Генератор цифровых аудиосигналов JKGEN-384/12. ©2013, Alex Torres.
Основной элемент современной аудиотехники – ЦАП (Цифро-Аналоговый Преобразователь). Входом микросхемы аудио-ЦАПов является шина I2S, формально являющаяся одной из разновидностей синхронной последовательной шины )SPI). При этом название “I2S” относится только к смыслу входящий в нее сигналов данных (SDATA), битовой (BCLK) и канальной (WCLK или LRCLK, что тоже самое) синхронизации и общей синхронизации (MCLK). Физически сигналы могут быть TTL/CMOS, PECL, LVDS, RS485 и т.п., а логический протокол может быть Philips-I2S, Left Justify (LJ), Right Justify с различной битностью (RJ24, RJ16), TDMCA, etc.
Вход готового устройства «ЦАП» (не микросхемы, непосредственно) может быть SPDIF/TOSLINK (коаксиальный или оптический последовательный канал) или I2S. Сам «готовый ЦАП» обычно состоит из SPDIF/TOSLINK-приемника (преобразователь SPDIF/TOSLINK в I2S).
При разработке, отладке, проверках ЦАПов, необходимо подать ему на вход соответствующий сигнал. Обычно для этого используют CD/DVD плеер – для подачи SPDIF/TOSLINK, используя диск, на котором записаны соответствующие тестовые сигналы, или компьютер со звуковой картой, имеющей соответствующие выходы. В качестве такой звуковой карты часто используются USB аудио-интерфесы (PCM27xx, PCM29xx), некоторые из которых помимо SPDIF имеют и I2S выходы, и позволяют работать непосредственно с самим ЦАПом, минуя приемник (особенно, если его нет, и ЦАП обладает только I2S входом). Эти интерфейсы работают максимум в формате 48/16, для использования форматов с более высоким разрешением уже нужны более продвинутые USB устройства – Amanero, EDEL, Flamenco и т.д. Подобные интерфейсы в сочетании с компьютером дают большое удобство и гибкость, позволяя генерировать различные тестовые сигналы. Описываемый генератор предназначен для тех же целей, однако в отличие от компьютера – это достаточно малогабаритное, автономное устройство (возможно и питание от батареи/аккумулятора – устройство потребляет всего несколько ватт). Есть также некоторые преимущества и в оперативности в работе (переключение режимов шины, частоты шины и т.д. осуществляется намного быстрее чем в случае компьютерных интерфейсов, в которых некоторые вещи вообще трудно или невозможно изменить).
Основные сигналы, режимы работы, технические характеристики генератора:
1. Пользовательский интерфейс:
- управление одной ручкой валкодера с нажатием;
- индикация: цветной 2” TFT дисплей;
- апдейт прошивки с USB Flash (Disc On Key) через разьем на плате;
- сохранение до 8 пользовательских настроек в энергонезависимой памяти;
2. Выходные сигналы:
- буферированный I2S (SDATA, BCLK, WCLK, MCLK), 3.3в CMOS;
- форматы выходной шины: I2S, LJ, RJ24, RJ16;
- разрядность передаваемых данных: 16, 24, 32;
- частота выходной шины (Fs): 44.1, 48, 88.2, 96, 176.4, 192, 352*, 384*, kHz
- аналоговый выходной стерео сигнал** со встроенного ЦАПа.
3. Выходные разьемы:
- 2xRCA для подключения коакcиального кабеля, сигнал SPDIF ("настоящий" и "3.3v CMOS-уровня");
- TOTX – для подключения оптического кабеля, сигнал TOSLINK;
- IDC10 – сигналы выходной шины I2S, в нем же дополнительные сигналы (Scale, переключение на внешний генератор, питание 5в для внешних переходников***);
- 2xRCA – выходной аналоговый сигнал.
4. Тактирование:
- внутренне тактирование, от встроенного двухчастотного генератора, частота MCLK 22/24 МГц (512 Fs)
- внешнее тактирование (сигнал MCLK выходной шины переключается на вход, выдается сигнал “Scale” для переключения сетки частот) – 512 или 1024Fs;
- частота внешнего тактового сигнала и зависимость от полярности сигнала “Scale” определяются автоматически.
5. Форма генерируемых сигналов:
- сигналы группы I: синус, 200мс пачки синуса, треугольник, пила, прямоугольник;
- сигналы группы II: синус с переменной частотой (свип), двойной тон (IMD), белый шум, розовый шум, константа, цифровой ноль.
6. Частота генерируемых сигналов:
- для сигналов группы I: фиксированная из ряда 0.1, 1, 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500, 1000 Гц, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60 кГц., плавное изменении (поразрядно) частоты до 0.1 до 99999.9кГц;
- превышение генерируемой частотой половины частоты цифрового сигнала (шины) индицируется красным цветом;
- для сигнала «синус с переменной частотой» задается начальное и конечное значение частот из ряда фиксированных частот (см. выше). Шаг изменения частоты – 1/24 октавы, длительность посылки одной частоты – 20мс, время между пакетами – 200мс.
- для сигнала «константа» возможность изменить поразрядно каждую цифру (4 бита из общих 32-х), по умолчанию передается число 0xA1B2C3D4.
- для сигнал «двойной тон» существует три режима: 60/7000Гц с соотношением амплитуд 4:1, 250/8020Гц, также с соотношением 4:1 а также 6000/7000Гц с соотношением 1:1.
7. Амплитуда генерируемых сигналов:
- цифровая регулировка амплитуды: 0дБ, -6дБ, -20дБ, -40дБ, -60дБ.
- управление стереоканалами: левый+правый синфазно (L+R), левый+правый противофазно (L-R), ортогональные (сдвиг фаз 90 градусов) сигналы (LxR), только левый(L), только правый (R), оба выключены (Mute). В выключенном канале(ах) передается цифровой ноль.
8. Питание устройства:
- от адаптера 7.5В 0.5-1А
- от аккумулятора 6В.
- от любого источника постояного тока 6-9В с током не менее 0.5А
* частоты шины 352 и 384кГц предназначены для проверки прохождения самих сигналов шины в различных устройствах, правильная передача данных не гарантирована.
** аналоговый выход работает только при установке I2S в режим I2S или LJ, в RJ24 и RJ16 аналоговый выход отключен.
*** внешние переходники могут, к примеру, использоваться для преобразования сигналов шины CMOS в RS485, LVDS, LVPECL, etc.
[свернуть]
Функциональный Генератор цифровых (и аналоговых) сигналов
Ответить с цитированием
Сообщение от Alex
хотя раньше, когда Александр объявил о разработке, отнесся скептически, типа: "можно и без него как нибудь выкрутиться"
Социальные закладки