Audio LPC2368 Conversor D/A

[lrfad2]

Boa tarde pessoal,

Estou trabalhando num projeto, no qual utilizo o canal D/A de um LPC2368, para a voz humana.

A parte de armazenamento e "sampling" está OK.

Estou tendo problemas com ruído ao colocar um amplificador na saída. Já fiz testes com o LM384, TDA2007 e TDA2822.

Olhando a saída do canal DA com um osciloscópio, aparentemente o sinal está OK, mas na saída do amplificador, ele fica com vários pulsos de ruído.

Alguem que tenha um pouco mais de experiência nessa parte de audio poderia me passar algumas dicas de hardware, ou teria algum outro modelo de amplificador já testado, construção de filtros, ou até mesmo alguma outra ideia?

Considerações:
Fiz testes de amostragem e funcionou bem até 22Khz.
Estou utilizando os 10 bits disponíveis no canal DA

O meu sinal de saída pode ser de 2Wrms e carga de 4 Ohms

obs: Se colocarmos uma música, fica bom (ou pelo menos não dá para perceber o ruído)

Abraços e muito obrigado

[Viktor]

Isto pode ser útil : http://www.st.com/mcu/forums-cat-7517-23.html

Qto ao ruído já resolvi coisa parecida colocando um capacitor na alimentação (>1uF) do amplificador de saída.

[Djalma Toledo Rodrigues]

Para voz é melhor usar filtro com resposta entre 250 Hz e 2 500 Hz .
Isso voce consegue com um filtro passa alta de 250 HZ ( C / R) e um passa baixo de 2 500 Hz (R / C ) .

Essa faixa de frequência torna a voz mais intelegível.

[helton]

Usa um LM386 para uma pré amplificação ( o ganho dele já é legazinho, para uma caixa de som de PC), depois passa por um TDA2007 e TDA2822...obviamente os filtros RC sempre ajudam...

http://www.josepino.com/circuits/index. ... _lm386.jpc

[tcpipchip]

Ola,

Este eh o circuito que tirei do projeto do telefone ip que fabricamos.

É a parte de amplificacao do monofone. Nenhum cliente reclamou da qualidade de audio...é ligado num D/A do proprio processador...

Espero que seja util...



PIHCPIPCT
<-----------

[lrfad2]

Gente muito obrigado pela ajuda de vocês.
Vou implementá-las e coloco o resultado aqui.

tcpipchip: Qual o valor do AmpOp que vc utiliza? (na figura não ficou claro)

Muito obrigado mesmo a todos.
Abraços

[Djalma Toledo Rodrigues]

...Nenhum cliente reclamou da qualidade de udio...

Claro que não reclamaram .
Se não reclamam dos aparelhos de som (péssimos) e nem dos CDs vão reclamar do som do telefone ?

Uma vez estava vendo na banca de camelô (na verdade era banca de loja)
na Rua Uruguaiana diversos rádios de automóvel e havia inclusive baterias para ligar os rádios.
Chegaram dois sugeitos de terno, de boa aparência e escolheram um rádio
cujo paínel parecia até uma arvore de natal de tantos enfeites e lâmpadas**
Quando o camelo ligou esse tal radio o som era simplesmente inintelegível,
uma mistura de Pato Donald com cana rachada.
Compraram e se foram todo satisfeito.

(**) Diziam os puristas da Alta Fidelidade, década de 1960 no final da época
das válvulas, que o equipamento de som não deveria ter nem a lâmpada piloto, para não tirar a atenção do som ou da música.

[MarcusPonce]

Sua descrição do problema está um tanto vaga, então eu não colocaria a culpa no amplificador por enquanto.

Sugiro que para testar você use como amplificador uma daquelas caixas amplificadas de PC que têm fonte e que você já conheça a qualidade, pois algumas são bem piores que outras.

Aí você injeta nela o mesmo sinal que sai do D/A e passou por seus filtros e veja se a música continua OK e a voz ruim ou se ficou tudo ok. Depois escreva contando.

[tcpipchip]

LM386

Quanto a qualidade de CD, prefiro ainda meu prato da Technics (1985, ainda com a agulha de diamante SURE)

TCPIPCHIP

[lrfad2]

Valeu TCP....


Então Marcus, eu fiz meus primeiros testes utilizando o LM384... muito ruído. Abri a minha caixinha de som e tinha um TDA2822M. O som melhorou muito mais ainda ficou com um apitinho bem incômodo no fundo. Coloquei 2 passa-baixa (resistor 10 Ohms em série + 2.2uF pro terra - entre meu circuito e o AmpOp). Esse ruido sumiu, mas agora encontro outro problema. A qualidade está boa, mas quando eu aumento o volume próximo do máximo o som satura. Essa intensidade sonora ainda não é suficiente.
Se a explicação não ficou clara, colque aqui no site o que vc gostaria de saber que eu respondo, ou posso fazer os testes que vc me aconselhar

Sem querer abusar, estou tentando fazer o controle de graves e agudos com o LM1036N, mas ele não dá muita diferença. Alguem tem alguma sugestão relacionado a isso tb?

valeu pessoal
Cotinuarei fazendo testes com as dicas da galera.

[Djalma Toledo Rodrigues]

Graves e agudos para voz ? Só se for para vós

Ou essa voz que você fala é para canto ? Para cantar música ?

A faixa de freq. que me referi acima é para a fala.

[MarcusPonce]

Irfad2, considerando o que você escreveu, vamos nos concentrar na falta de volume.

Não sei se você conhece um detalhe que pode gerar este sintoma de saturar quando aumentar o volume, antes de chegar no nível desejado ou esperado: tensão insuficiente para alimentar o amplificador.

Veja por exemplo o LM384, página 4 de http://www.national.com/ds/LM/LM384.pdf
Segundo seu post inicial são necessários 2 Wrms com falante de 4 ohms, então você precisa de 12Vcc no mínimo com este amplificador. Mas ainda assim você está sem folga: teria 10% de distorção (bem audível) se chegar em 2,5 W. Então deveria ser pelo menos 14Vcc de alimentação para que seja necessário chegar a 3,5 W para ocorrer 10% de distorção.
Mas um único LM384 não pode ser ligado em bridge, então seria melhor procurar outro para baixar a tensão necessária.

O TDA2822 (uma unidade pode ser ligada em bridge) precisa de 9Vcc com carga de 8 ohms para entregar no máximo de 0,8W mantendo distorção abaixo de 1%, sendo 0,2% até 0,7W. Em carga de 4 ohms a coisa piora.

Ambos tem rejeição de apenas cerca de 30dB do ruído na tensão de alimentação, então é bom você pensar em alimentação estabilizada, um 78xx serve.

TDA7056B (também pode ser bridge) pode lhe entregar até 5W em 8 ohms. Mas a distorção só é menor que 1% até 3W, subindo para 2% com 4W (8 ohms). Mas para isso precisa de alimentar com 14Vcc.
Como você quer 2W, então pode ser que 12Vcc já esteja suficiente.
Este tem a vantagem de controle de volume por um nível de tensão contínua em um pino específico, para não precisar usar potenciômetro nem trim-pot. Veja no datasheet como funciona. Também tem vários tipos de proteção. Por hora eu sugiro este. Um pouco mais resistente aos ruídos de alimentação, mas talvez um 78xx seja necessário para acabar com zumbido nos momentos de silêncio da voz.

Se não falar alto o suficiente então há outros...

O ajuste de graves e agudos é possível, mas no seu caso tem que ter bastante ganho ou atenuação para que nossa percepção subjetiva conclua que está ok, pois estamos escutando apenas fala, que tem uma faixa de freqüências curta em relação à música. Se fosse música, a percepção subjetiva provavelmente concluiria que está ok usando um circuito com ganho ou atenuação menor. Deve ser isso que aconteceu com seu circuito. Depois pensamos em uma solução.

[lrfad2]

Djalma,
Eu fiz filtros passa-baixa para as frequencias que vc mencionou. Melhorou bastante. No caso é só para a fala mesmo, não coral..rs

Marcus,
No momento, estou fazendo testes novamente com o TDA 2007. Percebi que é possível alimentá-lo com 24Vcc. Realmente era isso, agora o som não está mais saturado.

Gente de maneira geral, conseguimos evoluir. Agora verificarei os filtros para fazer o controle de graves e agudos.
Novamente muito obrigado a todos pela colaboração
abraços
Leandro

[lrfad2]

Bom gente...

Eu fiz uma série de testes com diversos tipos de amplificadores, e reguladores de médios e agudos.
A conclusão que cheguei é que eles estão funcionando correntamente, principalmente com relação aos ruído gerados e a potência de saída. Digo isso, pois ao ligar no "line out" do PC eles reproduzem o som com fidelidade.

Quando meço com osciloscópio, ou coloco o fone de ouvido na saída do LPC2368, o som tb sai muito bom, sem ruído. Ao inserir-lo na no LM1036N (regulador de graves e agudos), percebo que começa um ruído branco de fundo e alguns "estalos"

As perguntas que faço são:

- Qual é a impedência de saída do canal analógico do LPC2368? (não consegui localizar no datasheet)

- Se tiver que casar a impedância, qual seria a melhor maneira de fazê-lo?

- Alguem saberia me dizer como é o circuito de saída de som de um PC?

Obrigado a todos

[MarcusPonce]

Ótimo você ter realizado vários testes com sinais do "line out" e demonstrado que os amplificadores e controles de graves e agudos estão funcionando bem.

Sobre as suas perguntas:
- Também não achei a impedância de saída do DAC, só vi que é buferizada, então deve ser equivalente a alguns ohms ou poucas dezenas de ohms.

- Não é necessário casar a impedância de saída do DAC com a impedância de entrada do LM1036N, a qual deve ser 20 kohms no mínimo, segundo o datasheet.

- Saída de som do PC: não sei em detalhes, mas tudo indica que são amplificadores de audio normais.

Sobre o ruído que você ouve ao conectar o DAC no amplificador:

Acredito que você já deve ter deixado seus CIs com a alimentação bem desacoplada, que estão montados aqueles RCs em paralelo com o falante que os datasheets de alguns amplificadores citados aqui exigem, e que não há problemas com loops de terra ou correntes de circuitos digitais circulando em GNDs analógicos. Tudo isso pode aparecer como ruído e estalos.

Então é preciso verificar se este ruído é o do DAC mesmo. Sei que você não detectou no osciloscópio e não ouviu no fone, mas áudio (e eletrônica analógica) é um assunto complexo mesmo, pois tem nuances sutis...
Veja que os DACs do PC são de 16bits (é verdade que o ruído interno dos circuitos seguintes piora um pouco, mas deve deixar uns 14 bits ainda) e o DAC do LPC tem apenas 10 bits.

Esta é uma sugestão que tenho por hora: proponho que você faça algumas medidas simples de comparação, sempre anotando quantos Vpp tem o sinal na saída do amplificador ( ou seja, sobre o falante mesmo) sempre com mesmo volume em que o circuito será usado, e sempre com o controle de tom LM1036N sendo usado. Para cada situação anote o valor com agudos no máximo e depois anote com resposta plana.

1) Com aquele ponto onde você injeta o sinal do DAC desligado do DAC e conectado no GND, portanto garantindo exatamente zero de sinal na entrada.

2) Conecte o sinal do DAC no LM1036N como deve ser o circuito final, inclusive usando os filtros já sugeridos pelo Djalma. Entretanto, garanta que o firmware mantenha a saída do DAC fixa no meio da faixa, ou seja, coloque 511 decimal. Ou seja : DACR = (0x200 << 6).

3) Com o sinal do DAC no LM1036N como acima, faça o firmware ficar trocando a saída do DAC entre 511 e 512 decimal, mantendo 500us em cada nível. Portanto, gerando uma onda quadrada com fundamental em 1000Hz.

Interpretação:

(1) é o ruído da parte analógica: filtros + amplificador. Aparentemente está ok.

(2) é o ruído anterior e mais o ruído interno do conversor DAC quando está fixo no mesmo valor. Este último independe do número de bits, mas tende a aumentar quando o conversor DAC contém menos bits. Entre modelos diversos de mesmo número de bits também há diferenças. Acredito que este não deve ser o problema, mas só medindo e ouvindo para ter certeza.

(3) é o ruído anterior mais um sinal quadrado que é semelhante em amplitude ao ruído intrínseco do processo de conversão digital/analógico com o número de bits que você está usando. Por melhor que seja o conversor, mesmo que sem ruído nenhum interno, este ruído aqui continua. Mesmo sendo filtrado, você não consegue eliminá-lo. Para diminuir tem que usar mais bits no DAC. Se esta onda quadrada está com uma amplitude que lhe incomoda é possível que este seja o seu problema.

Boa sorte e por favor conte o que descobriu.