echo cyfrowe z pamięcią DRAM.pdf

Echo cyfrowe z pamięcią DRAM

Echo cyfrowe z pamięcią

DRAM

kit AVT−383

Prezentowana w†artykule

cyfrowa kamera pog³osowa

charakteryzuje siÍ doskona³ymi

parametrami, dziÍki czemu

jakoúÊ odtwarzanego düwiÍku

jest znacznie lepsza niø

w†wiÍkszoúci typowych

rozwi¹zaÒ opartych na

uk³adach BBD (kit AVT-291)

lub prostych uk³adach

z†przetwarzaniem A/C i†C/A

(kit AVT-211).

DziÍki zastosowaniu

w†prezentowanym urz¹dzeniu

specjalizowanego uk³adu

scalonego firmy Holtek,

a†jako linii opÛüniaj¹cej

taniej pamiÍci DRAM, koszt

wykonania jest bardzo niski.

Konstrukcja prezentowanego

urz¹dzenia jest oparta na specja-

lizowanym uk³adzie do kamer

pog³osowych, nosz¹cym oznacze-

nie HT8955A. Uk³ad ten zosta³

opracowany w†laboratoriach firmy

Holtek. Schemat blokowy

HT8955A przedstawiono na rys.

1 .

cy, konstruktorom uda³o siÍ osi¹g-

n¹Ê dobr¹ jakoúÊ düwiÍku odtwa-

rzanego przez uk³ad HT8955A.

Dla przyk³adu: odstÍp sygna³u od

szumu wynosi ok. 55dB, ca³kowi-

te zniekszta³cenia nieliniowe nie

przekraczaj¹ w†skrajnych przypad-

kach 0,8% (typowo 0,5%), a†dziÍ-

ki zastosowaniu 10-bitowych prze-

twornikÛw A/C i†C/A (kodowanie

PCM) odtwarzany düwiÍk nie ma

charakterystycznego dla prost-

szych rozwi¹zaÒ ìmetalicznegoî

podbarwiania. Duøa czÍstotliwoúÊ

prÛbkowania (25..50kHz) pozwala

bez trudu osi¹gn¹Ê pasmo prze-

noszenia ok. 8kHz, przy czasie

opÛünienia aø 0,8s.

Jak widaÊ na rysunku, budowa

tego uk³adu jest bardzo z³oøona,

co wynika m.in. z†faktu, øe w†jed-

nej strukturze pÛ³przewodnikowej

zintegrowano szereg modu³Ûw

analogowych (przedwzmacniacz,

oscylatory RC) oraz cyfrowych

(blok adresowania i†odúwieøania

pamiÍci DRAM, dzielniki czÍstot-

liwoúci, uk³ady sterowania, kon-

werter szeregowo-rÛwnoleg³y).

Pomimo tak duøej z³oøonoúci

oraz po³¹czenia ze sob¹ blokÛw

funkcjonalnych o†zupe³nie rÛø-

nych wymaganiach i†sposobie pra-

Podstawowe parametry i właściwości li−

nii opóźniającej

− czas opóźnienia (przy częstotliwości próbko−

wania 25kHz): 0,2/0,8s,

− pasmo przenoszenia (dla częstotliwości prób−

kowania 25kHz): 8kHz,

− odstęp S/N (dla układu HT8955A): 55dB,

− maksymalny poziom zniekształceń nielinio−

wych: 0,8%,

− rozdzielczość przetworników A/C i C/A: 10 bi−

tów,

− moc wzmacniacza wyjściowego: 250mW,

− zalecane napięcie zasilania: 6..7V.

Opis uk³adu

Na rys. 2 przedstawiony zosta³

schemat blokowy linii opÛüniaj¹-

cej, wykonanej w†oparciu o†uk³ad

HT8955A. W†stosunku do przed-

stawionego schematu, urz¹dzenie

zosta³o rozbudowane o†wyjúciowy

wzmacniacz mocy, prosty stabili-

zator napiÍcia zasilaj¹cego i†uk³ad

polaryzacji oraz zasilania mikro-

fonu pojemnoúciowego. Schemat

elektryczny linii opÛüniaj¹cej

przedstawiono na rys. 3 .

Uk³ad US1 stanowi ìcentrumî

zarz¹dzaj¹ce prac¹ ca³ego urz¹dze-

nia. Poprzez linie adresowe A0..8,

sygna³y pomocnicze !CASB, !RASB

i†sygna³ steruj¹cy kierunkiem prze-

sy³ania danych !WR, uk³ad US1

steruje pamiÍci¹, ktÛra pracuje

jako bardzo d³ugi (aø 262144 ko-

mÛrki) rejestr przesuwaj¹cy. Ele-

menty R5 i C3 filtruj¹ napiÍcie

Rys. 1. Schemat blokowy układu HT8955A.

Elektronika Praktyczna 3/98

P R O J E K T Y

Echo cyfrowe z pamięcią DRAM

Rys. 2. Schemat blokowy echa cyfrowego.

uk³adu HT8955A, wymia-

na informacji pomiÍdzy

tym uk³adem i†pamiÍci¹

US2 odbywa siÍ przy po-

mocy tego samego zesta-

wu sygna³Ûw steruj¹cych.

Jest to moøliwe, ponie-

waø pamiÍci dynamiczne

s¹ adresowane poprzez

szynÍ multipleksowan¹

(adres wybranej komÛrki

pamiÍci jest przesy³any do pamiÍ-

ci w†dwÛch ratach).

Jak widaÊ na rys. 1, we wnÍt-

rzu uk³adu HT8955A znajduj¹ siÍ

dwa generatory zegarowe. Pierw-

szy z†nich (generator wzorcowy)

wyznacza czÍstotliwoúÊ prÛbko-

wania sygna³u wejúciowego. CzÍs-

totliwoúÊ jego pracy ustala siÍ

przy pomocy rezystora R2 do³¹-

czonego do wyprowadzeÒ OSC1

i† OSC2 US1. Zastosowany w†mo-

delu rezystor 5,6k

miniaturowy mikrofon pojemnoú-

ciowy, ktÛry na schemacie z†rys.

3†oznaczono jako MIC. Mikrofon

ten jest zasilany poprzez prosty

filtr rezystancyjno-pojemnoúciowy

R8, R9, C7. Kondensator C9 se-

paruje sk³adow¹ sta³¹ sygna³u

z†mikrofonu od wejúcia przed-

wzmacniacza, ktÛry wchodzi

w†sk³ad struktury US1. Rezystory

R3, R10 ustalaj¹ wzmocnienie sta-

³opr¹dowe wzmacniacza wejúcio-

wego. Ograniczenie gÛrnej czÍstot-

liwoúci wejúciowej uzyskano dziÍ-

ki po³¹czeniu rÛwnolegle z†rezys-

torem R3 kondensatora C1. Rezys-

tor R4 ustala punkt pracy przed-

wzmacniacza, a†kondensator C2 fil-

truje napiÍcie masy pozornej.

Aby uzyskaÊ efekt echa niezbÍd-

ne jest zsumowanie sygna³u opÛü-

nionego z†sygna³em bezpoúrednim.

NiezbÍdne jest wiÍc zastosowanie

pÍtli sprzÍøenia, ktÛra przekazuje

czÍúÊ sygna³u z†wyjúcia linii opÛü-

niaj¹cej OUT do wejúcia przed-

wzmacniacza. Zadanie to spe³niaj¹

elementy R11, P3 i†C10. Przy po-

mocy potencjometru P3 moøna re-

gulowaÊ amplitudÍ sygna³u wraca-

j¹cego, co pozwala ustaliÊ g³oúnoúÊ

echa oraz jego krotnoúÊ.

Sygna³ z†wyjúcia OUT US1 jest

podawany takøe na wejúcie

wzmacniacza mocy US3. Konden-

sator C11 separuje wyjúcie linii

od bezpoúredniego obci¹øenia po-

tencjometrem P1. S³uøy on do

regulacji g³oúnoúci odtwarzanego

przez wzmacniacz sygna³u. Ele-

zasilaj¹ce pamiÍÊ US2, dziÍki cze-

mu jest minimalizowany poziom

zak³ÛceÒ generowanych do zasila-

nia przez ten uk³ad. Zak³Ûcenia

powstaj¹ podczas kaødej zmiany

zawartoúci pamiÍci - jest to bo-

wiem uk³ad wykonany w†nieco

przestarza³ej technologii NMOS.

Uk³ad HT8955A zaprojektowa-

no tak, øe jest moøliwe zastoso-

wanie jako linii opÛüniaj¹cej

dwÛch typÛw pamiÍci DRAM:

o†pojemnoúci 64kb (4164) i†256kb

(41256). W†zaleønoúci od pojem-

noúci zastosowanej pamiÍci moø-

na uzyskaÊ opÛünienie 0,2 lub 0,8

sekundy. Poprawna wspÛ³praca

z†wybranym przez uøytkownika

typem pamiÍci wymaga podania

odpowiedniego poziomu logiczne-

go na wejúcie SEL US1. Jeøeli

wejúcie to nie jest pod³¹czone lub

jest pod³¹czone do ìplusaî zasi-

lania (logiczna ì1î), adresowana

jest pamiÍci do 64kb. Jeøeli we-

júcie SEL jest po³¹czone z†mas¹

zasilania (logiczne ì0î), jest ad-

resowana pamiÍÊ 256kb. Niezaleø-

nie od wybranego trybu pracy

ustala czÍs-

totliwoúÊ prÛbkowania na wartoúÊ

optymaln¹ ze wzglÍdÛw konstruk-

cyjnych, ktÛra wynosi ok. 25kHz.

Drugi generator (nazwany na

rys. 1†generatorem opÛünienia)

wyznacza wartoúÊ opÛünienia

wnoszonego przez liniÍ z†pamiÍ-

ci¹ US2. CzÍstotliwoúÊ taktowania

tego generatora wyznaczaj¹ ele-

menty R1, P2. Potencjometr P2

moøna wykorzystaÊ do p³ynnej

regulacji czasu opÛünienia. Z†tego

wzglÍdu zalecane jest wyprowa-

dzenie jego osi na p³ytÍ czo³ow¹

obudowy kamery pog³osowej.

Na wejúciu uk³adu zastosowano

Rys. 3. Schemat elektryczny układu.

Elektronika Praktyczna 3/98

Echo cyfrowe z pamięcią DRAM

mieszczenie ele-

mentÛw przed-

stawiono na rys.

4 . P³ytka przed-

stawiona w†arty-

kule rÛøni siÍ

nieco od p³ytki

modelowej, co

wynika z†faktu,

øe pierwotnie au-

tor zamierza³ wy-

konaÊ kamerÍ

pog³osow¹ o†cza-

sie pog³osu ok.

4†sekund. Wyma-

ga³o to zastoso-

wania pamiÍci

o†pojemnoúci

4Mb i†odpowied-

nio zmodyfikowanego uk³adu ad-

resowania. Okaza³o siÍ jednak, øe

stosowanie tak d³ugich czasÛw

pog³osu nie ma sensu, a†uk³ad

adresowania (podzia³ liniowo ad-

resowanej pamiÍci na niezaleøne

banki) wymaga znacznego rozbu-

dowania.

Montaø urz¹dzenia jest bardzo

prosty i†nie wymaga specjalnych

uwag. Pod wszystkie uk³ady sca-

lone warto jest zastosowaÊ pod-

stawki, co znacznie u³atwi ewen-

tualne naprawy. Elementy regula-

cyjne (P1, P2 i†ewentualnie P3)

naleøy zamontowaÊ na p³ycie czo-

³owej obudowy.

Uk³ad HT8955A jest dostÍpny

w†dwÛch wersjach obudÛw: stan-

dardowej DIP24 i†jej ìw¹skimî od-

powiedniku, takøe z†24 wyprowa-

dzeniami. W†kitach dostarczane bÍ-

d¹ zazwyczaj uk³ady w†wÍøszych

obudowach. Naleøy je montowaÊ

w†sposÛb przedstawiony na rys. 4.

W†zaleønoúci od typu zastoso-

wanej pamiÍci US2, naleøy usta-

wiÊ odpowiedni poziom logiczny

na wejúciu SEL US1. Standardo-

wo, na p³ytce drukowanej wejúcie

to jest zwarte z†mas¹ zasilania -

uk³ad US1 jest wiÍc skonfiguro-

wany do pracy z†pamiÍci¹ 41256.

Na rys. 5 przedstawiono miejsce

przeciÍcia úcieøki na p³ytce dru-

kowanej, co spowoduje prze³¹cze-

nie US1 w†tryb adresowania pa-

miÍci 4164.

Uruchomienie uk³adu ograni-

cza siÍ w†zasadzie do sprawdze-

nia napiÍÊ zasilaj¹cych i†wyregu-

lowaniu go w†taki sposÛb, aby

uzyskaÊ poø¹dany efekt akustycz-

ny. Zamiast mikrofonu moøna

do³¹czyÊ do wejúcia linii opÛünia-

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1: 150k

Ω

R3: 100k

R4: 560k

Ω

R6: 150

Ω

R8: 4,7k

Ω

R10: 47k

Ω

R11: 680k

P1: 22k

P2: 470k

Rys. 4. Rozmieszczenie elementów na płytce

drukowanej.

miniaturowy

potencjometr montażowy

Kondensatory

C1: 3nF

C2, C5, C6: 100

menty R7, C4 kompensuj¹ induk-

cyjny charakter obci¹øenia wzmac-

niacza powoduj¹c, øe stopieÒ wyj-

úciowy jest obci¹øany bardziej

rÛwnomiernie, niezaleønie od

czÍstotliwoúci wzmacnianego syg-

na³u. Kondensator C5 separuje

sk³adow¹ sta³¹ z†wyjúcia wzmac-

niacza US3 od g³oúnika Gl1.

Uk³ady US1 i†US2 powinny

byÊ zasilane napiÍciem stabilizo-

wanym o†wartoúci 5V. Poniewaø

pr¹d pobierany przez te uk³ady

nie jest zbyt duøy, moøliwe by³o

zastosowanie prostego stabilizato-

ra parametrycznego. Zadanie to

spe³nia dioda Zenera D1 z rezys-

torem R6. Poniewaø stabilizator

z†rezystorem R6=150

F/10V

C3, C10: 10nF

C4, C9, C11, C12: 100nF

C7: 22

F/10V

Półprzewodniki

US1: HT8955A (DIP24)

US2: 41256 (lub 4164)

US3: LM386

D1: dioda Zenera 5,1V/0,25W

Różne

Gl: miniaturowy głośnik 8..40

Ω

MIC: mikrofon pojemnościowy

Wl1: włącznik zasilania (12V/

100mA)

nie pracuje

w†zbyt szerokim zakresie napiÍÊ

wejúciowych, zalecane jest utrzy-

mywanie napiÍcia wejúciowego

w†przedziale 6..7V. Kondensatory

C6 i†C8 filtruj¹ napiÍcie zasilaj¹-

ce, zwieraj¹c obwÛd zasilaj¹cy dla

sk³adowych zmiennych.

j¹cej sygna³ z†dowolnego innego

ürÛd³a, przy czym moøe okazaÊ

siÍ konieczne dopasowanie jego

amplitudy. Najprostszym wyjúciem

jest zastosowanie zamiast mikro-

fonu MIC potencjometru o†rezys-

tancji ok. 47k

Montaø i†uruchomienie

Widok p³ytki drukowanej ka-

mery pog³osowej znajduje siÍ na

wk³adce wewn¹trz numeru. Roz-

Konstrukcja przedstawiona

w†artykule powsta³a w†oparciu

o†materia³y firmy Holtek.

Rys. 5. Umiejscowienie zworki

wyboru typu pamięci DRAM.

Rys. 6. Sposób dołączenia

potencjometru regulacji poziomu

wejściowego.

Elektronika Praktyczna 3/98

R2: 5,6k

R5: 4,7

R7: 2,2

R9: 470

P3: 470k

C8: 47

( rys. 6 ). Naleøy

takøe koniecznie usun¹Ê z†p³ytki

drukowanej rezystor R8.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: