Уголок радиолюбителя
В данной статье приводим двунаправленный преобразователь аудиосигнала, который открывает путь к независимым тестам цифровой обработки сигналов (DSP) с использованием дешевых и популярных микроконтроллеров, не всегда оснащенных внутренними преобразователями соответствующего качества.
Идея заключается в том, чтобы разработать двунаправленный аудиопреобразователь, который можно подключить к любому микроконтроллеру с помощью одного из популярных интерфейсов. После анализа возможностей и цен на компоненты выбор пал на преобразователи Microchip I2C. Параметры выбранных систем позволяют использовать их не только для аудиоприложений, но и для различных типов измерений и систем управления.
Электрическая схема модуля показана на рис. 1. Интегрированные преобразователи оснащены интерфейсами связи I2C (интерфейс преобразователя C/A может быть синхронизирован до 3,4 МГц!). Обе системы могут питаться напряжением от 2,7 до 5,5 В.
На входе преобразователя A/C (U1) применен одноступенчатый фильтр нижних частот, резистор (R2), ограничивающий выходной ток, подключен последовательно к выходу преобразователя C/A (U2).
Рис. 1. Электрическая схема модуля
Используемые микросхемы имеют разрешение:
- 10 бит в тракте A/C с частотой дискретизации примерно до 23 кГц,
- 12 бит в тракте C/A с максимальной частотой дискретизации примерно до 160 кГц.
На рис. 2 показана блок-схема A/C — преобразователя MCP3021 (как вы можете видеть, он оснащен системой памяти выборки на входе, что повышает точность обработки), а на рис. 3 показана блок-схема, иллюстрирующая конструкцию C/A — преобразователя MCP4725.
Рис. 2. Блок-схема преобразователя АЦП MCP3021
Рис. 3. Блок-схема, иллюстрирующая конструкцию ЦАП MCP4725
Он оснащен 14-разрядной памятью EEPROM (содержимое которой может быть изменено через интерфейс I2C). Память может использоваться в случае необходимости автоматического восстановления ожидаемого значения выходного напряжения после автоматической инициализации (после включения питания).
На рис. 4, 5 и 6 соответственно показана печатная плата и монтажная схема преобразователя в сборе.
Рис. 4. Схема установки со стороны элементов
Рис. 5. Вид дорожек со стороны элементов
Рис. 6. Вид дорожек со стороны пайки
Подробная информация о том, как обращаться с ними доступна в datasheet на MCP4725 и MCP3021.
Список компонентов
| Резисторы | |
| R1: | 1 кОм 0805 |
| R2: | 22 Ом 0805 |
| R3, R4: | 10 кОм 0805 |
| Конденсаторы | |
| С1: | 1,2 нФ 0805 |
| C2: | 10 мкФ / 10 В SMDA |
| С3, С4: | 100 нФ 0805 |
| Полупроводники | |
| U1: | MCP3021 SOT23-5 |
| U2: | MCP4725 SOT23-6 |
| Прочее | |
| Gn1, Gn2: | моно розетки |
| JP1: | разъем 1 × 4 |
