Новый цифровой процессор для обработки голосовых/аудио сигналов от akm

Содержание

Новый цифровой процессор для обработки голосовых/аудио сигналов от akm

Цифровой 8 канальный процессор обработки звука

Автор: AntoxaZ18
Опубликовано 19.09.2016
Создано при помощи КотоРед.

Всем привет, хочу поделиться с вами своим небольшим проектом. Я люблю слушать музыку в машине и дома, поэтому задумался о переходе на схему с поканальным усилением. От обычной схемы заключается в том, что отсутствуют пассивные кроссоверы на выходе усилителя, и на каждый динамик приходится отдельный канал. В чём преимущество такой схемы? Помимо увеличения мощности, улучшается и разрешение акустики за счёт того, что каждый диапазон усиливается своим усилителем. Так же это позволяет более точно настроить акустическую систему, так как каналы независимы друг от друга. Так как акустическая система обычно состоит из нескольких полос НЧ/СЧ/ВЧ, то необходимо разделить сигнал на отдельные полосы для каждого динамика:

Где НЧ – частотная область работы сабвуфера СЧ – область работы среднечастотных динамиков
ВЧ – область работы пищалок (твитеров).

Такую задачу можно решить с помощью перестраиваемых фильтров на операционных усилителях (кроссоверы линквица-райли). Но у этого решения есть недостатки:
большое количество элементов при большом количестве каналов:
1. сложность настройки
2. нет возможности сохранить параметры настроек
3. высокие требования к разводке платы
Плюс ко всему динамики установлены на разном расстоянии, и для выравнивания было бы неплохо ввести разные временные задержки. В связи с этим было принято решение делать обработку в цифровом виде, за одним избавится от крутилок и получить возможность управлять с компьютера/смартфона и сохранять конфигурацию, а также расширять возможности обработки звука: лимиттеры мощности выходного сигнала/эквалайзер, фазолинейные фильтры (КИХ).

Исходя из задач были выдвинуты следующие требования:
12В, гальванически развязанное, чтобы не было земляной петли между источником звука и процессором. Вход REM чтобы в выключенном состоянии не высаживать аккумулятор. Количество выходных каналов: минимум 7 (2 мидбаса, 2СЧ, 2ВЧ, сабвуфер). Качество АЦП/ЦАП желательно такое, чтобы не слышно было присутствие процессора в тракте. Вход: Стерео сигнал с тюльпанов с магнитолы, либо цифровой вход SPDIF или TOSLINK. Подключение к ПК с помощью USB.

Схема

Следующим этапом стало создание схемы устройства и выбор компонентов. В качестве выходного ЦАП я выбрал 8 канальный ЦАП
PCM1861
Dynamic Range: 105 dB
SNR: 105 dB
THD+N: 0.002%

А в качестве источника входного сигнала
АЦП PCM1808
PCM1808: 2 канала 24 бита
THD+N: –93 dB
SNR: 99 dB
Dynamic Range: 99 dB

Компоненты выбирал не очень дорогие, так как это большей степени экспериментальный проект. Сердцем системы стал процессор STM32F745. Почему именно это процессор? Он имеет маленький, легкий для пайки корпус, а также достаточно серьезные возможности в области обработки сигналов. Имеет на борту все что нужно для работы со звуком: 7 каналов I2S + поддержка расширенных аудио протоколов типа TDM, 4 входа SPDIF, i2c, spi, ШИМ, аппаратное вычисление чисел с плавающей точкой и еще куча всего. Очень интересно было проверить его возможности на реальных задачах.

Теперь пройдемся по получившейся схеме устройства:

Она получилось достаточно гармоничной и лаконичной. Полная версия в формате Pcad и картинкой есть в приложении к статье.

Схема подключения процессора: Процессор тактируется от внешнего кварца 8 МГц.

Схема питания: Развязанный DC/DC преобразователь Ирбис. Максимальный ток модуля – 0,5А. Работает от 9 до 18 вольт. Выдает стабилизированное напряжение 6В и имеет вход Remote. Отдельные линейные стабилизаторы-отдельные для процессора, ацп, цап, аналоговой части свыходами 3,3 и 5В. К каждому подключены фильтрующие конденсаторы и ферритовые бусинки-фильтры.

Поключение АЦП/ЦАП: АЦП и ЦАП подключены по шине I2S, в которой есть следующие линии:
SCK – Тактовый сигнал битовой синхронизации
LRCLK – Тактовый сигнал фреймовой синхронизации,
DATA – данные для левого канала (когда LRCLK имеет высокий уровень) и правого канала (LRCLK имеет низкий уровень)
Для ЦАП соответственно 4 линии DATA. АЦП и ЦАП имеют разрешение 24бита, поэтому длина фрейма должна быть минимум 24 такта SCK. Так как процессор 32-битный длину фрейма выбрал 32 бита. Формат данных I2S предусматривает сдвиг данных на 1 такт относительно сигнала LRCLK, но я решил использовать режим синхронной передачи для упрощения отладки. Отладку таких цифровых интерфейсов удобно проводить с помощью китайской копии логического анализатора SALEAE. У него удобный софт с встроенным анализатором практически всех распространенных протоколов.
Для включения и настройки режимов для АЦП необходимо подать высокий и низкий уровень на входы FMT. Так же для работы АЦП/ЦАП необходим сигнал MCLK – тактовая частота для тактирования внутренних цепей АЦП/ЦАП, в том числе i2c. Долго не мог понять почему ЦАП не отвечает по шине I2c =) MCLK в 256 раз больше сигнала SCK. Тактовую частоту генерирует сам процессор, для этого у него есть отдельный генератор с ФАПЧ и выходом на внешние устройства.

Преобразователь USB->UART выполнен на базе микросхемы CP2103. Также с помощью нее осуществляется обновление программы процессора. Для сброса процессора и управления режимом загрузки (вывод BOOT0 процессора) необходимо настроить дополнительные выводы микросхемы.

SPDIF. Импульсы у него двуполярные, поэтому напрямую нельзя подавать на вход процессора. Для преобразования двуполярного в однополярный с помощью инвертора по схеме, которую рекомендует производитель чипов. Так же на входе стоит согласующий резистор 75 Ом.

Конструкция

Так как это проект экспериментальный и многое зависит от качества платы, я решил сэкономить время и заказал 2 шт на заводе Резонит. Саму плату развел с помощью лайт версии отечественной программы трассировщика TopoR, поэтому трассировка имеет некоторые особенности. Файлы платы буду в приложении. Сама плата на двух слоях и толщиной 2мм. Плату разводил с учетом корпуса, с ними у нас большие проблемы. Хотелось красивый корпус за вменяемые деньги и время. В итоге нашел на Алиэкспрессе достаточно неплохие на вид корпуса из алюминиевого профиля. В Китае можно найти разных типоразмеров. Нарезку пластиковых панелек сделали с другом на его мини чпу станочке, в сборе вышло достаточно симпатично.

Плата в корпусе

Программная часть

Программа проста и сложна одновременно. Она должна запрашивать данные у АЦП, копировать на 8 каналов, обрабатывать их и отправлять в ЦАП. Особенность обработки состоит в том, что для реализации как эквалайзера так и кроссовера используются одинаковые фильтры, только с разным набором параметров.
Обычно для кроссоверов используются 3 типа фильтров Бесселя, Батерворта и Линквица-Райли. Фильтр второго порядка состоит из одного фильтра с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ) 2го порядка и имеет крутизну 6дб/октаву. Для использования вычислений с плавающей точкой лучше всего подходит транспонированная структура II типа:

Рассмотрим расчет на примере ФНЧ. Для расчета фильтров нам понадобятся 3 параметра: добротность Q, частота среза Fs, усиление/ослабление в дБ (dBgain).

Переводим дБ в разы
V = pow(10, fabs(dBgain) / 20.0);

Рассчитываем параметры фильтра по следующим формулам:
K = tan(PI * Fs);
PI = 3.14

norm = 1 / (1 + K / Q + K * K);
a0 = K * K * norm;
a1 = 2 * a0;
a2 = a0;
b1 = 2 * (K * K – 1) * norm;
b2 = (1 – K / Q + K * K) * norm;

Формула для расчета выходного сигнала:
y[n] = b0 * x[n] + d1;
d1 = b1 * x[n] – a1 * y[n] + d2;
d2 = b2 * x[n] – a2 * y[n];

Для создания фильтра 4 порядка используют последовательно 2 БИХ фильтра, настроенные на одинаковую частоту. Отличаются они только параметром Q (добротностью). Крутизна в данном случае уже составляет 12дб/октаву, аналогично можно продолжить далее. В таблице указаны параметры фильтров до 8го порядка (48 дБ/октава).

Структура фильтра 8го порядка (фильтры 1 структуры):

Тестирования производительности процессора показало возможность использования 25-30 фильтров на каждый канал на частоте дискретизации 48кГц или 12-15 фильтров на частоте дискретизации 96кГц при использовании библиотеки фильтров CMSIS DSP libarm_cortexM7lfsp_math.a кооторую можно скачать на сайте ARM.com. Параметры фильтров процессор хранит во внутренней энергонезависимой FLASH памяти. Исходники так же будут доступны в архиве, но так как проект немного не закончен то желающему воспроизвести мой опыт придется немного его доработать =) Проект написан в среде ECLIPSE компилятор использовался GCC 5.4.

Измерения
Для измерения качество аудиотракта использовал программу SpectraLab и аудиокарту ASUS XONAR D1 112db/DAC 112db/ADC. SNR получился не очень хороший из-за наводок 50Гц. В целом характеристики получились неплохие для таких бюджетных компонентов.

Выход ЦАП при подаче на вход АЦП синуса 1кГц

АЧХ системы без фильтров (на входе белый шум)

АЧХ системы кроссовер линквица-райли 4 порядка, частота среза 500Гц. Благодаря перестраиваемым на лету фильтрам можно задать какую угодно АЧХ.

Выводы
Пока проект не закончен, но эксперимент можно считать доказавшим свою жизнеспособность. Новые процессоры на базе ARM CORTEX M7 показали хорошие результаты по производительности. Благодаря ему стало возможным обработка звука в реальном времени по 8 каналам с хорошим качеством. Первая версия устройства больше экспериментальная для отладки программы для процессора, схемотехники и конструкции.Схема позволяет легко заменить в будущем ЦАП/АЦП на более качественные.
Процессор может использоваться не только в автомобиле, но и дома для проектирования акустических систем с биампингом/триампингом. По spdif его легко подключить к цифровому источнику. Звуком я остался доволен, но аппетит приходит во время еды, поэтому я думаю это было только начало.

Читайте также:  Многофункциональный ваттметр с гальванической развязкой

Современные ЦАП фирм АКМ и Burr-Brown в аудио и видеоаппаратуре

В данной статье рассматриваются особенности применения различных цифро-аналоговых преобразователей фирм AKM и Burr-Brown в различной аудио и видеоаппаратуре известных мировых производителей, таких как Onkyo, Pioneer, Marantz и других..

Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) для аудио трактов ресиверов, усилителей, hi-fi компонентов, телевизоров и т.д. выпускает большое число зарубежных фирм, однако проведённый анализ сервисной документации нескольких сотен моделей аппаратуры (CD/DVD-проигрыватели, рекордеры, ресиверы, системы домашнего кинотеатра, мини – и микросистемы, комбинированные устройства) выявил несколько производителей, изделия которых доминируют в бытовой аудио и видеотехнике.

По функциональному назначению можно выделить двухканальные, многоканальные и «интерфейсные» (USB и др.) ЦАП, причём они могут находиться в составе БИС частного применения или выпускаться в виде отдельных микросхем. Интегральные решения часто используются в мобильной и недорогой цифровой аппаратуре, качество звучания которой не является определяющим фактором, однако и в значительном числе моделей стационарной аппаратуры самых различных фирм используются варианты с интегрированными ЦАП.

В каталоге фирмы АКМ фигурируют более 30 типов звуковых ЦАП серии АК, в каталоге TI – более 40 ЦАП серии РСМ. В аппаратуре различных фирм, попавшей в данный обзор, использовались двухканальные ЦАП АКМ и TI/Burr-Brown : AK4458, АК4382-АК4385, АК4392, АК4394, РСМ1723, РСМ1742, РСМ1748, РСМ1753, РСМ1755 и РСМ1782.

В большей части применяемых решений ЦАП борьбу с уровнем шума квантования проводят способом включения к измененному сигналу специального шума. Обычно данный процесс называют термином dithering (размывание), средний уровень шума при этом незначительно возрастает. Существенной проблемой цифроаналоговых преобразованиях является «многолепестковость» спектра уровня выходгного сигнала, поэтому основной задачей является выделение центральной части спектра скорректированного сигнала, для чего нужны ФНЧ высокого уровня (обычно цифровые).

Для улучшения качества звучания и снижения порядка ФНЧ широко применяется метод, заключающийся в увеличении уровня частоты выборки в разы (Oversampling, повышающая передискретизация). Современные устройства содержат впереди ЦАП специальные ИС, задача которых осуществлять табличную интерполяцию отсчётов.

Для снижения уровня шума квантования ДС-модулятора в звуковой области применяется преобразование спектра шума, получившее наименование noise shaping. Достоинством метода дельта-сигма- модуляции является относительная простота построения ЦАП и его способность обеспечить более высокую эквивалентную разрядность, линейность и монотонность передаточной характеристики.
В последнее время разработчики фирмы TI/Burr-Brown активно применяют в звуковых ЦАП многоуровневые (Multi-Level Noise Shaping) ДС-модуляторы (5 – 8 уровней вместо двух). В пятиуровневом дельта-сигма модуляторе, применяемом в ИС ЦАП типа РСМ1715, весь диапазон входных сигналов разбивается на пять поддиапазонов, в диапазоне которых производится восьмикратная передискретизация и ДС-моду- ляция (перед модулятором устанавливается цифровой фильтр, обычно 4-го порядка). ЦАП с многоуровневыми дельта-сигма-модуляторами, по заявлениям разработчиков Burr-Brown, по сравнению с одноразрядными (двухуровневыми), отличаются меньшей чувствительностью к джиттеру и лучшей стабильностью параметров.

Для примера возьмем цифроаналоговый преобразователь ЦАП РСМ1742 является восьмиуровневым ДС-преобразователем и предназначен для использования в AV-ресиверах, CD /DVD-проигрывателях и рекордерах, HDTV-ресиверах, автомобильных звуковых системах, звуковых картах для компьютеров и других устройствах, требующих 24-разрядной дискретизации.

Основные технические характеристики ЦАП типа РСМ1742 (в терминологии Burr-Brown):
• форматы входного (звукового) стандарта Standard (т.е. Right-Justi¬fied), I2S, Left-Justified;
• формат аудио данных MSB-First, Binary Two’s Complement, сигнал передается на вывод 2 ;
• тактовые частоты 32, 48, 64/S, сигнал передается на вывод 1;
• системные тактовые частоты (System Clock Frequency) – 256, 384, 512, 768/S, сигнал передается на вывод 16;
• общий уровень шумов и нелинейных искажений (THD+N) 0,003% (РСМ1742Е), 0,002% (РСМ1742КЕ), значения при частоте f =44,1кГц и уровне выходного сигнала 0 дБ. При частотах дискретизации 96 и 192 кГц искажения несколько больше (до 0,005%). С уменьшением уровня выходного сигнала искажения увеличиваются и при уровне -60 дБ составляют 1,2% (fS = 44,1 кГц, группа Е), 0,65% (КЕ);
• динамический диапазон (методика EIAJ, с взвешивающим фильтром типа А) при частоте fS = 44,1 кГц со¬ставляет 100 дБ (Е) и 106 дБ (КЕ). При частотах дискретизации 96 и 192 кГц динамический диапазон уменьшается до 98 и 96 дБ соответ¬ственно;
• отношение сигнал/шум (EIAJ, A- Weighted) при частоте fS = 44,1 кГц – 100 дБ (Е) и 106 дБ (КЕ);
48 © СТА-ПРЕСС
• разделение каналов (Channel Separation) при fS = 44,1 кГц – 98 дБ (Е) и 103 дБ (КЕ);
• ошибка линейности уровня выходного сигнала (Level Linearity Error) при уровне выходного сигнала -90 дБ равна ±0,5% (Е, КЕ);
• ошибка установки нулевого уровня выходного сигнала (Bipolar Zero Error) находится в пределах ±30мВ;
• диапазон выходного сигнала полной шкалы (FSR), на уровне 0 дБ, составляет 62% от напряжения питания;
• параметры цифрового фильтра (режим Sharp Roll-Off): полоса пропускания (Passband) при неравномерности ±0,03 дБ составляет 0,454fS, при спаде АЧХ на 3 дБ – 0,487/S; полоса задержания (Stopband) 0,546/S (затухание -50 дБ). В режиме Slow Roll-Off соответствующие значения параметров 0,198/S (неравномерность ±0,5 дБ), 0,390/S (-3 дБ), 0,884fS (-40 дБ);
• напряжение питания 3. 3,6 В, типовое 3,3 В (цифровая часть, VDD), 4,5. 5,5 В, типовое 5 В (аналоговая часть, VCC);
• ток потребления ИС зависит от частоты дискретизации, /DD (6.16 мА), /CC (8,5. 9,0 мА).

Программные тактовые частоты, подаваемые на вход SCK, определяются выбранной частотой дискретизации и режимом работы, задаваемым сигналами управления на входах ML, MC, MD. Например, для частоты дискретизации 44,1 кГц в режиме 256/ системная тактовая частота равна 11,2896 МГц, в режиме 384/S – 16,9344 МГц, 512fS – 22,5793 МГц, 768/S – 33,8688 МГц. В звуковом интерфейсе ЦАП используется три шины: LRCK, сигнал

В заключение следует отметить, что в настоящее время благодаря усилиям инженеров и сотрудников фирм АКМ и Texas Instruments, разработчикам звуковых компьютерных карт, звуковой и видеоаппаратуры стали доступны недорогие ЦАП, обеспечивающие качество звучания на уровне Hi-Fi. Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) фирм Burr-Brown и AKM широко применяются в современной звуковой и видеоаппаратуре ведущих мировых фирм: Onkyo, Pioneer, Marantz.

Акустические процессоры

6 входных/4 выходных каналов; подавитель обратной связи; кроссовер; задержка; EQ.

6 входных/4 выходных каналов; подавитель обратной связи; кроссовер; задержка; Ethernet; EQ.

10 входных/6 выходных каналов; S/PDIF; подавитель обратной связи; задержка; Ethernet; EQ.

Процессор 2х2; детектор ОС; EQ; компрессор;экспандер/гейт; пресет; XLR; Euroblock; RS-232; 19”; 220 В.

1 канал; 8 полос; 24 бит; микр. пред.; гейт; компрессор; дилэй; фант. питание; XLR; 6.3 мм.

2 ан.+1 цифр.входы; 6 ан. выходов; AES/EBU; XLR; кроссовер; задержка; EQ; USB; RS-232.

2 ан.+1 цифр.входы; 6 ан. выходов; AES/EBU; XLR; кроссовер; задержка; EQ; USB; RS-232.

2 канала; подавитель обратной связи; XLR/Euroblock; задержка; лимитеры; параметрический EQ.

2 ан. входа; 6 ан. выходов; AES; XLR; подавитель обратной связи; задержка; EQ; Dante; Ethernet.

2 канала; 2х20 фильтров; 2 входа XLR/6.3 мм; сквозной интерфейс MIDI; параметрический эквалайзер.

3 входа/2 выхода; подавитель; компрессор; пресеты; EQ; синтезатор субгармоник.

2 ан. входа; 6 ан. выходов; подавитель; XLR; задержка; лимитеры; параметрический EQ.

2 ан.входа(1 цифр.AES/EBU);6 ан. выходов; EQ;XLR;RS-485; USB; MIDI;задержка;лимитеры;кроссовер.

2 ан. входа; 6 ан. выходов; EQ; XLR; USB; задержка; лимитеры; кроссовер; пресеты.

2 канала; 2х24 фильтров; 2 входа XLR/6.3 мм; USB; 5 пресетов.

2 входных/6 выходных каналов; XLR; подавитель обратной связи; задержка; Ethernet; EQ; RTA.

10 входных/6 выходных каналов; S/PDIF; подавитель обратной связи; задержка; Ethernet; EQ.

2 ан. входа (1 цифр. AES/EBU); 6 ан. выходов; EQ; XLR; RS-232; задержка; лимитеры; кроссовер.

2 ан. входа; 6 ан. выходов; AES; XLR; подавитель обратной связи; задержка; EQ; BLU link; Ethernet.

4 ан. входа; 8 ан. выходов; 4×8 AES/EBU; подавитель обратной связи; задержка; EQ; Ethernet.

2 входных/6 выходных каналов; XLR; кроссовер; задержка; персеты; RS-232; EQ.

Плата серии Blackline; для использования 2-го контроллера M3 c S218 совместно с H3 bi-amp.

4 ан. входа; 8 ан. выходов; 4×8 AES/EBU; подавитель обратной связи; задержка; EQ; Ethernet.

4 ан. входа (2 цифр. AES/EBU); 8 ан. выходов; EQ; XLR; RS-485/232; задержка; лимитеры; кроссовер.

3 входа/2 выхода; RMC; кроссовер; задержка; пресеты; EQ; микрофон и ПО в комплекте.

2 ан. входа; 6 ан. выходов; EQ; XLR; задержка; лимитеры; пресеты.

2 ан. входа; 6 ан. выходов; EQ; XLR; USB; задержка; лимитеры; кроссовер; пресеты.

Плата серии Blackline; для использования пассивной акустики H3 при работе c S218.

2 ан. входа; 4 ан. выходов; EQ; XLR; слот расширения; задержка; лимитеры; кроссовер; пресеты.

3 ан. входа (1 цифр. AES/EBU); 6 ан. выходов; RS-485; EQ; XLR; задержка; лимитеры; пресеты.

Акустические процессоры – представляют собой приборы цифровой обработки звука и применяются для управления и полного контроля акустических систем. Их главная задача заключается в том, чтобы привести работу всего акустического комплекса к общему знаменателю, обеспечить максимальную безопасность и при этом получить максимальную эффективность. Конечно, цена таких процессоров довольно немалая, однако учитывая, что применяются они в достаточно серьезных звуковых комплексах, она полностью себя оправдывает. Помните, что наличие в цепи такого рода прибора, при правильной настройке, обеспечат не только высокое качество звука, но и уберегут от вывода из строя весь акустический комплекс. Чтобы купить акустический процессор, рекомендуем рассмотреть модельный ряд следующих производителей: BEHRINGER, DBX, MARTIN AUDIO.

Применение акустических процессоров

Так как акустические процессоры прежде всего являются цифровыми приборами, то и весь сигнал (входящий и исходящий) обрабатывается высококачественными аналого-цифровыми и цифро-аналоговыми преобразователями (АЦП и ЦАП). При получении входного сигнала с микшерна, он распределяется на несколько каналов (выходов). Далее, все подобные контроллеры акустических систем имеют несколько основных функций обработки:

Эквалайзер в современных процессорах зачастую применяется параметрический, поэтому позволяет осуществлять достаточно гибкую коррекцию с хорошей добротностью.

Компрессор обычно используется сравнительно мягкий, так как фактически выполняет роль мастеринговой динамической обработки.

Лимитер применяется для того, чтобы выходной сигнал не превысил заданного уровня, обеспечивая тем самым отсутствие клиппинга на выходе.

Кроссовер дает возможность, при необходимости, задавать каждому выходному каналу определенный частотный диапазон, урезая тем самым ненужный частотный спектр.

Задержка настраивается независимо на каждый канал в случае, если акустические системы находятся на разном удалении, приводя таким образом звук к общему знаменателю.

Итак, подведем итог: применение контроллера акустических систем позволяет придать звуку более индивидуальный окрас при помощи эквализации; увеличивает КПД выходного сигнала за счет компрессии; предотвращает клиппинг на выходе при помощи лимитера; при необходимости задает нужный частотный диапазон для каждого канала; приводит к синхронному звучание акустические системы, расположенные на разных расстояниях.

Подключение акустических процессоров

Подключаются акустические процессоры в цепь звукового оборудования только после микшерного пульта, но перед усилителями, и никак иначе. Всю коммутацию лучше осуществлять симметричными кабелями, дабы минимизировать уровень шумов. Далее, следует определить каким именно образом будет применяться процессор. В зависимости от сложности звукоусилительного комплекса, его можно использовать как для контроля всех акустических систем, так и для определенной группы, например, порталов или мониторной линии. Ниже приводятся варианты подключения акустического процессора на примере модели DBX DriveRack VENU360, которые Вы можете взять за основу.

Читайте также:  Подключение семисегментного индикатора (1 разряд) к arduino по spi

Вариант подключения DBX DriveRack VENU360 №1

Вариант подключения DBX DriveRack VENU360 №2

Вариант подключения DBX DriveRack VENU360 №3

Купить акустический процессор

Чтобы купить акустический процессор, Вам вполне достаточно оформить заказ на нашем сайте, либо обратиться по телефону к нашим специалистам. Вы обязательно получите профессиональную консультацию, лучшие ценовые предложения и официальную гарантию от производителя на любой товар.

Компания Audio-Video является официальным дилером и ведущим специалистом в области продаж профессионального аудио и видео оборудования. На нашем сайте Вы найдете только сертифицированную продукцию ведущих мировых производителей.

Тема: Новый чип от АКМ 4499

Опции темы

Новый чип от АКМ 4499

Re: Новый чип от АКМ 4499

Re: Новый чип от АКМ 4499

Просто к выставке надо что-то «новое» выпустить, дорогая эволюция.

Re: Новый чип от АКМ 4499

Неожиданно, что выход токовый, в отличии от всех последних чипов от AK.

Re: Новый чип от АКМ 4499

Лишь бы не как с АК4497 и 5397.

Re: Новый чип от АКМ 4499

Да, эт самое главное. А то, что там нормальную разводку под этот чип в 2 слоях не сделать (и возможно в 4 тоже ) – это мелочи.

Re: Новый чип от АКМ 4499

Буду ждать плату от АДВ.
Надеюсь одного такого чипа, ему хватит.

Re: Новый чип от АКМ 4499

Re: Новый чип от АКМ 4499

вполне ожидаемо, нужно же цифирки покруче чем у 9038PRO нарисовать.

Re: Новый чип от АКМ 4499

Осталось только i/v и lpf дотянуть до thd и dr до возможностей 4490
Или можно как авд заявить что у него 140дб ДД, а потом в интервью сказать, что современные цапы пока на такое не способны

Без слуха в аудио делать нечего.

all amps dc coupled: 6sn7/6sl7 srpp 2a3; e280f 45; d3a 300B; 5998/we421a; 6gf7; 6em7; 6s45p grounded cathode; 4p1l filament bias, ren904 re604, hybrid circlotron 2sk1058

Re: Новый чип от АКМ 4499

Как раз THD там весьма скромный заявлен. -126 дБ -это как бы не особо сложно (скажем, никаких композитов в выхлопе еще не нужно), да и было уже не раз.

Там все “циферки” в шуме. Который, естественно, никто таким до выхлопа не донесет.
А в плане THD вся надежда только на то, что в хорошей реализации можно будет забраться поглубже, отвоевать десяток-другой дБ. По крайней мере, забор из гармоник (включая четные такого-же уровня, что и нечетные) указывает на то, что там явно можно сделать чуть лучше

Re: Новый чип от АКМ 4499

ViktKors, то есть при реализации выхлопа с -134дб SNR, мы легко получим thd в -126dB? Я об этом

Без слуха в аудио делать нечего.

all amps dc coupled: 6sn7/6sl7 srpp 2a3; e280f 45; d3a 300B; 5998/we421a; 6gf7; 6em7; 6s45p grounded cathode; 4p1l filament bias, ren904 re604, hybrid circlotron 2sk1058

Re: Новый чип от АКМ 4499

Нет конечно. Сигнал/шум и искажения никак не связаны. Ну если не считать того, что, чтобы получить малый шум нужны низкоомные резисторы, а это сильно осложняет получение низкого THD.
Как пример, если считать, что в выхлопе будет только два резистора (в “+” и “-” половинках i-V), то для того чтоб получить С/Ш -140 дБ (при дифф размахе 2х5.6 вольт пик-пик) эти резисторы должны быть номиналом менее 64 Ом. Насколько менее – зависит от шума ОУ.

Ну вот отсюда можно и прикидывать какой i-V нужен.
В выхлопе токового ЦАП основной шум обычно получается в каскаде ФНЧ. Т.е. его нужно делать на резисторах даже меньшего номинала.
Вопрос, нужен ли такому выхлопу УМ? .

На самом деле проще. На презентации японцы так и сказали – “нужны были цифры лучше чем у конкурентов, ну мы и сделали” Целесообразность/оптимальность тут не пробегали.

П.С. кстати, -140 дБ – это чисто замануха. Указанно, что это для моно-режима, а на презентации проговорились, что нынешняя демоборда моно-режим не умеет, и .. “только представьте себе, как замечательно это все заиграет в моно режиме

———- Сообщение добавлено 15:35 ———- Предыдущее сообщение было 15:12 ———-

Это смотря как считать ДД.
Если именно как отношение “максимальный сигнал”/”шум + искажения” – это одно,
Если как 60 дБ + “сигнал”/”шум + искажения” при уровне сигнала – 60 дБ (!), как это принято для ЦАП – это чуть лучше.

Если как “максимальный сигнал”/”минимальный сигнал” (как иногда проскакивает) – так для 24-32 битной дельтасигмы будет за 150 дБ (естественно малый сигнал нижу уровня шума).

А сигнал/шум лимитирует обычно что то вроде ФНЧ на резисторах в 5-10 кОм – и тогда С/Ш лучше 115-118 дБ – это уже малореально (хотя и более чем достаточно на практике).

Последний раз редактировалось ViktKors; 15.12.2018 в 15:48 .

Обработка аудио сигнала – Audio signal processing

Аудио обработка сигнала является подполе обработки сигналов , что касается электронного манипулирования звуковых сигналов . Поскольку звуковые сигналы могут быть представлены в любом цифровом или аналоговом формате, обработка может происходить в любой области. Аналоговые процессоры действуют непосредственно на электрическом сигнале, тогда как цифровые процессоры работают математически на цифровом представлении этого сигнала.

содержание

происхождения

Звуковые сигналы представляют собой электронные представления звуковых волн – продольные волны , которые путешествуют по воздуху, состоящие из сжатий и разрежений. Энергия , содержащаяся в аудиосигналов обычно измеряется в децибелах . Аудио обработки была необходима для раннего радиовещания , поскольку было много проблем с студийными к-передатчика ссылками .

Аналоговые сигналы

Analog указывает на то , что математически представленное в непрерывной функции . Таким образом, аналоговый сигнал, представленный непрерывным потоком данных, в этом случае вдоль электрической цепи в виде напряжения или тока. Обработка аналогового сигнала затем включает физическое изменение непрерывного сигнала путем изменения напряжения или тока или заряда с помощью различных электрических средств.

Исторически сложилось, что перед появлением широко распространенной цифровой технологии , аналог был единственным методом , с помощью которого можно манипулировать сигнал. С того времени, как компьютеры и программное обеспечение становятся все более способными и доступными и цифровой обработки сигналов становится методом выбора.

Цифровые сигналы

Цифровое представление выражает аудио сигнала в виде последовательности символов, обычно двоичных чисел . Это позволяет обработку сигнала с использованием цифровых схем , таких как цифровые процессоры сигналов , микропроцессоры и общего назначения компьютеров . Большинство современных аудио системы используют цифровой подход, методы цифровой обработки сигналов являются гораздо более мощным и эффективным , чем аналоговая обработка сигнала домена.

области применения

Аудио трансляция

Вероятно, наиболее важная обработка аудио в аудио вещания происходит непосредственно перед передатчиком. Аудиопроцессор здесь должен

  • предотвратить или свести к минимуму перемодуляция ,
  • компенсации нелинейных передатчиков (потенциальная проблема с средней волны и коротковолнового вещания) и
  • регулировать общую громкость до нужного уровня.

Активный контроль уровня шума

Активный контроль уровня шума является методом , разработанным , чтобы уменьшить нежелательный звук. Создавая сигнал , который идентичен нежелательный шум , но с противоположной полярности, два сигнала отмены из – за деструктивной интерференции .

Аудио синтез

Аудио синтез представляет собой электронное генерирование звуковых сигналов. Музыкальный инструмент , который выполняет это называется синтезатором. Синтезаторы могут либо имитировать звуки или создавать новые. Аудио синтез также используется для формирования человеческой речи с использованием синтеза речи .

Звуковые эффекты

Звуковые эффекты представляют собой система , предназначенная для изменения как звучит звуковой сигнал. Необработанное аудио образно называют сухой , в то время как обрабатываются аудио называют мокрой .

  • Задержка или эхо -чтобы имитировать эффект реверберации в большом зале или каверны, один или несколько задержанных сигналов добавляются к исходному сигналу. Для того, чтобы восприниматься как эхо, задержка должна быть порядка 35 миллисекунд или выше. Короткие фактически воспроизводя звук в нужной среде, эффект эха может быть реализованиспользованием либо цифровых или аналоговых методов. Аналоговые эхоэффекты реализованыиспользованием задержкимагнитную ленту или ковшовой бригаду устройств . Когда большое число задержанных сигналов смешали реверберации эффект получается; Результате звук имеет эффект был представлен в большом помещении.
  • фленджер – создать необычный звук, задержанный сигнал добавляется к исходному сигналу с непрерывно переменной задержкой (обычно меньшечем 10 мс). Этот эффект теперь осуществляетсяэлектронномиспользованием DSP , но изначально эффект был создан играть ту же запись на два синхронизированных магнитофоны игроков, а затем смешивая сигналы вместе. Пока машины были синхронизированы, микс будет звучать более или менее нормально, но если оператор положил палец на фланце одного из игроков (отсюда «флэнжер»), что машина будет замедляться и его сигнал будет выпадают в фазе со своим партнером, производя фазирования гребенчатого фильтра эффект. После тогооператор взял его палец, игрок будет ускоритьпока он не вернулся в фазе с мастером, и как это произошло, эффект фазированияказалось бы скользить вверх частотный спектр. Это фазировка вверх-вниз регистр может выполняться ритмично.
  • Фазер – еще один способ создания необычного звука; сигнал разделяется, часть его фильтруют с фильтром всех частот для получения фазового сдвига, а затем нефильтрованный и фильтрованный сигналы смешиваются. Эффект Фазер изначально был более простой реализации эффекта фленджерпоскольку задержки было трудно реализовать саналогового оборудования. Фазер часто используетсячтобы дать «синтезированное» или электронное воздействие на природные звуки, такие как человеческая речь. Голос C-3PO изЗвездных Войн был создан с голосом актера и обработкой его фазером.
  • хор – задержанный сигнал добавляется к исходному сигналу с постоянной задержкой. Задержка должна быть короткой, чтобы не восприниматься как эхо, но выше 5 мсчтобы быть слышимым. Если задержка слишком коротка, она будет деструктивно интерферировать с сигналом ООН задержки и создать отбортовки эффект. Часто, запаздывающие сигналы будут немного сдвинуты Pitch более реалистично передать эффект множества голосов.
  • Выравнивание – разные полосы частот ослабляются или увеличены до получения желаемых спектральных характеристик. Умеренное использование выравнивания (часто сокращенно «EQ») может быть использовано для «тонкой настройки» качество тона записи; экстремальное использование выравнивания, например, сильно сокращая определенную частоту можно создавать более необычные эффекты.
  • Фильтрация – Уравнивание представляет собой форму фильтрации. В общем смысле, частотные диапазоны можно выделить или ослабленыпомощью нижних частот , верхних частот , полосовой или группа-стоп фильтры. Полосовой фильтр голоса может имитировать эффект телефонапотому что телефоны используют полосовые фильтры.
  • овердрайв эффектытакие как использование коробки пуха может быть использованы для получения искаженных звуков, например, для имитации роботизированных голосов или имитировать искаженный радиотелефон трафик (например, радио болтают между пилотами истребителей в научнофантастическом фильмеStar Wars ). Самый основной овердрайв эффект связан отсечение сигналакогда его абсолютное значение превышает определенный порог.
  • шаг сдвиг – этот эффект сдвигает вверх или вниз сигнал в поле. Например, сигнал может быть перенесен на октаву вверх или вниз. Это, как правилоприменяется ко всему сигналу, а не каждую ноту отдельно. Blending оригинального сигнала со смещенным дубликатом (ы) может создать гармонию из одного голоса. Другое применение высоты тона является коррекция тона . Здесь музыкальный сигнал настроен на правильный шагиспользованием методов цифровой обработки сигналов. Этот эффект повсеместно в караоке машин и часто используетсячтобы помочь поппевцовкоторые поют фальшиво. Он также используется специально для эстетического эффекта в таких поппесникак Cher «sBelieve и Мадонна » sDie Another Day .
  • Время растяжения – дополнение сдвига высоты тона, то есть, процесс изменения скорости аудиосигнала без влиянияего высоту.
  • резонаторы – подчеркнуть содержание гармоник частоты на указанных частотах. Они могут быть созданы из параметрических эквалайзеров или с задержкойоснове гребенки фильтров.
  • роботизированные голосовые эффекты используютсячтобы сделать звук голоса актеракак синтезированный человеческий голос.
  • модуляция – изменение частоты или амплитуды сигнала несущей по отношению к заранее определенному сигналу. Кольцо модуляция , также известная как амплитудная модуляция, представляет собой эффект сделанного известного врача , который «ы Далеков и широко используютсяпротяжении научной фантастики.
  • сжатие – уменьшение динамического диапазона звукачтобы избежать непреднамеренного колебания в динамике. Уровень компрессии не следует путать с аудио сжатия данных , где объем данных уменьшается без влияния на амплитуду звука он представляет.
  • 3D звуковые эффекты – место звуки за пределами стерео основы
  • обратное эхо – набухания эффектсозданный путем изменения звукового сигнала и записи эха и / или задержкито время как сигнал проходит в обратном направлении. При воспроизведении вперед последние отголоски слышны доэффекта звукасоздавая наплывкак набухают предыдущие и во время воспроизведения. Джимми Пейдж из Led Zeppelin использовал этот эффект в мостике « Whole Lotta Love ».
  • синтез волнового поля – пространственный звук методы рендеринга для создания виртуальных акустических сред
Читайте также:  Работа с оргстеклом

Как выбрать преобразователь аудиосигнала

АЦП, ЦАП: зачем нужен преобразователь аудиосигнала?

ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь – нужен для преобразования аудиосигнала из цифрого формата в аналоговый; обычно, для передачи в усилитель или немедленного озвучивания.

Все современные форматы записи аудио используют цифровое представление. И треки на CD или blu-ray дисках, и mp3-файлы, и музыка с iTunes – все они хранятся в цифровом формате. И для того, чтобы воспроизвести эту запись, её надо преобразовать в аналоговый сигнал – эту функцию и выполняет цифро-аналоговый преобразователь. Встроенный ЦАП присутствует в любом устройстве, воспроизводящем музыку. Но часто бывает, что качество проигрывания одних и тех же аудиофайлов (или треков с одного и того же диска) на разных плеерах заметно отличается. Если при этом используются одинаковые усилители и наушники, значит, проблема в ЦАП плеера.

Аудиосигнал, прошедший через низкокачественный ЦАП

ЦАПы бывают разные: дешевые преобразователи с низким энергопотреблением (часто используемые производителями в мобильных устройствах) имеют низкое быстродействие и малую разрядность, что сильно сказывается на качестве звука.

Если у мобильного устройства есть цифровой выход (S/PDIF или USB), можно подключить к нему внешний ЦАП – это гарантирует высокое качество преобразования цифрового звука в аналоговый.

Кроме того, внешний ЦАП может оказаться очень полезным при прослушивании музыки, записанной в loseless-форматах (форматах записи аудио без потерь качества) с высокой дискретизацией, обеспечивающей максимальное подобие записи и оригинала. Поскольку распространяются такие записи, в основном, через Интернет, часто их прослушивают прямо с компьютера. Но качественная звуковая карта редко встречается на ноутбуках и планшетах, да и встроенные в материнскую плату десктопного компьютера звуковые карты не отличаются высоким качеством. И в этом случае весь смысл прослушивания loseless музыки теряется абсолютно. Ситуацию можно исправить, если на компьютере есть цифровой аудиовыход, например, S/PDIF. Подключив к нему ЦАП с частотой дискретизации и разрядностью не меньшей, чем у прослушиваемой записи, можно получить аналоговый сигнал высокого качества.

Еще один приятный бонус можно получить, приобретя ЦАП с поддержкой Bluetooth. Это позволит слушать отличную музыку на подключенных к преобразователю динамиках, не будучи «привязанным» к нему проводами. Для мобильного компьютера (планшета или ноутбука) это может оказаться очень удобным. Кроме того, с таким преобразователем вы сможете проигрывать музыку с других устройств, поддерживающих Bluetooth и легко переключаться между ними.

АЦП – аналого-цифровой преобразователь – нужен, наоборот, для преобразования аналогового аудиосигнала в цифровой формат. АЦП будет незаменим при оцифровке (переводе в цифровой формат) старых аналоговых записей: на грампластинках, аудио и видеокассетах. Также АЦП потребуется при записи в цифровом виде «живого» звука с микрофона. Плееры с функцией записи и компьютерные звуковые карты имеют встроенный АЦП, но если вам важно качество оцифровки, лучше доверить эту задачу специализированному устройству.

Несмотря на совершенно противоположные задачи, АЦП и ЦАП обладают некоторыми общими характеристиками, оказывающими большое влияние на качество преобразования.

Характеристики преобразователей аудиосигнала.

Количество отсчетов в секунду – частота дискретизации

Для АЦП частота дискретизации определяет, с какой частотой преобразователь будет измерять амплитуду аналогового сигнала и передавать её в цифровом виде. Для ЦАП – наоборот, с какой частотой цифровые данные будут конвертироваться в аналоговый сигнал.

Чем выше частота дискретизации, тем результат преобразования ближе к исходному сигналу. Казалось бы, чем выше этот показатель, тем лучше. Но, согласно теореме Котельникова, для передачи сигнала любой частоты достаточно частоты дискретизации, вдвое большей частоты самого сигнала. С учетом того, что самая высокая частота, различимая на слух – 20 кГц (у большинства людей верхняя граница слышимого звука вообще проходит в районе 15-18 кГц), частоты дискретизации в 40 кГц должно быть достаточно для качественной оцифровки любого звука. Частота дискретизации audio CD: 44.1 кГц, и максимальная частота дискретизации mp-3 файлов: 48 кГц, выбраны как раз исходя из этого критерия. Соответственно, ЦАП, проигрывающий аудиотреки и mp3-файлы, должен иметь частоту дискретизации не менее 48 кГц, иначе звук будет искажаться.

Зеленым цветом показан исходный аудиосигнал, состоящий из нескольких гармоник, близких к 20 кГц. Малиновым цветом обозначен цифровой сигнал, дискретизированный с частотой 44.1 кГц. Синим цветом обозначен аналоговый сигнал, восстановленный из цифрового. Хорошо заметны потери в начале и конце отрезка.

Теоретически, такой частоты дискретизации должно быть достаточно, но практически иногда возникает надобность в большей частоте: реальный аудиосигнал не полностью отвечает требованиям теоремы Котельникова и при определенных условиях сигнал может искажаться. Поэтому у ценителей чистого звука популярны записи с частотой дискретизации 96 кГц.

Частота дискретизации ЦАП выше, чем у исходного файла, на качество звука не влияет, поэтому приобретать ЦАП с частотой дискретизации выше 48 кГц имеет смысл, только если вы собираетесь прослушивать с его помощью blu-ray и DVD-аудио или loseless музыку с частотой дискретизации, большей 48 кГц.

Если вы твердо нацелились на приобретение преобразователя с частотой дискретизации выше 48 кГц, то экономить на покупке не стоит. ЦАП, как и любое другое аудиоустройство, добавляет в сигнал собственный шум. У недорогих моделей шумность может быть довольно высокой, а с учетом высокой частоты дискретизации, на выходе такого преобразователя может появиться опасный для динамиков ультразвуковой шум. Да и в слышимом диапазоне шумность может оказаться настолько высокой, что это затмит весь выигрыш от повышения частоты дискретизации.

Чем выше разрядность, тем выше точность измерения или восстановления амплитуды сигнала

Разрядность– вторая характеристика, непосредственно влияющая на качество преобразования.

Разрядность ЦАП должна соответствовать разрядности аудиофайла. Если разрядность ЦАП будет ниже, он, скорее всего, просто не сможет преобразовать этот файл.

Треки audio CD имеют разрядность 16 бит. Это подразумевает 65536 градаций амплитуды – в большинстве случаев этого достаточно. Но теоретически, в идеальных условиях, человеческое ухо способно обеспечить большее разрешение. И если о разнице между записями с дискретизацией 96 кГц и 48 кГц можно спорить, то отличить 16-битный звук от 24-битного при отсутствии фонового шума могут многие люди с хорошим слухом. Поэтому, если ЦАП предполагается использовать для прослушивания DVD и Blu-ray аудио, следует выбирать модель с разрядностью 24.

Чем выше разрядность АЦП, тем с большей точностью измеряется амплитуда звукового сигнала.

При выборе АЦП следует исходить из того, какие задачи с его помощью предполагается решать: для оцифровывания «шумных» аудиозаписей со старых магнитофонных лент высокая разрядность АЦП не нужна. Если же вы планируете получить качественную цифровую запись со студийного микрофона, имеет смысл воспользоваться 24-битным АЦП.

Количество каналовопределяет, какой звук сможет преобразовывать устройство. Двухканальный преобразователь сможет обрабатывать стерео и моно звук. Но для преобразования сигнала формата Dolby Digital или Dolby TrueHD понадобится, соответственно, шести- или восьмиканальный преобразователь.

Соотношение сигнал/шум определяет уровень шума, добавляемого в сигнал преобразователем. Чем выше этот показатель, тем более чистым остается сигнал, проходящий через преобразователь. Для прослушивания музыки нежелательно, чтобы этот показатель был ниже 75 дБ. Hi-Fi аппаратура обеспечивает минимум 90 дБ, а высококачественные Hi-End устройства способны обеспечить отношение сигнал/шум в 110-120 дБ и выше.

ЦАП должен иметь цифровой вход– это может быть S/PDIF, USB или Bluetooth. Выходу ЦАП аналоговый – «джек» (jack) или «тюльпаны» (RCA). У АЦП все наоборот – аналоговый вход и цифровой выход. Хорошо, если преобразователь имеет несколько различных входов и выходов – это расширяет возможности по подключению к нему различных устройств. Если же вход на преобразователе один, убедитесь, что аналогичный выход есть на устройстве, к которому предполагается его подключать.

Преобразователи аудиосигнала скорее относятся к студийному и домашнему оборудованию, поэтому питаниебольшинства преобразователей производится от сети 220В. Но существуют и преобразователи, которые питаются от аккумуляторов и могут быть использованы автономно. Это может оказаться удобным при использовании преобразователя с мобильным устройством – ноутбуком, планшетом, смартфоном или плеером.

Некоторые преобразователи получают питание через разъем micro-USB, при этом получать (или передавать) аудиосигнал через этот разъем они не могут. Если вам важно, чтобы ЦАП мог читать аудиофайлы на USB-носителях, перед покупкой убедитесь, что USB на устройстве используется не только для питания.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector