Давно обещал сделать и выложить схему стереомодулятора на DSP. Наконец-то дошли руки её изобразить.
Предыстория. В незапамятные =) времена жила-была микросхема BA1404. Кодировала стерео, модулировала свой генератор. И всё бы ничего, да появились ребята-радиопираты, которым сколько не дай, - всё мало. Обвинили её во всех смертных грехах, - и частота нестабильна, и синтезатор нельзя (злой производитель не рекомендует) подключить, и шумит заметно, да часто трудно кварц найти. Впрочем, до настоящего момента она остаётся незаменимой - своеобразным "флагманом" для начинающих. Ведь те характеристики которые она даёт с такой простотой, которую она обеспечивает достичь трудно. Это либо надо городить несколько корпусов - мультиплексор, генератор, кучу треугольничков "ОУ", либо капризный и сложный балансный модулятор... Руки не поднимаются.
Данный модулятор содержит современный процессор цифровой обработки сигналов, на который нагружено максимум необходимых функций. Он принимает входной аудио сигнал, оцифровывает его, формирует комплексный стерео сигнал, примешивает к нему сигнал RDS, после чего подаёт всё на цифроаналоговый преобразователь. Последний преобразует его в аналог. Конечно, такое решение сделано для простоты - но в то же время такая обработка происходит максимально точно и без потерь, искажений. Очень высокая (304 кГц!) частота дискретизации фактически приближает обработчик к аналоговому, благодаря этому звук очень мягкий и насыщенный. Так же процессор в свободное от безделья (прерывания) время управляет режимами работы - контролирует синтезатор частоты, управляет мощностью, опрашивает кнопки, показывает параметры на жидкокристаллическом индикаторе - частоту, мощность, девиацию частоты, состояние петли ФАПЧ. Текущие настройки сохраняются в микросхеме флеш памяти, и при включении возобновляются.
По характеристикам- динамический диапазон и разделение каналов составляют около 60 дБ, что лучше, чем у BA1404, и вполне достаточно для вещания. По цене - оригинально у TI процессор стоит 2$, у китайцев - 3, у русских- 7-10 $. Впрочем, какой нибудь PIC контроллер сейчас стоит аналогично. Как отмечалось выше, он всё равно в передатчике нужен.
Процессор питается напряжением 3,3 вольта, хотя для ядра требуется напряжение 1,8 вольт - в этот новый процессор регулятор на 1,8 вольта - встроен, что существенно упрощает схему и плату. Конденсаторы С5 и С7 служат для блокировки пульсаций этого стабилизатора. Напряжение 3,3 вольта берётся после стабилизатора 5 вольт чтобы микросхемы не грелись и не требовали дополнительного теплоотвода. На аналоговую и цифровую части используются раздельные микросхемы. Если DA3 не устанавливать, то к её выходу можно подвести напряжение с DA1 через дроссель 150-300 мкГн, только нужно брать или изготовить с низким сопротивлением (например такие есть в блоках питания).
Не буду томить - смотрим схему:
Теперь продолжим. Во-первых, схема рабочая, но не окончательная.
Во-первых, читайте ниже о резисторах, которые не указаны. Нужны для прошивки и запуска. Хотя в том виде, в каком есть, запускается без проблем. Техасы давно научили процессоры, что если бутлоадер не может связаться по порту переключаться на программу с флеш. Но для прошивки через COM или USB понадобится ножку 19 через резистор 10 кОм подключить к + 3,3 вольта, а 22- к "земле". После прошивки ножку 19 через тот же резистор (10 кОм) подключить к +3,3в. Для надёжного запуска ножку 2 через 1,5 кОм - на землю.
Пока что в схеме оставил внешний ЦАП. Во-первых, больно красиво с ним играет. Как будет с внутренним - пока не знаю. R14 на плате не показан. Потом поставлю, хотя работает и так. RDS пока тоже не до конца реализован - выдаёт название станции, связи с компьютером нет. Зимой времени больше - допишу.
Так же в планах: замена rd06hvf1 на rd02mus1 - потомушта дораха и крысис, а на точность боя это практиццки не повлияет. Алсо, девайс отлично работает от 9 вольт, т.е. от кренки 7809. При том мощность не страдает. Чтобы маленько подкачать ставить два BF998 впараллель. Паять прямо друг на друга. Вобщем, девайс становится "рабочей лошадкой", схемка будет теперь жить и благоухать. Следите за обновлениями .
Немного о деталях:
Операционный усилитель- счетверённый, типа LMV324, AD8544; процессор - tms320f28027PTT, индикатор - WINSTAR wh1202A (подойдёт любой на контроллере HD44780 или совместимом, можно 16х2). Индуктивности - CW68 или CECL на 22 МИЛЛИгенри. Не путать с МИКРО генри. Те что стоят - в 1000 раз больше. L1 - 150 мкГн. Кнопки, индикатор монтируются на гибких шлейфах вне платы. К штырькам SCIRX и SCITX подключается USB переходник (сигнал нужно взять непосредственно с микросхемы - FT232, CP2102, и тп). Кварц ZQ2 - весьма редкий, на 23.104 МГц,но можно и вообще без него, с использованием внутреннего генератора микросхемы. Это определяется прошивкой, если она позволяет (хотя пока не позволяет, но по запросу могу сделать) то ZQ2,C17,C21 - можно не устанавливать. Транзистор VT5 устанавливается на радиатор, например на железку от компьютерного блока питания. Припаивается он со стороны дорожек, под фланец подкладывается радиатор с дыркой и притягивается винтом.
Модулятор особенностей не имеет, единственное - уточнены все номиналы резисторов, и добавлен каскад на VT5. Более подробно можно изучить здесь.
Наименования деталей на плате пока не совпадают со схемой, в ближайшие недели это поправлю, а пока её можно скачать. После первой попытки плата переразведена настолько хорошо, что даже подключение эмулятора и программирование микросхемы теперь не слышно, хотя, как оказалось, первоначально проблема была в софте. Для надёжности пусть остаётся эта плата.
Прошивка, как уже упоминалось, производится через usb порт, можно и через COM - понадобится max232. Переходник на мах232 - вот такой:
Переходник на ft232 выглядит так:
С R2 подаём на SCIRX процессора, с R1 на SCITX.
Программу прошивальщик качать здесь. Как ставить программу и прошивать - в конце этой инструкции. Только с поправкой на то что алгоритмы нужны для процессора f28027. C оригинального сайта не подойдут - они основаны на алгоритмах версии 1.0, которые не поддерживаются кристаллами которые нынче в продаже. Нужны алгоритмы на версии API 2.0. Я перекомпилировал и лежат они здесь. Необходимо распаковать в соответствующую папку и использовать. Прошивка лежит на форуме (файл *.out в директории Debug). Пока не проверена, но должна работать. Там же есть старые рабочие версии. Ссылка.
Пока выкладываю звук этого стереомодулятора, иногда включался компрессор (SoundSolution2.0, пресет) и соседние радиостанции. Это заметно на записи. Flac mp3