Хочу поделиться идеей воспроизведения звука на процессоре почти без аналогового тракта. Может уже где-то было. Класс D. Полный мост. У NXP CM0/CM3 и на других линейках есть таймеры с 4-мя MATCH регистрами. На две ножки процессора можно вывести два MATCH-сигнала в режиме PWM, работающих в противофазе от некоторого центра периода. Ещё один MATCH-регистр задаёт период PWM. И ещё один задаёт задержку входа в прерывание таймера для оптимальной позиции перезагрузки двух MATCH-регистров - перед самым обнулением счётчика таймера. Прерывание, конечно же, пишется на ассемблере. Работающих в противофазе это, например, когда при выводе сэмпла, равного 0 будет PWM1=X, PWM2=X, где X примерно половина периода. То есть переключение выходов будет одновременно и в середине и в конце периода. При выводе сэмпла, равного 1 будет PWM1=X+1, PWM2=X. При выводе сэмпла, равного -1 будет PWM1=X-1, PWM2=X. При выводе сэмпла, равного 2 будет PWM1=X+1, PWM2=X-1. При выводе сэмпла, равного -2 будет PWM1=X-1, PWM2=X+1.

Принципиальная схема:
к ножкам MATCH подключаётся (ключевой) драйвер на нужное напряжение, а между парой выходов драйвера - один или два LC-фильтра последовательно, и далее громкоговоритель. Громкость регулируется программно.

Сообщение отредактировал GetSmart - Dec 4 2016, 12:08

Идея, как идея. Класс D сами-же написали. Ничего необычного. Тут имеет стоимость конкретная реализация. Если сделаете реализацию моноканала ватт на 25-50 в речевом диапазоне, то можем поговорить о стоимости . Хотя, пожалуй сначала устроит и "линейный выход" нагруженный на трансформатор.

Ужас. А что, разве у NXP CM0/CM3 нет буфера на регистры сравнения и обновления рабочих регистров из буфера по событию переполнения?

в чём преимущество по отношению к ШИМ-2, которая на одном выходе?
ноль - открыта одна диагональ моста
единица - другая диагональ
скважность =2 - диагонали работают попеременно, нет звука

Это же лазер полный мост. При одинаковом питании и сопротивлении нагрузки - выходная мощь выше в 4 раза. Относительно класса D на одном PWM-выходе. Но из-за полного моста динамик нежелательно (из-за ЭМИ) далеко располагать от выходных ключей. И эта схема не для т.н. линейного выхода, а для управления относительно мощной нагрузкой с предельно высоким КПД. Стоимость схемотехники как раз минимальна.

Сообщение отредактировал GetSmart - Dec 4 2016, 13:34

Я же написал "сначала устроит" - так сказать для отработки идеи. А про уровень мощности, которая интересует, тоже уже писал. Но для мощи надо уже уже реализовывать и защиты, ибо голые ключи для реальной жизни негодны. Простота резко уменьшится

Искажений будет целый вагон. Посмотрите область применения класса Д - это сабвуферы, т.е частоты на порядки ниже частоты ШИМ.
А в усилителях в интегральном исполнении применяются различные методы для снижения КНИ, как например ООС.
А так достаточно одного канала ШИМ, второй получается в противофазе обычным драйвером MOSFET, т.е берется двухканальный драйвер, один канал у которого прямой, другой инверсный (вы ведь не предполагаете качать MOSFET напрямую ножкой контроллера?)

Да ну? . Значит, например, у меня в машине один сплошной сабвуфер на 605W JBL впихнул , а про 7.1 и 14 динамиков наврал

zltigo, +1. У известной IRS2092 тактовая частота 800кГц, она весь звуководй диапазон с лёгкостью переплюнет

Ну ок. Только у него способ формирования ШИМ несколько иной - аналоговый, и охвачен глубокой ООС. Да и я бы не ставил его в ряд с усилителями Hi-Fi класса, ну да на 1кГц уровень искажений довольно низкий 0,01%, но вот что там на 20кГц производитель скромно умалчивает

Да и по реализации...никаких ассемблерных вставок не должно быть. Это сразу на порядок (если не на 2) увеличит КНИ и С/Ш. Делается это через DMA и регистры автоматической перезагрузки, тогда все времена будут жесткими, т.к перезагрузка будет происходить сразу после переполнения таймера.

Какие-то прерывания все равно будут. Ассемблер только не сильно поможет.
Я бы уже думал над фазовым ругилированием многканальных PWM. Чтобы делать направленный звук.
Скажем 8-мь динамиков и отслеживать слушателя по сигналу Bluetooth с его смартфона.

Не знаю какой NXP имеется в виду автором, но у LPC17xx вполне себе есть DMA, принимающий события от таймеров. Вероятно просто ТС "не умеет его готовить"...
В таких задачах - это самое то - заранее просчитать последовательность необходимых значений, сложить в буфер DMA и спокойно заниматься другими полезными делами, вместо того чтобы дёргаться в прерываниях.


Их будет на порядки меньше.
Всё что можно делать пакетно, надо делать пакетно. А дёргаться в прерываниях только чтобы загружать данные в регистры периферии - это подход сродни реализации интерфейсов методом ногодрыга.
Это лучший способ угробить производительность ARM-ов до уровня какого-нить AVR.

как раз сегодня прочитал это.

Давайте посчитаем...
"один или два LC-фильтра последовательно" дадут наклон АЧХ либо -40 либо -80 дб/дек. Это значит, что для того чтобы подавить частоту квантования в 1000 раз нам нужно иметь 60 дб. Это значит что "по горизонтали" нам надо иметь пару декад. Да, еще неплохо учесть "горбик", который даст LC-фильтр... Чтобы на него не попасть.. И чем лучше добротность, тем этот горбик больше... Так вот, сколько там процессор сможет дать период у ШИМ? Если тактовая счетчика 50 Мгц (я точно не знаю, пусть хоть так), то при 1 % ошибки это будет 127 или 7 разрядов... А реально наверное, что регистры имеют 8 разрядов... Следовательно период ШИМ - не лучше чем 5 Мгц, а на самом деле и наверняка не будет выше 1 Мгц. Тогда от этого отступаем влево 2 декады - получим 10 Кгц, это то, что пройдет через фильтр без подавления.... Правда можно наверное программно делать подъем высоких частот...

У меня пока предохранитель по питанию стоит. Не знаю, надо ли усложнять. Динамик рядом. От КЗ защитит предохранитель, а от обрыва ничего не надо. Защищать не ключи надо, а динамик, - от постоянки. Это если лоукостить даже на ёмкости последовательно с динамиком )))

Упд.
Хотя, для защиты от обрыва тоже паралельно ёмкости в LC-фильтре нужно что-то ставить. Резисторы, супрессор или что-то ещё.
Для мощных схем актуально иметь какой-то детектор обрыва.

Сообщение отредактировал GetSmart - Dec 10 2016, 22:28