов и выходов на момент включения или выключения сабвуфера (для избегания хлопков) и автовключение при обнаружении сигнала на входах LFE и Line In.
Mute реализован не будет, из-за чего может быть хлопок в устройствах подключенных к Out. В самом сабе хлопка не должно быть, так как ucd400mp имеет задержку включения и адау включится раньше, чем запустится усь. Адау сама по себе хлопает во вход и выход, поэтому все же желательно предусмотреть mute, но я не знаю как. Хлопки могут быть во время перепрошивки и перезагрузки адау, в обычных режимах работы хлопать в динамик не должно.
Касательно автовключения по сигналу. Аппаратное автовключение будет заменено на программное. В адау есть такая функция, которую не сложно реализовать. Если есть люди, кто хорошо разбирается в схемотехнике, то можно попробовать подключить аппаратное обнаружение к адау. У меня знаний не хватило.
Триггерный вход пока не будет задействован, так как пока не разобрался как его подключить к адау. Родной работать с адау не захотел.
Так же у усилителя есть индикатор наличия постоянки на терминалах, индикатор перегруза и некоторые другие возможности. Все эти события обрабатывались МК. Так как МК удаляется, то данные триггеры не будут задействованы, хотя при желании можно придумать, как их реализовать.
Изначально к плате DSP подключались все пины от усилителя. В доработанной ревизии будут подключены только пины:
1 – плюс сигнальной линии (Hot)
2 – минус сигнальной линии (Cold)
5 – земля
7 – +20В (вспомогательное питание)
8 – -20В (вспомогательное питание)
12 – +3,9В (дежурное питание)
13 – включение усилителя
Краткое описание доработки:
Изначально на плате установлен дсп, к которому подключается микрофон через дополнительный блок и управляется это всё родным софтом от МА. Так как этого всего нет, то суть доработки заключается в переводе DSP под контроль adau1701 для возможности использования всего функционала adau1701. Бонусом получаем дополнительный функционал, который изначально не был заложен в плату. Для этого надо:
Удалить часть элементов, которые не нужны или мешают новому алгоритму работы. Перевести адау на контур дежурного питания, чтобы адау была всегда активна, когда саб подключен к 220В. Перевести адау в режим загрузки из eeprom и установить eeprom. Установить программатор для адау. Подключить тумблеры, потенциометр к адау. Научить адау включать усь. Организовать новые дорожки (припаять провода).
Касательно подключения eeprom к адау. Существует несколько вариантов общение с адау с памятью:
1. Только загрузка из памяти
2. Возможность сохранять в eeprom разные настройки самим адау (выбранные пресеты, уровень громкости и т.д.)
Я использую первый вариант подключения, так как используются обычные выключатели и потенциометр, которые не требуют сохранения данных в памяти.
Что понадобится:
- Паяльник и умение паять
- Программатор USBi или аналог. Я выбрал на кипарисе (EZ-USB FX2LP CY7C68013A). Одно из его преимуществ – можно в реальном времени подключить к адау и менять параметры.
- SMD резистор 10кОм, smd резистор 0 Ом, smd конденсатор 0,1мкФ
- Память. Я выбрал M24C64.
- Провод. Так как у адау размер ног 0,2мм, то выбирается тонкий провод. Я выбрал МГТФ-0,03
- Для подключения уся к DSP нужно собрать шлейф из 2х штекеров IDC-14F и шлейф (на 14 проводов)
- Штекер USB mini. (не требуется, если запаять провода напрямую)
- Гребенка PLS с шагом 2,54 на 3 пина. Можно угловую. (не требуется, если запаять провода напрямую)
- Соединительные провода мама-мама (соединять программатор и плату дсп) (не требуется, если запаять провода напрямую)
- Скотч 3М или другое крепление. Используется для крепления программатора к DSP или плите.
Доработка DSP:
Перед выполнением паяльных работ плату желательно отмыть. Она покрыта непонятно чем. Это «непонятно чем» мешает пайке. Без особых проблем отмывается техническим спиртом.
- Сносим лишние элементы.
Перечислю что сносится для доработки описанной здесь. Если использовать другие пины и дорожки, стоит предварительно прозвонить их и определить что на них висит.
С лицевой стороны: L1, U5, C15, C17, C19, C20, U13, C84, C96, C82, R85, R80, R68, С85, C49, C51, R44, R42, C50, U4, XT1
С обратной стороны: R74, R75, R77, C87
R68 и R44 можно сохранить и использовать в доработке DSP. Это резисторы 10К и 0 соответственно.- Заменяем R76 на 0 Ом (перемычку) и С31 на 0,1мкФ.
- Устанавливаем сопротивление R200 10кОм между ногой 21 adau1701 и +3,3В. Устанавливаем перемычку между +3,3В и ногой 6 adau1701. (включаем автозагрузку из eeprom)
- Подключаем GPIO. Выбор за пользователем. Я назначил MP2 и MP9 на выход, для управления внешними элементами. MP3, MP7, MP10 на потенциометр и 2 переключателя. Все остальные не выводил и не задействовал.
MP2 – провод от C82 до 2 ноги МК. Получаем линию, которая совмещена с пином 13 разъема P4.
MP9 – провод от 26 ноги adau1701 до С84. Получаем линию, которая совмещена с пином 6 разъема P5.
MP3 – провод от 28 ноги adau1701 до С37. Центральный контакт потенциометра VR1.
MP7 – провод от 14 ноги adau1701 до S1. Паяемся к средней ноге переключателя или к точке между R11 и С28.
MP10 – провод от 16 ноги adau1701 до S2. Паяемся к средней ноге переключателя или к точке между R12 и С29.- Устанавливаем гребенку на место P3. В Р1 устанавливаем перемычку между 2 и 3 пинами. (обеспечиваем адау работу от дежурного питания)
- Устанавливаем eeprom. Место выбирается по желанию, желательно там где есть линия sda scl. Можно рядом с Р3, можно вместо МК (на него тоже приходят эти дорожки). Я выбрал место с обратной стороны платы, так как вариант работы с памятью №1 и удобно припаиваться к +3,3В и gnd для памяти. sda и scl припаял к ногам разъема, +3,3В и gnd взял от C31.
- Подпаиваем или сам программатор или USB провод для подключения программатора к J4. Делается, чтобы было сохранить родной разъем и не делать лишних отверстий в сабе. Я выбрал вариант припаять кусок провода со штекером USB mini. C49 плюс и минус USB (красный и черный провод), R42 D+ (зеленый провод), R44 D- (белый провод). Не забываем перед пайкой проверить длину провода, чтобы его хватило до места установки программатора.
- Устанавливаем программатор в удобное место. Я установил на 3М скотч над местом, где был МК. Как вариант – распечатать на 3Д принтере рамку и на нее прикрепить плату программатора. Место расположения и способ крепления выбираются индивидуально. Соответственно, соединяем пины gnd, sda и scl на программаторе с аналогичными пинами разъема P3 на DSP.
Провода около адау и память лучше чем-нибудь залить, чтобы не оторвались. А так же закрепить провода вдоль всей протяженности (вибрации и все такое).
После данной доработки DSP и ucd400mp соединяются шлейфом. К ucd400mp подключается штекер от 220В (есть на плите) и подключается динамик (через разъем или подпаивается). После чего электрическая часть сабвуфера готова.
Выход MP2 соединен с пином 13 разъема P4, и включает ucd400mp. Выход MP9 соединен с пином 6 разъема Р5. Можно использовать для подключения светодиода и других потребителей. Так как адау выдает всего 2мА, то подключать любые потребители надо через транзистор или другую токоограничивающую схему. MP9 можно переключить на вход и использовать для подключения дополнительной кнопки или других элементов на вход. Желательно организовать небольшую обвязку. На разъеме P5 присутствуют +3,3В +3,9В и gnd, для дополнительных элементов управления питание можно брать с разъема P5.
Алгоритм работы с DSP:
Скачиваем SigmaStudio. Можно с сайта производителя, можно с другого (так как сейчас санкции сайт аналогдевайса без VPN не доступен)
Устанавливаем драйвера под выбранный программатор. Я использовал кипарис, инструкция по установке здесь.
Запускаем SigmaStudio, рисуем в ней проект и загружаем в адау.
Примеров проектов для саба в сети много. Можно скачать чужие, можно нарисовать свои, можно нарисовать свои с использованием вставок из чужих проектов.
Чтобы использовать румкоррекцию полноценно, понадобится измерительный микрофон и программа для снятия параметров типа REW EQ или аналогов. Если используется REW, то в ней можно сделать замеры, а потом импортировать в SigmaStudio. Это полезно, если хочется проверить результат наложения фильтров и коррекции. Какие варианты коррекции АЧХ есть в адау смотрите в этом видео (смотреть со скоростью х2)
Чуть позже постараюсь выложить простенький проект как организовать автовыбор входа и автовключение по наличию сигнала.
---------- Сообщение добавлено 18:21 ---------- Предыдущее сообщение было 18:17 ----------
Дополнительные доработки платы, которые можно сделать. Данная инфа актуальна к тем сабам, которые собираются на других платах с использованием adau1701
Подключение памяти для сохранения параметров.
Если планируется сохранять в памяти какие-то параметры, то плату надо доработать.
20 ногу adau1701(WB) надо поднять с земли. Изначально она припаяна на землю. Конечно кощунство, но ее надо поднять с дорожки и отогнуть вверх. 21 ногу adau1701 надо соединить с памятью с 7 ногой (WC) или соответствующим контактом, отвечающим за запись (смотри даташит на память).
Если сравнить схему из первого поста с данной, станет понятно что доработать.
Я пока не разбирался как организовать сохранение параметров, поэтому возможно потребуются доработки. Запись начинается по переднему фронту WB, а значит чем-то его надо будет задавать.
Выход на второй саб.
Если у вас в комнате 2 саба, то пихать по дсп в каждый смысла нет. Достаточно дсп в одном сабе, а второй подключить к нему. У adau1701 4 цапа, 2 из них задействованы в DSP из первого поста (прямой и инвертированный сигнал - балансное подключение к усилителю). Один из оставшихся ЦАП можно отправить на LFE выход. Ресурсов adau1701 с головой хватит на 2 саба.
Чтобы доработать DSP плату из первого поста, надо припаять провод к ноге 46 или 45 adau1701 и пустить его напрямую на RCA разъём LFE out или на ОУ, отвечающий за LFE out. Если пускать сигнал на ОУ, то надо удалить конденсатор С125. Если пускать напрямую на разъем RCA, то надо отрезать сигнальный контакт RCA от платы.
Правильный кроссовер и подключение колонок.
Выше описаны варианты создания DSP только для саба. В этом варианте получится выставлять параметры только для саба и очень ограничено. Но бывают варианты, когда надо чтобы саб играл раньше чем колонки. Тогда варианта 2 – или двигать саб ближе к слушателю или пропускать сигнал колонок через DSP саба. Первый вариант не всегда возможен, второй возможен и интересен. Как минимум можно организовать правильный кроссовер с подрезанием колонок снизу и выставлением верных задержек, как максимум добавить румкоррекции колонкам в режиме, когда они не работают в составе ДК.
Так как используется adau1701, то надо помнить, что у него очень ограничены ресурсы и посредственные АЦП и ЦАП. Если для саба этого более чем достаточно, то для колонок это уже плохо.
У адау1701 ограниченный набор команд и чем выше частота дискретизации потока, тем меньше команд он может обработать. В принципе, 1024 команды для 48кГц вполне достаточно для параметрического эквалайзера, кроссовера и множества других функций и для колонок и для саба. Но если захотеть поиграться с fir фильтрами, команд может не хватить даже сабу. Для 96кГц доступно только 512 команд и этого уже может не хватить для реализации всех задумок.
Исходя из этого, если планируется сильно заморочиться с функционалом, то лучше посмотреть в сторону adau1452, adau1467 и прочих. У них больше команд, да и остальные возможности более обширны.
Касательно ЦАП и АЦП. В adau1701 встроено 2 АЦП и 4 ЦАПА. По качеству они средние, так что "златоухим" точно не подойдут. Для саба их качества вполне достаточно. Если же делать DSP рассчитанный на колонки, то желательно подключить другие ЦАП и АЦП.
Adau1701 позволяет подключить 4 ацп и 4 цап по I2S (имеется ввиду 4 схемы на борту которых по 2 цап - левый и парвый канал). Эту функцию я рекомендовал бы использовать, если захочется организовать правильную обработку и разделение частот при использовании колонок.
Вернемся к плате из первого поста. 2 родных АЦП заняты, значит для подключения колонок понадобится дополнительный АЦП. Можно взять PCM1808 (у ЧиД или на али) или поискать любой АЦП с подключением через I2S. АЦП подключается одной стороной к разъему Line in (в зависимоcти от выбранного АЦП до ОУ или после) второй стороной к adau1701 по шине I2S. Схемы подключения можно подсмотреть на сайте ЧиД.
Касательно вывода сигнала, хотя 2 родных ЦАПа свободно, но если вы с претензией на аудиофила, то я бы не рекомендовал использовать родной ЦАП, а подключить по I2S более интересный. Можно взять PCM5102/PCM5122 (у ЧиД или на али) или поискать любой АЦП с подключением через I2S. Он подключается одной стороной к разъему Line out (в зависимоcти от выбранного ЦАП до ОУ или после) второй стороной к adau1701 по шине I2S. Схемы подключения можно подсмотреть на сайте ЧиД.
В случае внедрения ЦАП и АЦП обязательно отключить контуры от старых линий. Прозвонить схему и удалить элементы, чтобы разорвать связь с предыдущими линиями. (заморочено, но пример можно посмотреть в варианте со вторым сабом, там достаточно удалить один конденсатор аналогичная доработка для всех выходов, только конденсаторы другие. Для АЦП доработка чуть сложнее). Касательно самой шины I2S. В первом посте на MP10 висит переключатель, его придется перевести на другой вход (ногу), так как MP4, MP5, MP10, MP11, в случае использования шины I2S, зарезервированы под клоки.
И надо помнить, при использовании внешних АЦП и ЦАП количество входов/выходов уменьшается. А значит меньше переключалок, лампочек и прочего обвеса можно использовать.
Социальные закладки