Post on 02-May-2015
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
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
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)
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)
Sintesi del Progetto : Schema Hardware (Core)Sintesi del Progetto : Schema Hardware (Core)
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.)
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
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.
Interfaccia Seriale ad 1MHz 16bit (Crystal, YamahaDSP) [2]Interfaccia Seriale ad 1MHz 16bit (Crystal, YamahaDSP) [2]
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
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
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
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
Realizzazione Layout Prototipo: PCB finaleRealizzazione Layout Prototipo: PCB finale
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 …