CarPcDsp

Навеяно темой http://magnitola.org/vysshii-pilotaz...odvinutyh.html

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.
Вложение 716662

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.

Код:

---

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.

а управляться проц как будет?

Цитата:

---

Сообщение от A!exT

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.

Цитата:

---

Сообщение от R6MF49T2

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

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

Цитата:

---

Сообщение от R6MF49T2

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?

Цитата:

---

Сообщение от R6MF49T2

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? ;)

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.

Цитата:

---

Сообщение от 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.

---

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

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.

Цитата:

---

Сообщение от R6MF49T2

IMНО, Я же говорю, я Вас понял и даже согласен, но:

---

кошмар...
логическое построение "сделаем все проводники из серебра, а изоляторы из тефлона" (что народ метко характеризует как "запас ###у не е...") - это явный признак аудиофилии

пример ваш негодный
любое (кроме быстрого) изменение частоты генератора для изолированного (локального) домена данных - не имеет никакого значения для звуковой ЦОС-системы и, разумеется, для потребителя результата ее работы - слушателя

сделаю еще одну попытку :)
может быть, это наведет вас на мысль:

вы, конечно, в курсе, что в звуке (в т.ч. музыкальном) нет привязки к точным абсолютным частотам
иными словами, любая шкала - условна и важно лишь относительное расположение гармонических составляющих сложного сигнала
или это для вас откровение?

Цитата:

---

Сообщение от IMНО

логическое построение "сделаем все проводники из серебра, а изоляторы из тефлона" (что народ метко характеризует как "запас ###у не е...") - это явный признак аудиофилии

---

ответ неверный. Если цена на компоненты одинаковая, всегда выбираются ис с лучшими параметрами, это обычная радиотехническая практика, аудифилия тут не причём.

Цитата:

---

Сообщение от IMНО

пример ваш негодный

---

Аргументы?

Цитата:

---

Сообщение от IMНО

вы, конечно, в курсе, что в звуке (в т.ч. музыкальном) нет привязки к точным абсолютным частотам

---

Вот я дурак то, когда гитару настраивал добивался чтоб нота ЛЯ имела частоту 440 Гц.
А ещё производители акустики идиоты что подписывают на графиках АЧХ шкалу частот.

Цитата:

---

Сообщение от IMНО

иными словами, любая шкала - условна и важно лишь относительное расположение гармонических составляющих сложного сигнала
или это для вас откровение?

---

Давайте так, Вы выбираете любое музыкальное произведение, сдвигаете в нём все гармоники вправо на 10кГц (при этом относительное расположение гармонических составляющих не изменится), слушаете и сравниваете с оригиналом. Если Вы и большинство форумчан не услышите разницу я удалю тему и никогда больше не буду заниматься радиотехникой.

R6MF49T2, про троллей слышал?
Тема в курилку уйдет.:(

Цитата:

---

Сообщение от Rover

Тема в курилку уйдет.

---

Действительно, отклонились от темы, в дальнейшем вопрос выбора генератора обсуждаться будет в личке.
Теперь вопрос к пользователям форума имеющим опыт настройки процессорных систем: какие фильтры/опции необходимы в тракте каждого канала? Фильтры каких порядков?

необходим удобный софт для настройки, сигму изучать почти никто не будет, да и создавать в ней конфиги все же долго, проще и быстрее в софте

Цитата:

---

Сообщение от A!exT

необходим удобный софт для настройки, сигму изучать почти никто не будет, да и создавать в ней конфиги все же долго, проще и быстрее в софте

---

Я как планирую сделать: в сигместудии накидаю на каждый канал определённый набор фильтров (допустим пара FIRов, эквалайзер, линию задержки, мутэ и громкость). На андроиде будет написано приложение, в котором пользователь например включает/выключает фильтр, вводит частоту среза. Программа рассчитывает таблицу коэффициентов, передаёт в микроконтроллер. Микроконтроллер при этом записывает по необходимым адресам эти коэффициенты в сигму. Тоесть конечному пользователю не нужно вообще ничего кроме планшета и проца. Одним касанием включать/выключать фильтры и каналы, менять частоты и так далее. По замыслу для пользователя процесс настройки будет не сложнее чем в процессорных ГУ.
Но для того чтоб подобное сделать необходимо заранее определиться какие фильтры могут быть необходимы при настройках аудиосистем.

смотри плагины минидсп: 2/3/4/6/8 порядки, добротность 0.49/0.577/0.707, шаг 1Гц

Цитата:

---

Сообщение от R6MF49T2

Теперь вопрос к пользователям форума имеющим опыт настройки процессорных систем: какие фильтры/опции необходимы в тракте каждого канала? Фильтры каких порядков?

---

Фильтры:
НА каждый канал свой, отдельный ФНЧ и ФВЧ
порядок среза до 6 (36дБ/окт) Выше - вряд ли понадобится)
точный выбор частоты среза
возможность использовать два ФНЧ или два ФВЧ последовательно (сами Вы извращенцы))))
Возможность выбора типа фильтра (Ликвиц, Баттерворт, Чебышев) или установки его добротности вручную (как это делает Helix DSP)

Эквалайзер:
Один 31-полосный график, симметрично работающий на оба кнала, левый и правый + в каждом канале (раздельно левый от правого полностью независимый) как минимум 10-полосный параметрик с возможностью "накладывания" полос друг на друга и с возможностью ручного задания частоты среза
+ в каждом канале возможность установить не менее одной "полки", т.е. чтобы можно было сделать АЧХ ступенькой, выше и ниже которой ровные линии на разных уровнях громкости с возможностью регулировать наклон ступеньки

Задержки:
одновременная регулировка и расстояния до динамика и задержки его в мс. Т.е. на случай, когда сначала сводим фронт, задерживая каждый динамик относительно дальнего мидбаса милисекундами, а потом увеличиваем задержку сабвуфера, увеличивая его значение в сантиметрах.
Шага задержек мельче 0,025мс не нужно, а вот диапазон задержек больше 20мс приветствуется.
Плюс, хотелось бы иметь возможность одновременной регулировки задержки в нескольких каналах по выбору. Типа отметил галочкой три канала и увеличиваешь/уменьшаяешь задержку в них одним кликом на равное значение.

И да, ВСЕ изменения должны происходить онлайн

Цитата:

---

Сообщение от fox proteus

Фильтры:
НА каждый канал свой, отдельный ФНЧ и ФВЧ
порядок среза до 6 (36дБ/окт) Выше - вряд ли понадобится)
точный выбор частоты среза
возможность использовать два ФНЧ или два ФВЧ последовательно (сами Вы извращенцы))))
Возможность выбора типа фильтра (Ликвиц, Баттерворт, Чебышев) или установки его добротности вручную (как это делает Helix DSP)

Эквалайзер:
Один 31-полосный график, симметрично работающий на оба кнала, левый и правый + в каждом канале (раздельно левый от правого полностью независимый) как минимум 10-полосный параметрик с возможностью "накладывания" полос друг на друга и с возможностью ручного задания частоты среза
+ в каждом канале возможность установить не менее одной "полки", т.е. чтобы можно было сделать АЧХ ступенькой, выше и ниже которой ровные линии на разных уровнях громкости с возможностью регулировать наклон ступеньки

Задержки:
одновременная регулировка и расстояния до динамика и задержки его в мс. Т.е. на случай, когда сначала сводим фронт, задерживая каждый динамик относительно дальнего мидбаса милисекундами, а потом увеличиваем задержку сабвуфера, увеличивая его значение в сантиметрах.
Шага задержек мельче 0,025мс не нужно, а вот диапазон задержек больше 20мс приветствуется.
Плюс, хотелось бы иметь возможность одновременной регулировки задержки в нескольких каналах по выбору. Типа отметил галочкой три канала и увеличиваешь/уменьшаяешь задержку в них одним кликом на равное значение.

И да, ВСЕ изменения должны происходить онлайн

---

Не совсем понял про "полку". Остальное вроде как реализовать можно.
Так же решил добавить микрофонный вход на PCM1860, для возможности отрисовки на планшете АЧХ/ФЧХ. Долго думал как реализовать диф. вход с чистым фантомным питанием 48вольт, но подходящего решения так и не нашёл, поэтому вероятно сделаю обычный, с возможностью подключения конденсаторного микрофона WM-61, надеюсь провод много шумов не нахватает.

Цитата:

---

Сообщение от R6MF49T2

обычный, с возможностью подключения конденсаторного микрофона WM-61, надеюсь провод много шумов не нахватает.

---

Пользуюсь обычным микрофонным входом ноутбука, на котором фантомное +5 вольт и WM-61. Уровень шумов - -50дБ - -60дБ. Для моих задач - за глаза и за уши.

Цитата:

---

Сообщение от R6MF49T2

Не совсем понял про "полку".

---

Вложение 719300
Всё на этом скрин-шоте:)

Есть ещё HIGH-SHELF. Полезно, например, при настройке 2,5-полосных систем, где на СЧ-ВЧ пасскросс построен с неоптимальными гейнами.