Moduł BM83

Moduł BM83 umieszczono na płytce drukowanej z wyprowadzeniami na jej krawędzi. Jak już wiemy jego głównym elementem jest układ IS2083BM. Dodatkowo zawiera rezonator kwarcowy oraz tor antenowy – rysunek 2.

Rysunek 2a. Schemat blokowy

Rysunek 2b. Widok płytki modułu

Moduł BM83 może pracować w dwóch podstawowych trybach. Pierwszym z nich jest tryb hosta – rysunek 3.

Rysunek 3. Tryb Hosta

W trybie hosta moduł jest połączony z zewnętrznym mikrokontrolerem-hostem przez interfejs UART. Host zarządza układem zależnie od specyficznych potrzeb aplikacji, w tym również funkcjami MPSK (Multi-Speaker) i AT (Audio Transceiver).

Tryb Embedded

Drugim trybem jest tryb Embedded – rysunek 4.

Rysunek 4. Tryb Embedded

W tym trybie nie ma zewnętrznego mikrokontrolera-hosta. Sterowanie wszystkimi funkcjami przejmuje wbudowany mikrokontroler z rdzeniem 8051 układu IS2083BM.

Wejściowy sygnał audio może być przesyłany cyfrowo przez kanał Bluetooth, port I2S, port mikrofonu cyfrowego albo analogowo za pośrednictwem analogowego wejścia mikrofonowego lub wejścia liniowego Aux In. Analogowe wejście mikrofonowe może być różnicowe lub asymetryczne. Wbudowany przetwornik analogowo-cyfrowy konwertuje zewnętrzne sygnały analogowe na 16-bitowe dane PCM o częstotliwości próbkowania 8/16/44,1/48 kHz. Na rysunku 5 pokazano uproszczony schemat systemu audio.

Rysunek 5. Schemat blokowy systemu audio

Przetwarzanie mowy

Jak już wiemy wbudowany procesor DSP może wykonywać operacje redukcji szumów (NR) i redukcji echa akustycznego, co jest przydatne przy przetwarzaniu sygnału mowy z mikrofonów. W celu redukcji zniekształceń nieliniowych oraz echa sygnał jest monitorowany, a poziom wyjścia i wejścia jest odpowiednio dostosowywany.

Stosuje się również filtrowanie adaptacyjne w celu śledzenia impulsów reprezentujących sygnały echa. Ma to zapewnić możliwość niezakłóconego pełnego dupleksu w trakcie rozmowy. Redukcję szumów wykorzystuje się do filtrowania zaszumionych sygnałów z mikrofonu. Na rysunku 6 pokazano proces cyfrowej obróbki sygnałów w czasie transmisji przez kanał Bluetooth z wykorzystaniem mikrofonu i głośnika. Można to wykorzystać na przykład w zestawie głośnomówiącym samochodu.

Rysunek 6. Cyfrowe przetwarzanie mowy przez BM83

Przetwarzanie materiału muzycznego

Proces przetwarzania materiału muzycznego przebiega inaczej. Na wstępie cyfrowe dane audio z kanału Bluetooth muszą być poddane dekodowaniu w programowym kodeku SBC/AAC/LDAC. Alternatywnie źródłem sygnału danych może być przetwornik ADC konwertujący sygnał analogowy z wejścia Aux In. Potem dane są poddawane cyfrowej obróbce polegającej na opcjonalnym dodawaniu efektów przestrzennych i/lub filtrowaniu pasmowym (equalizer). Dostępne są funkcje efektu Multiband Dynamic Range Compression (MB-DRC), Virtual Bass Enhancement (VB) oraz Audio Widening (AW). Na rysunku 7 pokazano schematycznie proces cyfrowego przetwarzania sygnałów audio.

Rysunek 7. Cyfrowe przetwarzanie sygnałów audio

Producent BM83 dostarcza oprogramowanie sprzętowe w dwóch wersjach. Pierwsza wersja – BM83SM1-00TA – implementuje źródło A2DP przy użyciu oprogramowania sprzętowego Audio Transceiver (AT) w trybie stereo. Zasada działania została pokazana na rysunku 8 i 9. W pierwszym przypadku BM83 odbiera sygnał audio przez wejście analogowe Aux In lub wejście cyfrowe portu I2S i przesyła strumieniowo dźwięk do dwóch sparowanych urządzeń Bluetooth. Głośnik Master odbiera sygnał i za pomocą nadajnika Bluetooth wysyła go do głośnika Slave. Ten sposób może być wykorzystywany do przesyłania dźwięku ze źródła audio nie posiadającego interfejsu Bluetooth.

Rysunek 8. Tryb stereo dla urządzeń bez interfejsu Bluetooth

Odmianą tego rozwiązania jest tryb stereo ze źródłem z interfejsem Bluetooth, na przykład smartfonem – rysunek 9.

Rysunek 9. Tryb stereo dla urządzeń posiadających interfejs Bluetooth

Tryb koncertowy – Wireless Concert Technology

Druga wersja oprogramowania – BM83SM1-00AB – implementuje opracowaną i opatentowaną przez Microchip Wireless Concert Technology (tzw. tryb koncertowy). Pozwala ona przesyłać strumieniowo dźwięk do wielu urządzeń z tego samego źródła dźwięku (rysunek 10). Umożliwia ona dostarczanie dźwięku do sieci głośników przy ścisłej synchronizacji wszystkich urządzeń. Podobnie jak w trybie stereo sygnał wejściowy można odebrać z wejścia Aux In lub przesłać przez łącze Bluetooth.

Rysunek 10. Tryby Wireless Concert Technology