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Amplificatore audio digitale classe T con ingressi S/PDIF |
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Descrizione generale |
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L'amplificatore audio è realizzato con il circuito integrato TA2020 (Tripath), in classe T, che eroga oltre 2 x 20W (con altoparlanti di 4 Ohm). A 10W si hanno THD+N sotto 0.1% e un rendimento oltre 75%. Quest'ultimo parametro ci permette di usare un dissipatore di dimensioni ridotte.
L'alimentatore esterno è di 12v (massimo 14,5v) con una corrente 4A (anche meno se l'amplificatore non viene usato alla massima capacità).
Per il controllo dei segnali audio è usato il chip TAS3004 da Texas Instrument - un "Digital Audio Processor with Codec".
Ingressi digitali S/PDIF sono selezionati e convertiti in formato audio seriale I2S con il chip CS8416 da Cirrus Logic.
I chip TAS3004 e CS8416 sono pilotati dal processore PIC16F887.
Il display grafico usa il chip ST7565 - Sitronix.
L'apparato contiene anche una scheda audio USB con il chip
PCM2704. Questa scheda ha l'uscita S/PDIF collegata ad uno degli ingressi del chip CS8416.
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Il display monocromatico con backlight verde ha la risoluzione di 128 x 64 e interfaccia parallela.
Il volume, tono e alcuni valori del menu sono aggiustabili con l'ausilio di un encoder incrementale.
Sul lato destro del display troviamo le funzioni dei quattro tasti, che cambiano a seconda del menu. |
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Sul pannello posteriore si trovano i connettori di ingresso audio:
- due ingressi analogici stereo con connettori RCA. Un connettore Jack 3.5mm può essere usato per uno di questi ingressi, in questo caso esclude i conn. RCA.
- due ingressi ottici;
- un ingresso SPDIF con isolamento galvanico;
- due ingressi SPDIF;
- un ingresso USB (Scheda audio USB).
Sono presenti anche due connettori per l'interfaccia LAN e per la connessione remota (interfaccia RS485). |
Per l'alimentazione è usato un connetore jack. |
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Menu |
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Schermata principale
Il volume con valori fra 0 (mute) e 88 (massimo). Ogni canale ha la sua riga del livello, che è diversa dall'altra se il "Balance" è diverso da 0.
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Le schermate per le regolazioni del volume/balance e tono permettono di scegliere tra quattro ingressi audio rappresentati sulla riga superiore del display con l'ausilio del tasto "IN" . |
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Con il tasto "MENU" ci si sposta tra 5 menu:
- Volume;
- Balance;
- Bass;
- Treble;
- Advanced Setup.
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In menu Advanced Setup si possono salvare / caricare i valori di default per Volume, Tono e Ingresso.
Inoltre è possibile impostare i valori per i 4 ingressi. |
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In menu "Setup / Input-X" si possono attribuire all'ingresso X uno dei connettori posteriori, regolare l'attenuazione del segnale e attribuire un nome di massimo 4 caratteri. |
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La schermata di stand-by |
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Box |
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Il box è costruito in plexiglass con l'ausilio di una fresatrice CNC e ha le dimensioni di un "drive bay" di 5,25" ad altezza piena (due lettori CD sovrapposti), permettendo così di montarlo direttamente in un case di PC. |
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Visto da sotto |
Vista da sopra |
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Vista laterale destra |
Vista laterale sinistra |
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Schemi |
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Scheda gestione segnali audio
Il chip CS8416 - "192 kHz Digital Audio Interface Receiver", comuta tra 6 ingressi audio (2 ottici, 3 S/PDIF e uno USB).
Il controllo del segnale audio è realizzato con il chip TAS3004. Uno dei suoi 2 ingressi digitali è collegato all'uscita del chip CS8416. Per la trasmissione del sgnale tra i due chip è usato il formato I2S.
I due ingressi analogici stereo sono mandati, dopo un attenuatore resistivo, al convertitore ADC del chip TAS3004.
Dopo che l'audio è processato all'interno del TAS3004, questo è convertito in analogico e poi mandato a un filtro passa basso attivo. Il filtro è realizzato con il chip OPA2134 ed ha un guadagno di -1,4. |
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Il controllo dei chip TAS3004 e CS8416 avviene tramite il bus I2C.
I due segnali del bus I2C sono interrotti automaticamente quando l'apparato va in stand-by con l'aiuto di due transistor mosfet (vedi immagine sottostante).
La scheda è alimentata con due tensioni: 3,3V e 5.2V. La tensione di 5.2v alimenta solo l'operazionale e i ricevitori ottici, il resto è alimentato a +3.3V. |
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Scheda Power
Questa scheda contiene l'amplificatore audio TA2020 e la parte di alimentazione dell'apparato.
L'alimentazione esterna (12V) è convertita in 5v con un regolatore switching e poi in 3,3v con un regolatore lineare.
Le tensioni di 3.3v e 5v sono comutate con dei transistor mosfet per alimentare le periferiche, in funzione della richiesta del CPU. Alla scheda CPU è fornita la tensione di 5v.
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La scheda del convertitore DC/DC e del regolatore lineare per 3.3V, è un modulo separato, saldato direttamente sulla scheda power. La connessione con la scheda CPU è realizzata con due connettori femmina / maschio ("pin header") saldati sulle due schede. |
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Scheda CPU
Il microcontrollore usato è il PIC16F887 alimentato a 3,3V. Il regolatore LDO - LM1117 3.3 usa la tensione di ingresso (+5V) proveniente dalla scheda power o dall'interfaccia di comando remoto - RS485. Il display LCD è alimentato a 3,3V, a parte i led di backlight che vanno a 5V.
Il driver RS485 è alimentato a 5V ed è provvisto di un circuito che scambia il livello del segnale TX in 3,3V in modo da renderlo compatibile con il microcontrollore. |
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La scheda CPU contiene anche un ricevitore infrarossi in modo da poter usare un telecomado per controllarla. Lo schema contiene anche un quarzo da 20Mhz che non è utilizzato dal CPU. Il clock del microcontrollore proviene dall'oscillatore interno e ha il valore di 8Mhz. |
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Firmware |
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Il firmware è scritto in C e compilato con il compilatore XC8 V1.2 PRO.
Info file codice:
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st7565_ifrimv.c contiene il driver per il display LCD (*1);
- fonts.c contiene due tabelle con i font "Ubuntu Mono 12pt" e "font5x7", font con dimensioni di 8x16 punti rispettivamente 5x8.
- TAS3004.c il driver per il chip TAS3004;
- TAS3004_table.h contiene le tabelle con i valori per volume, tono ecc;
- CS8416.c contiene la funzione per inizializzazione chip CS8416. |
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Progetto MPLABX <- download zip file |
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Links |
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*1 Driver LCD ST7565 - https://github.com/lxdengineering/demo_common |
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Info |
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Un esempio di codice per TAS3004. |
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