83_86.pdf
(
359 KB
)
Pobierz
Przedwzmacniacz audio sterowany szyną I2C
P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W
Dzia³ "Projekty Czytelników" zawiera opisy projektów nades³anych do redakcji EP przez Czytelników. Redakcja nie ponosi
odpowiedzialnoci za poprawnoæ tych projektów, gdy¿ nie testujemy ich laboratoryjnie.
Prosimy o nadsy³anie w³asnych projektów z modelami (do zwrotu). Do artyku³u nale¿y do³¹czyæ podpisane
owiadczenie,
¿e artyku³ jest w³asnym opracowaniem autora i nie by³ dotychczas nigdzie publikowany
. Honorarium za publikacjê
w tym dziale wynosi 200,- z³ (brutto) za 1 stronê w EP. Przysy³anych tekstów nie zwracamy. Redakcja zastrzega sobie
prawo do dokonywania skrótów.
Przedwzmacniacz audio sterowany szyn¹ I
2
C
Prezentujemy kolejny
projekt, który zosta³
nagrodzony w konkursie
na najciekawszy system
mikroprocesorowy.
Tym razem jest to
przedwzmacniacz audio
sterowany cyfrowo,
z wbudowanymi prostymi
efektami poprawiaj¹cymi
przestrzennoæ
odtwarzanego dwiêku.
Dziêki zastosowaniu w tej
konstrukcji nowoczesnych
uk³adów scalonych jakoæ
dwiêku jest bardzo
dobra, a obs³uga
niezwykle komfortowa.
Projekt
036
Zaprezentowany tu
przedwzmacniacz jest wy-
posa¿ony w nastêpuj¹ce
elementy:
3
odbiornik zdalnego stero-
wania, umo¿liwiaj¹cy
zdaln¹ obs³ugê przed-
wzmacniacza;
mentów zewnêtrznych kom-
pletny uk³ad procesora au-
dio o parametrach Hi-Fi
i pozwala na realizacjê na-
stêpuj¹cych funkcji:
7
audio. Sk³ada siê z szeciu
(podwójnych) gniazd
CINCH. Siódme gniazdo jest
wyjciem do nagrywania
REC OUT. Sygna³ z wejcia
TAPE 1 jest doprowadzony,
poprzez filtr dolnoprzepus-
towy (R9, C1 i R10, C2)
i kondensatory separuj¹ce
(C5 i C6), bezporednio do
drugiego wejcia procesora
audio. Wejcie to nie jest
po³¹czone z wyjciem REC
OUT. Ma to na celu unik-
niêcie ewentualnych sprzê-
¿eñ i wzbudzeñ, które mog-
³yby wyst¹piæ pomiêdzy
wejciem i wyjciem magne-
tofonu. Pozosta³e piêæ wejæ
jest prze³¹czane za pomoc¹
przekaników i sygna³
z nich jest doprowadzony,
przez filtry dolnoprzepusto-
we (R11, C3 i R12, C4) oraz
kondensatory separuj¹ce (C7
i C8), do pierwszego wejcia
audioprocesora. Sygna³ ten
jest doprowadzony tak¿e do
wyjcia REC OUT.
Drugim blokiem przed-
wzmacniacza jest czêæ cyf-
rowa. Jej schemat przedsta-
wia
rys. 2
. Sercem tej czêci
jest mikroprocesor 80C51
z pamiêci¹ EPROM 27C64
zawieraj¹c¹ program, dziêki
któremu jest mo¿liwe stero-
wanie ca³ym przedwzmac-
niaczem.
Wyprowadzenia P1.7
(SDA) i P1.6 (SCL) proceso-
ra stanowi¹ magistralê
I
2
C, do której s¹ do³¹czone:
audioprocesor i uk³ad SA-
A1064 - sterownik wywiet-
lacza (o nim w dalszej czê-
ci). Dla poprawnej pracy
magistrali konieczne jest
podci¹gniêcie jej wyprowa-
dzeñ do plusa zasilania po-
przez rezystory R8 i R9.
Pod³¹czenie do magistrali
dwóch uk³adów (lub wiêcej)
jest mo¿liwe, poniewa¿ ka¿-
prze³¹czanie dwóch róde³
sygna³u stereofonicznego;
3
gniazda wejciowe, umo¿-
liwiaj¹ce wspó³pracê
z szecioma ród³ami syg-
na³u;
7
wybór trybu pracy (stereo,
przestrzenne stereo, pseu-
do stereo i mono);
7
regulacjê wzmocnienia
i balansu;
3
sygnalizacjê wszystkich
funkcji na diodach i wy-
wietlaczu LED;
7
regulacjê tonów wysokich
i niskich;
wyciszanie.
Na
rys. 1
jest przedsta-
wiony schemat elektryczny
czêci analogowej. Jest to
w zasadzie podstawowa ap-
likacja kostki TDA8425, uzu-
pe³niona o modu³ gniazd
wejciowych i kilka dodat-
kowych elementów. Blok
analogowy jest zasilany po-
jedynczym napiêciem 12V.
Kondensatory C1 i C4 usta-
laj¹ zakres regulacji tonów
wysokich, natomiast C2 i C5
- niskich. Zdecydowa³em siê
równie¿ na wykorzystanie
w przedwzmacniaczu efektu
pseudostereofonicznego (au-
dioprocesor realizuje ten
efekt przesuwaj¹c fazê syg-
na³u w lewym kanale). Prze-
suniêcie fazy i zwi¹zan¹
z tym intensywnoæ efektu
ustalaj¹ kondensatory C3
i C6. Ich wartoci mo¿na
zmieniaæ w dosyæ szerokich
granicach. Dla przyk³adu
przedstawiam tabelê z kata-
logu firmy Philips (
tab. 1
).
Sygna³ z wyjæ procesora
audio, poprzez filtry dolno-
przepustowe (R1, C8, C11,
R4 i R2, C9, C10, R3) jest
doprowadzony do wyjcia
przedwzmacniacza (OUT R
i OUT L). Modu³ wejciowy
dostarcza sygna³y z gniazd
wejciowych do procesora
trzy gniazda sieciowe,
przeznaczone do pod³¹-
czenia pozosta³ych ele-
mentów zestawu audio.
Realizuje on nastêpuj¹-
ce funkcje:
3
regulacjê wzmocnienia
i balansu;
3
regulacjê tonów wysokich
i niskich;
3
w³¹czanie i wy³¹czanie
zestawu;
3
prze³¹czanie efektów (ste-
reo, spatial stereo i pseu-
do stereo);
3
wybór ród³a sygna³u (6
wejæ);
3
wyciszanie (ca³kowite);
3
timer 0..90 minut (raster
10 minut);
3
zdalne sterowanie magne-
tofonem i tunerem (kilko-
ma funkcjami).
Tabela 1.
Pin17 Pin19 efekt pseudo stereo
15nF 15nF normalny
5,6nF 47nF intensywny
5,6nF 68nF bardziej intensywny
Opis uk³adu
Ca³e urz¹dzenie sk³ada
siê z dwóch czêci: analo-
gowej i cyfrowej. Czêæ ana-
logow¹ zrealizowa³em
w oparciu o kostkê TDA
8425. Jest to monolityczny
uk³ad scalony, sterowany
dwuprzewodow¹ magistral¹
I
2
C, przeznaczony do stoso-
wania w sprzêcie telewizyj-
nym i audio. Tworzy on
wraz z niewielk¹ liczb¹ ele-
Elektronika Praktyczna 10/97
83
7
3
P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W
Rys. 1.
dy uk³ad ma odmienny ad-
res. Procesor najpierw wy-
sy³a adres danego uk³adu
i po odebraniu bitu potwier-
dzenia odbioru przesy³a do
niego dane. Wystêpowanie
w transmisji bitu potwier-
dzenia zosta³o wykorzysta-
ne do zaszycia w progra-
mie prostej procedury testu-
j¹cej uk³ady pod³¹czone do
magistrali.
I tak, gdy uk³ad TDA
8425 nie odpowie na we-
zwanie procesora, na wy-
wietlaczu uka¿e siê napis
8425, natomiast gdy sterow-
nik wywietlacza nie odpo-
wie (SAA1064) to dwukolo-
rowa dioda D7 bêdzie co
chwilê zmienia³a kolor
wiecenia. Procedura ta mo-
¿e byæ pomocna w czasie
uruchamiania lub naprawy
urz¹dzenia.
Do procesora jest pod³¹-
czona równie¿ 16-przycisko-
wa klawiatura, która s³u¿y
do obs³ugi przedwzmacnia-
cza. Nie jest ona pod³¹czo-
na bezporednio, lecz przez
prosty uk³ad kodera klawia-
tury, zrealizowanego na
uk³adzie CMOS 4532, tran-
zystorze T1 i kilku rezysto-
rach. Tranzystor generuje
najstarszy bit kodu wciniê-
tego klawisza. Wciniêcie
którego klawisza z grupy
SW9..SW16 odblokowuje
tranzystor T1 i powoduje
pojawienie siê na jego emi-
terze stanu wysokiego.
Zastosowanie tranzysto-
ra zamiast drugiego uk³adu
znacznie upraszcza kon-
strukcjê i zmniejsza koszty.
Wyjcia Q0..Q2 oraz emiter
T1 pod³¹czone s¹ do proce-
sora (P1.0..P1.3). Rezystor
R2 ustala stan niski na wy-
prowadzeniu P1.3 procesora
w sytuacji, gdy T1 jest za-
tkany. Wyjcie EO uk³adu
4532 jest wykorzystane do
informowania procesora
o u¿yciu klawiatury.
W momencie wciniêcia
dowolnego klawisza, wy-
jcie EO uk³adu 4532 prze-
chodzi w stan niski i uak-
tywnia podprogram obs³ugi
klawiatury w procesorze.
Procesor odczytuje z wypro-
wadzeñ P1.0..P1.3 kod wci-
niêtego klawisza i odpo-
wiednio go interpretuje.
Puszczenie klawisza powo-
duje pojawienie siê stanu
wysokiego na wyprowadze-
niu EO uk³adu 4532 i za-
koñczenie procesu obs³ugi
klawiatury. Rozwi¹zanie ta-
kie, mimo pewnej kompli-
kacji uk³adu, ma szereg za-
let w stosunku do klasycz-
nej klawiatury matrycowej -
zajmuje tylko 5 linii portu
procesora i absorbuje jego
pracê jedynie w momencie
wciniêcia jednego z klawi-
szy.
Poszczególne klawisze
realizuj¹ nastêpuj¹ce funk-
cje:
u
dwiêku w zakresie tonów
wysokich (TREBLE) w gó-
rê;
u
SW12 reguluje barwê
dwiêku w zakresie tonów
wysokich (TREBLE)
w dó³;
u
SW13 w³¹cza i wy³¹cza
wyciszenie dwiêku (MU-
TE);
u
SW15 reguluje balans
w prawo;
u
SW16 reguluje balans
w lewo;
SW0 w³¹cza i wy³¹cza ze-
staw (STAND-BY).
Pewnym wyj¹tkiem jest
klawisz STAND-BY pod³¹-
czony bezporednio do wej-
cia INT1 procesora (bez po-
rednictwa kodera klawiatu-
ry). Procesor ma te¿ za za-
danie dekodowanie sygna³u
z pilota. Sygna³ ten jest
wzmacniany we wzmacnia-
czu podczerwieni i podany
na wejcie przerwania INT0.
Do zdalnej obs³ugi wy-
korzysta³em pilota NZS2040
(na uk³adzie SAA 3010, pra-
cuj¹cy w standardzie RC-5)
i scalony odbiornik podczer-
wieni DHR38N produkcji
DAEWOO. Aby nowo zaku-
piony pilot wspó³pracowa³
SW1..SW6 s³u¿¹ do za³¹-
czenia ród³a sygna³u ste-
reofonicznego (CD, TA-
PE2, TAPE1, AUX, TU-
NER, SAT);
u
SW7 zwiêkszanie wzmoc-
nienia;
u
SW8 zmniejszanie wzmoc-
nienia;
u
SW9 reguluje barwê
dwiêkuw zakresietonów
niskich (BASS) w dó³;
u
SW14 reguluje barwê
dwiêku w zakresie tonów
niskich (BASS) w górê;
u
SW10 prze³¹cza tryby pra-
cy procesora audio(linear
stereo, spatial stereo,
pseudo stereo);
u
SW11 reguluje barwê
84
Elektronika Praktyczna 10/97
u
P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W
nieaktywny), natomiast
przytrzymanie pozwala usta-
wiæ czas wy³¹czenia (do 90
minut, ze skokiem 10 mi-
nut). Po odmierzeniu usta-
wionego czasu, przed-
wzmacniacz przechodzi
w stan czuwania, a pozosta-
³e komponenty zestawu
(pod³¹czone do gniazd sie-
ciowych z ty³u obudowy)
zostaj¹ odciête od sieci
przez przekanik PK6.
Komunikacja z innymi
elementami wie¿y przebiega
za porednictwem bufora
74LS374. Wyjcia Q3, Q4
i Q5 bufora s³u¿¹ do stero-
wania magnetofonem, nato-
miast Q6 i Q7 s¹ wykorzys-
tane do prze³¹czania stacji
w tunerze. Sterowanie mag-
netofonem pozwala na wy-
konanie nastêpuj¹cych fun-
kcji:
l
odtwarzanie - na wywiet-
laczu napis PLAY (w pi-
locie przycisk play wystê-
puje podwójnie, do wyko-
rzystania w magnetofonie
z rewersem);
l
przewijanie w przód - na
wywietlaczu symbol - ];
l
przewijanie w ty³ - na wy-
wietlaczu symbol [ -;
l
nagrywanie - na wywiet-
laczu napis rEC;
l
pauza - na wywietlaczu
napis PAUS;
stop - na wywietlaczu na-
pis STOP.
Wszystkie napisy i sym-
bole s¹ wywietlane przez
ok. 2 sekundy. Wykorzysta-
nie trzech linii do sterowa-
nia siedmioma funkcjami
wymaga zastosowania deko-
dera w magnetofonie.
W tunerze mo¿liwa jest
realizacja dwóch funkcji
prze³¹czanie stacji w przód
(Q6) i w ty³ (Q7). Odbywa
siê to w sposób nastêpuj¹-
cy: po uruchomieni jednej
z funkcji, na odpowiednim
wyjciu pojawia siê dodatni
impuls o czasie trwania ok.
1 ms. Na wywietlaczu po-
kazuje siê, na czas ok. 2 se-
kund, napis P -] (w przód)
i P [- (w ty³).
Do wizualizacji wykony-
wanych funkcji i regulacji
wykorzysta³em dwa podwój-
ne, 7-segmentowe wywiet-
lacze LED i trzy diody ste-
rowane przez uk³ad SAA
1064. Jest to bipolarny uk³ad
scalony,z przeznaczony do
multipleksowanego sterowa-
nia dwóch par 7-segmento-
wych wywietlaczy LED ze
wspóln¹ anod¹, poprzez ma-
gistralê I
2
C. Zastosowanie
Rys. 2.
z przedwzmacniaczem na-
le¿y ustawiæ w nim (pi-
locie) adres 3. Dokonuje-
my tego przecinaj¹c po-
³¹czenie pomiêdzy koñ-
cówkami 3 i 17 uk³adu
SAA 3010 i zwieramy koñ-
cówkê 3 z 16.
Jednokrotne wciniêcie
przycisku Timer w pilocie
pozwala na podgl¹d aktual-
nego stanu timera (czasu do
wy³¹czenia lub napisu oF
w przypadku, gdy timer jest
Elektronika Praktyczna 10/97
85
l
P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W
Rys. 3.
audioprocesora (elementy
nale¿y montowaæ mo¿liwie
p³asko, gdy¿ z góry montuje
siê na niej kit AVT222) oraz
p³ytka wywietlacza (ze
wzglêdu na du¿¹ liczbê zwór).
Poprawnie zmontowany
uk³ad dzia³a od pierwszego
w³¹czenia. Poprawnoæ
dzia³ania powinna objawiæ
siê w sposób nastêpuj¹cy:
po w³¹czeniu do sieci
uk³ad przechodzi automa-
tycznie w stan czuwania
(dioda STAND-BY wie-
ci na czerwono, wywiet-
lacz wygaszony). Nastêpnie,
przyciskiem SW0 (STAND-
BY) lub z pilota w³¹cza-
my przedwzmacniacz. Dio-
da STAND-BY zmieni ko-
lor wiecenia na zielony,
a wywietlacz wska¿e war-
toæ wzmocnienia w obu
kana³ach równ¹ 20. Gdy
tak siê stanie, mo¿emy
przyst¹piæ do prób ods³u-
chowych i testowania po-
szczególnych funkcji.
Robert Senktas
nowoczesnego uk³adu zwol-
ni³o procesor od wielu za-
dañ zwi¹zanych z obs³ug¹
wywietlacza, którego ele-
menty spe³niaj¹ nastêpuj¹ce
funkcje:
3
Po w³¹czeniu zestawu
DL1 wywietla wzmoc-
nienie dla kana³u prawe-
go, a DL2 dla kana³u le-
wego (w obu przypadkach
zmienia siê ono od 0 do
72 w 36 krokach, nie jest
to rzeczywiste wzmocnie-
nie, lecz umownie przy-
jête).
Procesor steruje równie¿
wyborem ród³a sygna³u au-
dio. Aby zaoszczêdziæ koñ-
cówki procesora zastosowa-
³em dekoder kodu dwójko-
wego "1 z 8 z negacj¹",
w postaci uk³adu scalonego
U2. Na jego wyjciu w da-
nej chwili, panuje tylko je-
den niski stan logiczny.
Umo¿liwia on zasilanie, po-
przez odpowiedni tranzys-
tor T1..T5 (w module we-
jciowym), tylko jednego
z przekaników podaj¹cych
sygna³ na audioprocesor.
Ponadto, do wyprowadzeñ
U2 pod³¹czone s¹ diody
LED D1..D6, które sygnali-
zuj¹ pod³¹czenie
odpowiedniego wejcia.
Wyprowadzenie Y7 kos-
tki U2 jest wykorzystane do
sygnalizacji stanu pracy
urz¹dzenia (STAND-BY - D7
wieci na czerwono, praca -
D7 wieci na zielono). Za-
stosowanie elementów: T5,
T6, R3 i R4 wynika ze ste-
rowania dwóch anod diody
za pomoc¹ jednego sygna³u
(wyprowadzenie Y7-U2).
Wyjcie Y7 w³¹cza równie¿
przekanik PK6 (przez tran-
zystor T7), który podaje na-
piêcie sieci 220V na gniaz-
da sieciowe umieszczone
z ty³u obudowy. W trybie
STAND-BY przekanik jest
wy³¹czony.
Wbudowany zasilacz
(
rys. 3
) dostarcza niezbêd-
nych napiêæ zasilaj¹cych
przedwzmacniacz. Jako ele-
mentów stabilizuj¹cych na-
piêcie zasilania u¿y³em po-
pularnych uk³adów 7805
i 7812.
mieszczenie klawiszy jest
spraw¹ indywidualn¹.
Jako p³ytkê procesora
wykorzysta³em gotowy kit
AVT222. P³ytka ta jest
umieszczona w gniazdach
znajduj¹cych siê na p³ytce
procesora audio. Monta¿ na-
le¿y przeprowadziæ wed³ug
ogólnych zasad.
Szczególnej starannoci
monta¿u wymagaj¹: p³ytka
WYKAZ ELEMENTÓW
Przedwzmacniacz
Rezystory
R1, R2: 1,2k
zasilanie - nie zaznaczono
na schemacie z rys. 2)
C30, C32: 27pF
C32: 10
3
DL1 wskazuje poziom bar-
wy dwiêku podczas jej
regulacji, a DL2 wywiet-
la symbol db. Zakres re-
gulacji barwy dwiêku
wskazywany przez wy-
wietlacze wynosi +
1
2dB
dla tonów wysokich i od
-12dB do +15dB dla to-
nów niskich. Po ok. 2 se-
kundach po zaprzestaniu
regulacji ponownie wy-
wietlane jest wzmocnie-
nie w obu kana³ach.
W
R3, R4: 100k
W
F
Pó³przewodniki
US1: 80C51 (wchodzi
w sk³ad kitu AVT-222)
US2: 74LS373 (wchodzi
w sk³ad kitu AVT-222)
US3: 27C64, zaprogramowa-
na
US4: 74LS374
U1: 4532
U2: 74LS138
U3: SAA1064
T1, T5, T6: BC327
T2, T3: BC238
T4: 2N2369
T7: BC547
D1..6: LED
D7: LED dwukolorowa
D8: 1N4148
DL1, DL2: podwójne
wywietlacze LED, wspólna
anoda
Ró¿ne
R-pack w obudowie DIL16
8x4,7k
W
R12..15, R16, R18: 2,2k
W
R17, R19: 470k
W
F/16V
C8, C9: 220pF
C10, C11: 470nF
C12..15, C22, C23: 220pF
C16..19: 1,5
m
3
Dioda D1 wywietla znak
minus podczas regulacji
barwy dwiêku, gdy jej
wartoæ jest mniejsza od
zera.
F
C20, C21: 470nF
Pó³przewodniki
U4: TDA8425
T1..5: BC237
D1..5: 1N4148
Ró¿ne
PK1..5: dowolne przekaniki
miniaturowe 12V
m
3
Dioda D2 informuje u¿yt-
kownika, ¿e przeprowadza
w³anie regulacjê tonów
niskich (zapala siê na czas
regulacji).
Modu³ steruj¹cy
Rezystory
R1, R5: 470
3
Dioda D3 spe³nia tê sam¹
funkcjê co D2 tylko dla
tonów wysokich.
W
Sw0..16: mikroprze³¹czniki
W
3
Wywietlane s¹ równie¿
nastêpuj¹ce symbole: LI
ST (linear stereo), SP
ST(spatial stereo) i PS ST
(pseudo stereo), podczas
ustalania trybu pracy pro-
cesora audio klawiszem
SW10.
R2: 4,7k
W
W
R4, R6: 2,2k
Zasilacz
Kondensatory
C0: 100
W
W
R8, R9: 4,7k
F/25V
C1, C5: 2200
W
F/25V
C2, C3, C6, C7, C9: 100nF
C4, C8: 1000
m
R10: 8,2k
W
Monta¿ i uruchomienie
uk³adu
Ca³oæ jest zmontowana
na szeciu p³ytkach druko-
wanych. Rysunków p³ytek
klawiatury i zasilacza nie
zamieszczam, gdy¿ roz-
W
Kondensatory
C1: 3,3nF
C2..25: 100nF (blokuj¹
zasilanie - nie zaznaczono
na schemacie z rys. 2)
C26..29: 22
m
F
Pó³przewodniki
U1: 7805
U2: 7812
MP1, MP2: mostki
prostownicze 1A/50V
3
Funkcja MUTE jest sygna-
lizowana przez naprze-
miennie zapalaj¹ce siê
rodkowe poziome seg-
menty wywietlacza.
m
F/16V (blokuj¹
86
Elektronika Praktyczna 10/97
m
R7..11: 4,7k
Kondensatory
C1, C4: 5,6nF
C2, C5: 33nF
C3, C6: 15nF
C7: 100
R3: 68k
R7: 10k
m
R11: 3,9k
Plik z chomika:
KILER2000
Inne pliki z tego folderu:
1.pdf
(543 KB)
53_59.pdf
(812 KB)
30_35.pdf
(584 KB)
37_43.pdf
(471 KB)
23_25.pdf
(278 KB)
Inne foldery tego chomika:
01.97
02.97
03.97
04.97
05.97
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin