Controllo Digitale di Guadagno di un Preamplificatore per applicazioni Audio gestito da...
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Controllo Digitale di GuadagnoControllo Digitale di Guadagnodi un Preamplificatore per applicazioni Audiodi un Preamplificatore per applicazioni Audio
gestito da Microcontrolloregestito da Microcontrollore
Elaborato di Laurea di Paolo GolziRelatore: ProfessoressaCarla VacchiCorrelatore: Ingegnere Daniele Scarpa
Università degli Studi di PAVIAFacoltà di Ingegneria Elettronica Telecomunicazioni
Intestazione
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Introduzione: Funzionalità del PreamplificatoreIntroduzione: Funzionalità del Preamplificatore
CD
Tuner
Phono
Preamp.
Amp. Finale
Guadagno(in tensione [dB])
Fixed gain
Interfaccia RCA(trasferimento in tensione)
Var. gain
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Dispositivo Adottato: PGA2310 BurrBrownDispositivo Adottato: PGA2310 BurrBrown
Diagramma Semplificato: Sezione Analogica + Logica di Controllo Digitale
InterfacciaSeriale a 8+8
bit
Guadagno Gv:-95.5
+31.5dBpassi 0.5dB
• Prestazioni Elettriche (rumore, banda, THD)• Ampio Range di Regolazione (8bit 256 intervalli)• Possibilità Daisy Chain (Realizzazione Multicanale)
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Implementazione Interfaccia Digitale (2byte seriale)Implementazione Interfaccia Digitale (2byte seriale)
Due PossibiliSoluzioni
Due PossibiliSoluzioni
Hardware DedicatoLogica cablata
• Funzionalità complessa da realizzare (registri, contatori e porte logiche)• Bassa Flessibilità di utilizzo • Hardware certo Strumenti di Simulazione
Software DedicatoLogica non cablata
• Utilizzo CPU: Microcontrollore PIC (hardware esterno semplice)• Flessibilità di utilizzo• Introduzione nuove funzionalità• Sviluppo Progetto ricorsivo (HW SW)
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Sintesi del Progetto : Schema Hardware (Core)Sintesi del Progetto : Schema Hardware (Core)
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Sintesi del Progetto : Schema Hardware (Supply)Sintesi del Progetto : Schema Hardware (Supply)
Realizzare una stabilizzazione molto spinta per l’alimentazione della sezione Analogica
Prodotto Commercializzato da Technics con il nome di Virtual
Battery Operation
Lungo tempo di Warm-Up (10 sec.)
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Sintesi del Progetto : Parte SoftwareSintesi del Progetto : Parte Software
Core Software(Alto Livello)
Core Software(Alto Livello)
Gestione Interfaccia
Seriale(SPI
Assembler)
Gestione Interfaccia
Seriale(SPI
Assembler)
Seriale 16bit 1MHz(Crystal, YamahaDSP)
PGA2310
Utente
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Interfaccia Seriale ad 1MHz 16bit (Crystal, YamahaDSP) [1]Interfaccia Seriale ad 1MHz 16bit (Crystal, YamahaDSP) [1]
Compatibilità con le sezioni di controllo di questi dispositivi per implementare un ingresso digitale come sviluppo futuro.
PIC RISC• Istruction Set ridotto (40 opcode) • Controllo sui tempi execute (1 CLK time)
Permette la realizzazione di temporizzazioni precise se controllate
in software a livello macchina.
Master Clock CLK (XTAL) = 20MHz (50ns)
Clock di comunicazione SCLK = 1MHz (1μs)
Controllare l’esecuzione (19 cicli CLK)
in modo da avere un bit trasmesso sull’interfaccia ogni 20 Master CLK.
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Interfaccia Seriale ad 1MHz 16bit (Crystal, YamahaDSP) [2]Interfaccia Seriale ad 1MHz 16bit (Crystal, YamahaDSP) [2]
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Funzioni Aggiuntive Funzioni Aggiuntive Ergonomia [1] Ergonomia [1]
1.Gestione di un Display 1.Gestione di un Display LCDLCD
(utilizzo di 4bit paralleli + 3 linee)Controller Hitachi HD44780• trasmissione half-byte parallela (4bit)• abilitazione (1 linea)• Register Select (istruzioni/mappa ASCII) (1 linea)• Retroilluminazione (1 linea)
2.Decodifica IR RC52.Decodifica IR RC5(utilizzo di 1linea per il fotorilevatore)
Standard Philips• codice Manchester Modulato a 36kHz• trasmissione di 14bit (5 adr, 6 cmd, 1 tog, 2start, rc5ok)
MSB MSB LSBLSB
Memorizzazione e Riconoscimento codice: utilizzo
di un solo byte (command)
Costant Bit-Time 1.778m
s
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Funzioni Aggiuntive Funzioni Aggiuntive Ergonomia [2] Ergonomia [2]
3.Implementazione Stand-3.Implementazione Stand-BYBY
(utilizzo di 1 linea)SLEEP Function• Gestione Interrupt Event (linea RB0)
4.Gestione Rampa Volume4.Gestione Rampa Volume(software)
Evitare Transizioni Brusche• durante il cambio di ingresso
Rampa Negativa(fino a guadagno = 0)
Commutazione Ingresso
Rampa Positiva(ripristino)
Problema: Riuscire a decodificare RC5
Clock scalato a 312.5kHz (1:64 T=3.2µs)
Sleep (linee ad alta impedenza)
Tolgo Alimentazione Sez.Analogica
Valuta INT0 (Power key)
Valuta RC5 (Power code)
Power?
Wake-UP
N
Y
Stand-BY
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Flow Chart : Software Realizzato (versione 1.2b)Flow Chart : Software Realizzato (versione 1.2b)
Acquire RC5 CodesDemo Loop
1st Time?Load Defaults andStore in EEPROM
N
Y
Start RUN
Demo ?
Setup ?Channel Names
Store EEPROM Values
Y
Y
N
N
Refresh LCD
Evalutate KEYS
Evalutate RC5
Command ?
N
YPower ?
N
YSPI, Gain Set to PGA2310
Input Set (Relay act.)Ramp
Stand-BY Loop
Exit
Exit
USE EEPROM Settings
Store EEPROM Values
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Realizzazione Layout Prototipo: RoutingRealizzazione Layout Prototipo: Routing
1.Interferenza EM sulle 1.Interferenza EM sulle lineelinee(sng. Digitali TTL e HF, sng. Analogici BF)
2.Diafonie/Interferenza 2.Diafonie/Interferenza CanaliCanali(configurazione masse a stella)
3.Implementazione ICSP3.Implementazione ICSP(In Circuit Serial Programming)
Schermo EM(I/C) RFI (box in rame)
Separazione Sezione Analogica da Digitale
Filtraggio sulla Sezione Analogica
Configurazione Masse a stella
Distanza e Geometria percorsi
Previsione connettori per ICSP
Uso di Jumper per isolare Capacità Alimentazione
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Realizzazione Layout Prototipo: PCB finaleRealizzazione Layout Prototipo: PCB finale
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Considerazioni Conclusive : Conoscenze raggiunte Considerazioni Conclusive : Conoscenze raggiunte
In Particolare questo progetto mi ha permesso di:In Particolare questo progetto mi ha permesso di:
• Utilizzare/Soddisfare standard Elettrici e di ComunicazioneUtilizzare/Soddisfare standard Elettrici e di Comunicazione
• Implementare sistemi completi basati sui MicrocontrolloriImplementare sistemi completi basati sui Microcontrollori
• Approfondire l’utilizzo di strumenti CAD per LayoutApprofondire l’utilizzo di strumenti CAD per Layout
• Valutare problemi legati ad Interferenza EM (segnali)Valutare problemi legati ad Interferenza EM (segnali)
• Sviluppare un progetto nella sua completezza :Sviluppare un progetto nella sua completezza :Progettazione Progettazione Realizzazione Realizzazione Collaudo Collaudo Revisione Revisione
Grazie per la Vostra Attenzione …Grazie per la Vostra Attenzione …