Радиолоцман Электроника en
расширенный поиск +
  

14-06-2017

BM2114dsp - Цифровой процессор звука (часть 2). Разрабатываем реальный звуковой тракт

Мастер Кит » BM2114dsp

Продолжаем рассказывать о новинке Мастер Кит – модуле звукового процессора BM2114dsp. В первой части нашего обзора мы познакомились с модулем и его компонентами, рассмотрели типичные схемы включения устройства в тракт воспроизведения звука.

Как уже говорилось, программирование примененного в модуле процессора обработки звукового сигнала ADAU1701 осуществляется при помощи программы SigmaStudio. Программу можно скачать с сайта Analog Devices по следующей ссылке:

http://www.analog.com/en/design-center/processors-and-dsp/evaluation-and-development-software/ss_sigst_02.html#dsp-overview

Также эту программу можно скачать по ссылке с сайта Мастер Кит:

https://yadi.sk/d/6IdrP4QD3J5his

Программа распространяется бесплатно, имеет 32 и 64-битные версии. Установка затруднений не вызывает, при этом драйвер для связи с компьютером по USB устанавливается автоматически. Следует сначала установить программу, а затем подключить модуль. При подключении модуля он определяется в секции Контроллеры USB Диспетчера устройств Windows как Analog Devices USBi (programmed).

Руководство по работе с программой (на английском языке):

https://wiki.analog.com/resources/tools-software/sigmastudio

На момент написания этого материала последней версией SigmaStudio была версия 3.14. Все проекты в статье созданы в этой версии.

SigmaStudio позволяет управлять различными типами DSP процессоров производства фирмы AnalogDevices и имеет свободно конфигурируемый тракт прохождения сигнала. Это означает, что имеется возможность создать произвольный тракт обработки, который удовлетворяет предъявляемым к нему требованиям, включая разнообразные фильтры (в том числе и FIR-фильтры), кроссоверы, блоки динамической обработки сигнала, а также блоки сложных алгоритмов (динамический бас, синтезаторы субгармоник и т.п.). Все алгоритмы обработки сигнала представлены в виде схемных блоков, которые можно соединять в произвольном порядке.

Рассмотрим в качестве примера двухполосную стерео аудиосистему, построенную по следующей схеме:

 BM2114dsp - Цифровой процессор звука (часть 2). Разрабатываем реальный звуковой тракт

Для разделения частотных каналов необходим кроссовер; зададим для него частоту раздела 1000 Гц. Также для точной настройки неплохо иметь параметрический эквалайзер в каждом канале. Например, 3-полосный в низкочастотном канале и 5-полосный в высокочастотном. Также, для компенсации возможной разницы в расстояниях от динамиков до слушателя, введем в каждый канал возможность регулировать задержку сигнала. Все эти требования реализуются в DSP ADAU1701 модуля BM2114dsp до усилителей.

Запустим программу SigmaStudio и создадим новый проект: Ctrl+N или File->New Project.

В процессе создания этого проекта мы изучим основные элементы управления и приемы работы в программе.

BM2114dsp - Цифровой процессор звука (часть 2). Разрабатываем реальный звуковой тракт

Вначале необходимо сконфигурировать аппаратные средства – это как раз открывшаяся вкладка Hardware Configuration. На эту вкладку надо перетащить из левой части окна программы (Tree Toolbox) три элемента: процессор, память и интерфейс между компьютером и модулем.

BM2114dsp - Цифровой процессор звука (часть 2). Разрабатываем реальный звуковой тракт

Заголовок интерфейса подсвечен красным, поскольку модуль не подсоединен. Синие точки на модулях – это выходы, зеленые – входы. Соединим выходы с входами, нажимая и удерживая левую кнопку мыши и ведя указатель мыши от одной точки до другой.

BM2114dsp - Цифровой процессор звука (часть 2). Разрабатываем реальный звуковой тракт

Адреса шины I2C будут назначены автоматически. На этом конфигурирование аппаратной части завершено и следует перейти на вкладку Schematic для создания тракта обработки сигнала.

BM2114dsp - Цифровой процессор звука (часть 2). Разрабатываем реальный звуковой тракт

В секции Tree Toolbox мы видим уже другие блоки, они и предназначены для создания схемы обработки сигнала. Нам нужны кроссовер, эквалайзер, устройство задержки и также входы и выходы. Кроссовер и эквалайзер находятся в подменю Filters, устройство задержки – в подменю Basic DSP, входы и выходы – в подменю IO. Пойдем слева направо, как обычно принято следовать направлению прохождения сигнала.

Начнем с входов, их два, затем двухканальный кроссовер.

BM2114dsp - Цифровой процессор звука (часть 2). Разрабатываем реальный звуковой тракт

Поскольку по умолчанию ставится двухканальный монофонический кроссовер, мы должны удвоить алгоритм преобразования. Это делается следующим образом: щелчком по правой кнопке мыши на элементе (контроле) вызывается меню действий с этим элементом, далее наводим указатель мыши на пункт Add Algorithm, наводим указатель на единственный пункт IC1 и далее правой кнопкой выбираем пункт 2-way Crossover filter – Single Precision.

BM2114dsp - Цифровой процессор звука (часть 2). Разрабатываем реальный звуковой тракт

В результате получится двухканальный стерео кроссовер. Соединим выходы блока входов с входами кроссовера.

BM2114dsp - Цифровой процессор звука (часть 2). Разрабатываем реальный звуковой тракт

Теперь необходимо настроить частоту разделения каналов. Щелчком по правой кнопке мыши на синей пиктограмме вверху контрола кроссовера вызываем меню настройки.

BM2114dsp - Цифровой процессор звука (часть 2). Разрабатываем реальный звуковой тракт

Перетаскиванием и совмещением маркеров границ в виде зеленых точек устанавливаем частоту раздела 1000 Гц и закрываем окно.

BM2114dsp - Цифровой процессор звука (часть 2). Разрабатываем реальный звуковой тракт

Движемся дальше по ходу обработки сигнала. Вставим блок задержек. По умолчанию опять вставляется одноканальный блок, увеличиваем число каналов до 4 аналогичным предыдущему случаю образом. Задержки выставляются в сэмплах, один сэмпл соответствует 7 мм расстояния. Следует выставить максимальные значения задержек в сэмплах для каждого канала, они влияют на размер буфера памяти DSP, выделяемого для реализации задержек. Не следует делать буфер излишнего размера.

BM2114dsp - Цифровой процессор звука (часть 2). Разрабатываем реальный звуковой тракт

Далее для каждого из четырех каналов реализуем параметрический графический эквалайзер с заданным числом полос. Перетаскиваем опять-таки одноканальный Medium Size Eq на рабочее поле и правым щелчком на нем открываем свойства. Нам нужен пункт Grow Algorithm, так как необходимо увеличить не число каналов, а число алгоритмов в канале. Выбираем цифру 2, увеличивающую число алгоритмов на 2.

BM2114dsp - Цифровой процессор звука (часть 2). Разрабатываем реальный звуковой тракт

По аналогии настраиваем эквалайзеры для остальных каналов и выставляем частоты для каждого канала каждого эквалайзера.

BM2114dsp - Цифровой процессор звука (часть 2). Разрабатываем реальный звуковой тракт

И наконец, перетаскиваем из подменю IO четыре выхода – выходные цифро-аналоговые преобразователи DAC, и соединяем их с выходами эквалайзеров. Порядок соединения DAC с выходами эквалайзеров может быть изменен с помощью выпадающих меня на соответствующих контролах.

BM2114dsp - Цифровой процессор звука (часть 2). Разрабатываем реальный звуковой тракт

Наш собственный уникальный тракт обработки сигнала готов. Если модуль еще не подключен, его следует подключить (при этом на вкладке Hardware фон заголовка USB interface станет зеленым) и загрузить программу обработки выбрав в меню окна программы SigmaStudio пункт Action->Link Compile Download или нажать функциональную клавишу F7. При этом код программы будет записан в энергонезависимую память модуля, и будет сохраняться в ней после выключения питания, а также автоматически загружаться и выполняться после включения питания модуля. Настраиваемые параметры элементов схемы можно изменять (движками эквалайзеров, изменением числовых значений в соответствующих окнах контролов и т.п.), они будут передаваться в модуль, и отрабатываться им, но для сохранения новых параметров следует снова скомпилировать и загрузить новый код, нажав F7.

BM2114dsp - Цифровой процессор звука (часть 2). Разрабатываем реальный звуковой тракт

Подключив к входам модуля источник звукового стереосигнала, а к выходам – усилители и акустические системы, мы получим вполне работоспособную систему звукоусиления, которую можно настроить под реальную среду прослушивания, например салон автомобиля или автобуса.

Параметры звукового тракта можно менять не только с помощью изменения параметров элементов схемы на экране программы SigmaStudio, но и с помощью внешних элементов управления (кнопки, переменные резисторы, энкодеры и т.п.). Также у модуля есть другие интересные возможности, который мы рассмотрим в следующих материалах.

Мастер Кит

    BM2114dsp на РадиоЛоцман.Цены — от 4 870 до 5 190 руб.
    Модуль BM2114dsp предназначен для построения высококачественных аудиосистем и точной настройки ее под ваше пространство. Он способен полностью раскрыть потенциал любого усилителя и...
    Цена BM2114dsp
    Поставщик ПроизводительНаименованиеЦена
    Ким Мастер КитKIT BM2114dsp4 870 руб.
    ДКО Электронщик KIT BM2114dsp4 890 руб.
    Мастер Китофициальный статусМастер КитDSP процессор для цифровой обработки звука на базе ADAU17014 890 руб.
    Терраэлектроника Мастер КитKIT BM2114dsp5 190 руб.
    официальный статусофициальный статус поставщика
    Подробнее об условиях поставки »
Срезы ↓
Датчики влажности и температуры ДВТ-03
Цена: от 3 168 руб.
Доставка: Россия и страны СНГ
DIY настольный 3D принтер
Цена: 163 $ (9500 руб.)
Промо-акция, последняя скидка
Очки с подсветкой и сменными окулярами
Цена: от 8 $ (477 руб.)
Бесплатная доставка: Весь мир
радиолоцман вконтакте радиолоцман одноклассники радиолоцман facebook радиолоцман twitter радиолоцман google плюс