CarPcDsp

[R6MF49T2]

Навеяно темой Аудиофильский проц для продвинутых

Пока на улице холодно, влажно и в целом мерзко и инсталл в машину откладывается, предлагаю обсудить процессор для CarPc, в частности для Android девайсов. Особенность реализации процессора для данных устройств состоит в том что единственным форматом для более менее качественного вывода звука является USB. К тому же было бы очень приятно видеть возможность регулировки задержек, частот срезов и прочего непосредственно из под Android. За два дня изучения компонентов и чтения мануалов выбрал комплектующие и накидал блок схему.


На данный момент максимальное качество звука которое можно штатым образом вытащить из Android'а - 24бит 48кГц, на это и будем ровнятся, но оставим возможность в будущем программными методами изменить частоту.

Host mode

Android 5.0 (API level 21) and above supports a subset of USB audio class 1 (UAC1) features:

The Android device must act as host
The audio format must be PCM (interface type I)
The bit depth must be 16-bits, 24-bits, or 32-bits where 24 bits of useful audio data are left-justified within the most significant bits of the 32-bit word
The sample rate must be either 48, 44.1, 32, 24, 22.05, 16, 12, 11.025, or 8 kHz
The channel count must be 1 (mono) or 2 (stereo)
Perusal of the Android framework source code may show additional code beyond the minimum needed to support these features. But this code has not been validated, so more advanced features are not yet claimed.

Ну и в качестве плюшек добавим радио приёмник(si4705) и usb hub(tusb2046b), так как на многих устройствах с ними довольно туго.
В качестве микроконтроллера для формирования I2S из USB, обменом параметров по USB, и конфигурацией остальных микрух выбрал STM32F405, надо будет проверить на отладке справится ли он с такой нагрузкой. Так как данный мк будет являтся мастером I2S а так же генерить мастер клок для DSP и ЦАП-ов, повесим на него термостатированный кварц 26МГц с разбегом 1.5ppm (520L15IA26M0000).
В качестве проца выбран AD1940, из за корпуса, легкопоябельного в домашник условиях, так как проект открытый. В тоже время возможностей примерно те же что и у старших моделей. Ну и Цапы будут PCM5102A в силу их простоты, дешевезны, и неплохого звучания.
Ну и питаться всё хозяйство будет от нескольких LDO'шек LT1763 (Vin 3.7-20 Вольт). Кому нужно гальваническая развязка думаю сам её без проблем сделает.

[A!exT]

а управляться проц как будет?

[R6MF49T2]

а управляться проц как будет?

Если ты про AD1940, то при каждом включении STM32 будет заливать программу в его RAM (7.5Кбайт) по SPI, а все параметры фильтров и задержки можно будет менять во время работы на лету по тому же самому SPI. Соответственно эти параметры STM32 сможет принимать по USB HID от android устройства. Сама прошивка для AD1940 создаётся в графической программе SigmaStudio, тут даже программировать уметь не нужно, на выбор любые фильтры, линии задержек, FIRы и так далее.

По поводу генератора/кварца. Внимательнее изучил стоимость термостатированных генераторов, впринцепе вероятно оно того не стоит, можно будет поставить и обычный кварц, разницу в звуке думаю никто не услышит.

[IMНО]

По поводу генератора/кварца. Внимательнее изучил стоимость термостатированных генераторов, впринцепе вероятно оно того не стоит, можно будет поставить и обычный кварц, разницу в звуке думаю никто не услышит.

ответ неверный

допустим, вы нашли в лесочке заполненный термостатированными кварцами грузовой ж/д состав и перед вами выбор:
1. применить бесплатные термостированные кварцы в своем проекте
2. не применять (т.е. применить нетермостатированные)

подумайте не спеша и обоснуйте преимущества 2го варианта

потом продолжим по другим, не менее спорным, аспектам вашего проекта

[R6MF49T2]

IMНО, так, давайте либо с аргументами, либо буду расценивать как тролинг. Примущество обычного генератора перед термостатированным только в цене и более низком потреблении.

[IMНО]

Примущество обычного генератора перед термостатированным только в цене и более низком потреблении.

цену мы уже исключили из рассмотрения
низкое потребление важно для батарейных устройств, к коим ваш проект не относится

самое важное (т.е. не единственное) преимущество нетермостатированного генератора в аудиоустройстве - его уместность
и, в противовес, неуместность термостатирования
чтобы вас не мучить с "расценками" и перейти к следующим вопросам, аргументирую:
термостабильность - характеристика, имеющая значение и смысл на длительном промежутке времени (следствие инерционности тепловых процессов)
для аудиоприменений долговременные характеристики не важны
если непонятно почему - объясню (но, думается, вы уже поняли)

идем дальше?

[A!exT]

Если ты про AD1940, то при каждом включении STM32 будет заливать программу в его RAM (7.5Кбайт) по SPI, а все параметры фильтров и задержки можно будет менять во время работы на лету по тому же самому SPI. Соответственно эти параметры STM32 сможет принимать по USB HID от android устройства. Сама прошивка для AD1940 создаётся в графической программе SigmaStudio, тут даже программировать уметь не нужно, на выбор любые фильтры, линии задержек, FIRы и так далее.

По поводу генератора/кварца. Внимательнее изучил стоимость термостатированных генераторов, впринцепе вероятно оно того не стоит, можно будет поставить и обычный кварц, разницу в звуке думаю никто не услышит.

желаете повторить судьбу рязань-прибор?

[R6MF49T2]

IMНО, ну мы все же не часы делаем. В алгоритмах ЦОС все фильтры и и прочие преобразования основываются на том что мы точно знаем период между отсчетами. Термостатирование не позволит колебаться периоду в широких приделах при разных температурах. Не берусь судить насколько сильно это повлияет на звук, скорее всего практически никак, но аудифилия штука сложная, кто то утверждает что слышит разницу между серебрянными и платиновыми проводами)
Но вашу точку зрения понял, идем дальше.

---------- Сообщение добавлено 22.02.2015 в 22:12 ----------

A!exT, а что за судьба?) слышал что они выпускают усилители с оптикой и дсп, но под мои цели данные устройства не подходя.

[IMНО]

IMНО, ну мы все же не часы делаем. В алгоритмах ЦОС все фильтры и и прочие преобразования основываются на том что мы точно знаем период между отсчетами. Термостатирование не позволит колебаться периоду в широких приделах при разных температурах. Не берусь судить насколько сильно это повлияет на звук, скорее всего практически никак, но аудифилия штука сложная, кто то утверждает что слышит разницу между серебрянными и платиновыми проводами)
Но вашу точку зрения понял, идем дальше.

нет, дальше пока рано
будем жевать пока не поймете не "мою точку зрения", а обязательные для понимания основы

период между отсчетами может быть (как минимум):
- мгновенным
- средним

теперь внимание, сосредотачивайтесь (несмотря на выходной):
2 тезиса:
- для аудиоприменений важна стабильность мгновенного периода и не важен средний период (ни величина, ни стабильность)
- термостатирование не влияет на мгновенный период, а влияет только на средний на больших отрезках времени

пример:
камертон (музыкальный измерительный инструмент)- это нетермостатированный генератор
он имеет:
а) низкую точность начальной установки частоты при нормальных условиях (все камертоны разные, в разные эпохи - разная допустимая степень погрешности)
б) низкую долговременную стабильность (зависимость от температуры, давления и т.п.)
в) крайне высокую стабильность мгновенного периода

в ЦОС приложениях (реального времени) длины выборок не превышают единиц тысяч отсчетов, т.е. имеют длительность не более десятков миллисекунд
стабильности на таких интервалах и имеет смысл добиваться
температурная стабильность, введшая вас в сомнение, из области рассмотрения аудиоинженера выпадает


для передачи данных в цифровом аудиоустройстве (это уже не аудио задача) термостатирование так же не имеет смысла
области применения термостабильных генераторов - радиосвязь (приемник и передатчик находятся в существенно различных условиях) и измерения

вот теперь можно и дальше
да/нет/не знаю/может быть?

P.S. про аудиофилию (сложную штуку) в этой теме лучше не стоит
больные и убогие - не предмет технической дискуссии

[R6MF49T2]

IMНО, Я же говорю, я Вас понял и даже согласен, но:
Рассмотрим два кварца, дешевый китайский +/- 100ppm и термостатированный +/- 1ppm, то есть при разной температуре данные кварцы будут давать частоту(среднюю) с точностью 0,01% и 0,0001%. Предположим что на ДСП у нас реализован простой фильтр, с частотой среза 1кГц. Частота среза фильтра скользящего среднего = частота вх. данных / окно фильтра. Мы предполагаем что данные к нам приходят с частотой 48кГц, поэтому смело выбираем размер окна 48. Но на самом деле частота вх данных может отличатся на 0,01% и 0,0001% соответственно. При использовании китайского кварца на морозе реальная частота среза данного фильтра будет 0.99кГц, а в разогретом автомобиле 1.01кГц (разница 20Гц). При использовании термостатированного кварца частоты будут 0.9999кГц и 1.0001кГц соответственно (разница 0.2Гц).
Если же алгоритм или фильтр будет более сложный, то соответственно погрешность может умножится в несколько раз.

Просто если предположим данным или другим фильтром мы хотим выровнять АЧХ динамиков, то при изменении температуры кварца, на на результирующей АЧХ мы получим иголки, ширина и амплитуда которых будут зависеть от температуры.

Да, у нас не измерительный прибор. Да, такая точность избыточна. Но, если бы разница в цене была бы незначительной, как мне изначально показалось при невнимательном изучении прайсов, я бы всё же поставил термостатированный генератор, просто потому что при прочих равных его характеристики лучше. А сделать систему хуже получится само собой и без этого.