Na początku chciałbym podziękować portalowi MIKROKONTROLER.PL i firmie Analog Devices za zorganizowanie konkursu. Bardzo miło było mi się dowiedzieć, że zostałem jego laureatem.
Moje zgłoszenie konkursowe – biurkowy system audio – powstało dzięki mojemu zainteresowaniu systemami audio Hi-Fi. Zawsze „z tyłu głowy” miałem myśl o zaprojektowaniu niedużego, prostego zestawu, z którego mogłaby korzystać na przykład moja dziewczyna. Wobec tego całość musi być prosta w obsłudze, niewielka, oraz dobrze brzmieć (w końcu to projekt pasjonata audio…). W tym opisie postaram się nie tylko zaprezentować projekt, ale również wytłumaczyć dobór elementów, oraz zaproponować zamienniki, gdyby ktoś miał ochotę podjąć rękawicę.
Koncept
Zacznę od ogólnych założeń. Sercem projektu ma zostać procesor DSP z serii SigmaDSP Analog Devices. Jego wybór był dosyć prosty: posiada on wbudowane przetworniki C/A i A/C, co znacząco uprości projekt. Połączenie z komputerem w nadesłanym projekcie miało nastąpić przy pomocy światłowodu TOSLINK, będącego na wyposażeniu wielu laptopów i płyt głównych. Jego największa przewaga nad pozostałymi metodami to izolacja galwaniczna urządzeń, co nie pozwoli zakłóceniom z komputera przedostawać się do systemu audio. Jako alternatywne połączenie wykorzystałem przetworniki A/C służące jako wejście AUX (auxilary – dodatkowe). Następnym krokiem jest obróbka sygnału w procesorze ADAU1701. Wedle mojego zamysłu miałby on dwie zasadnicze role: korekcja pasma przenoszenia użytych kolumn głośnikowych, oraz dodatkowe efekty audio: equalizer, poszerzenie stereo, etc… Pamiętajcie o ustawieniu najwyższej możliwej częstotliwości pracy DSP. Zależy ona oczywiście od tego, ile bajerów zechcecie użyć. ADAU1701 pozwala na maksymalne próbkowanie 96 kHz. Ze względu na prostotę zdecydowałem się użyć wbudowanego w procesor DSP przetwornika C/A. Ma on przyzwoite parametry, pozwalające używać go jako źródło dźwięku. Następnym krokiem jest regulacja głośności, w tym przypadku niewielki potencjometr Alps. To znana i ceniona firma, więc nie powinno być problemu z zakupem. Za potencjometrem umieściłem bufor na wzmacniaczu operacyjnym AD8606, który można pominąć w większości wypadków. W tym konkretnym, jest on jednak niezbędny. Postanowiłem zastosować OEMowe moduły Hypex UCD102, które posiadają wejście symetryczne, dlatego AD8606 funkcjonuje jako bufor i symetryzator sygnału audio. Dobór głośników jest w tym miejscu dowolny, ponieważ ten moduł wzmacniacza mocy jest nie tylko oszczędny, ale też bardzo wydajny. Z pewnością napędzi większość kolumn jakie można posiadać w domu. Wypadałoby jednak zaproponować coś konkretnego, więc sugeruję konstrukcję opartą o głośnik szerokopasmowy, na przykład Monacor SPH-60X. Myślę, że łatwo znajdziecie pewien popularny projekt na tym głośniku. Na koniec zasilanie i tutaj bez udziwnień. Proponuję sprawdzone układy LT1763 i LT317. Do tego kilka kondensatorów, dławiki na szynach zasilania (oddzielenie sekcji cyfrowej od analogowej), mostek prostowniczy i transformator do druku. Jeżeli ktoś chce użyć zasilacza wtyczkowego, lub przetwornicy – też bardzo dobrze.
Możliwości
Nie byłbym sobą, gdybym nie wtrącił swoich dodatkowych przemyśleń. Zaczynając od źródła: jak wspomniałem – większość, ale nie każdy z komputerów, ma wyjście optyczne. Naturalnym wyborem będzie interfejs USB/I2S, który można połączyć bezpośrednio z procesorem. Nawet niemłody PCM2706 doskonale się sprawdzi w tej roli. Na pewno ktoś zapyta, dlaczego nie zdecydowałem się na użycie cyfrowej regulacji głośności, sterowanej przez (na przykład) przyciski. Owszem, można, ale w moim odczuciu, niewielki i tani potencjometr zapewnia lepszą jakość dźwięku. Oczywiście zachęcam do prób. Ze sporą dozą pewności siebie mogę powiedzieć, że dodanie zewnętrznego przetwornika C/A wpłynie pozytywnie na jakość dźwięku naszego systemu. Przykładem niech będą doskonałe układy PCM5102. Wybrany przeze mnie wzmacniacz to układ OEM, który czasem można po znajomości upolować. Zamienniki, jakie mi przychodzą do głowy, to TPA3116, czy SSM3582 wyposażony w wejście I2S. Ten ostatni można zintegrować bezpośrednio z procesorem DSP z pominięciem konwersji C/A i regulacji głośności. Przypominam też, że nie ma czegoś takiego jak wzmacniacz cyfrowy, nawet jeżeli ma wejścia cyfrowe. Jak ktoś będzie tak mówił, to dostanie rózgę pod choinkę! Wszystkie wybrane przeze mnie wzmacniacze to układy w klasie D. Są one nie tylko niewielkie i dysponują dużą mocą, ale również brzmią doskonale. Na koniec głośniki: gdybyśmy potrzebowali czegoś mocno budżetowego, to głośniki ze starych telewizorów LCD są doskonałe, a kosztują około 30-50 zł. Łatwo je poznać, bo są spore, zamknięte w plastikowych obudowach. Sam kiedyś takie kupiłem na Wolumenie.
