BM2114dsp - Цифровой процессор звука. Часть 2: Разрабатываем реальный звуковой тракт
BM2114dsp - Цифровой процессор звука. Часть 2: Разрабатываем реальный звуковой тракт
Продолжение обзора новинки Мастер Кит - модуля цифрового аудио процессора BM2114dsp. Учимся работать в SigmaStudio от Analog Devices и конструируем реальный настраиваемый звуковой тракт.
Статьи

BM2114dsp - Цифровой процессор звука. Часть 2: Разрабатываем реальный звуковой тракт

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:

Мастер Кит 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-х полосный в низкочастотном канале и 5-ти 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.

Мастер Кит 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.

Мастер Кит 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.

Мастер Кит 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.

Мастер Кит 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.

Мастер Кит 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.

Мастер Кит BM2114dsp - Цифровой процессор звука. Часть 2: Разрабатываем реальный звуковой тракт

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

Мастер Кит 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.

Мастер Кит 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.

 Мастер Кит 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.

Мастер Кит 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.

Мастер Кит 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.

 Мастер Кит 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.

Мастер Кит 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.

 Мастер Кит 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.

Рейтинг@Mail.ru

Почему выбирают Мастер Китнас


Мы в Сети

Я

© 1999-2018 Мастер Кит