Звук ШИМ 16 бит, Возможно ли это сделать через таймер 1 Опции

[RomanRom]

Можно ли в принципе выдавить из ATmega звук качеством 16 бит через ШИМ с таймером 1? Имеется в виду с полосой 10-20 кГц.

[aaarrr]

20000 * 65536 = 1310720000

[АДИКМ]

20000 * 65536 = 1310720000

[rezident]

Немного не так. Частота синуса * дискретизация периода синуса * разрядность ШИМ. Если количество ступенек из которых будет формироваться синус допустим 32, то получается 20000*32*65536=41 943 040 000 Т.е. тактовая частота 16-и битного таймера, формирующего ШИМ, должна быть почти 42ГГц.
Update. Если вам не нужна перестройка по амплитуде, то вполне достаточно 16 ступеней синуса и 6-и разрядного ШИМ. Тогда тактовая 20000Гц*16*64=20 480 000Гц вполне приемлимая получается. Все равно ведь выходной сигнал фильтровать нужно.

Сообщение отредактировал rezident - May 28 2008, 15:49

[proba]

вопрос обсужден тут неоднократно и в основном вывод такои что сложность и цена выходного филтра будет сравнимыи с кодеком, а в размере pcb обьязательно будет проигрыш.

[oll]

Посмотрите http://www.k9spud.com/traxmod/
делал на меге48 подобное (сумировал два 8битных шима) звук неплохой даже с RC фильтром. Остановился просто на 8битном шиме оцифровка 16кГц - звук вполне нормальный.
Мега48 частота шима - 8000000/256=31250Гц

[aaarrr]

Немного не так. Частота синуса * дискретизация периода синуса * разрядность ШИМ. Если количество ступенек из которых будет формироваться синус допустим 32, то получается 20000*32*65536=41 943 040 000 Т.е. тактовая частота 16-и битного таймера, формирующего ШИМ, должна быть почти 42ГГц.

Это уже перебор. Зачем Вам для 20КГц звукового сигнала 32 отсчета на период? Кто их услышит?

[rezident]

Это уже перебор. Зачем Вам для 20КГц звукового сигнала 32 отсчета на период? Кто их услышит?

А вы три предлагаете? Минимум, нуль, максимум? А потом фильтр ≥4 порядка?

[aaarrr]

На 20КГц меандр от синуса на слух не отличить.

[rezident]

На 20КГц меандр от синуса на слух не отличить.

А на 1 кГц? Или вы предлагаете вдобавок еще и разрядность динамически менять?

[aaarrr]

А причем здесь 1КГц?

...получается 20000*32*65536=41 943 040 000

[rezident]

А причем здесь 1КГц?

А притом, что вопрос был про формирование звука, а не просто синуса определенной частоты.

[aaarrr]

А притом, что вопрос был про формирование звука, а не просто синуса определенной частоты.

Вот именно, звука с полосой 20000Гц. Для которого вы предложили частоту дискретизации 640000Гц.

[Stanislav]

Можно ли в принципе выдавить из ATmega звук качеством 16 бит через ШИМ с таймером 1? Имеется в виду с полосой 10-20 кГц.

На форуме уже обсуждалось ранее. Вот, например, почитайте:
Тема №1
Тема №2
Настоящего 16 бит звука аудио качества, конечно, не получится, но разрешение в 16 бит и малый уровень раздражающего шума получить можно.

вопрос обсужден тут неоднократно и в основном вывод такои что сложность и цена выходного филтра будет сравнимыи с кодеком, а в размере pcb обьязательно будет проигрыш.

А в какой теме это выяснилось, не можете сказать конкретно?

[proba]

А в какой теме это выяснилось, не можете сказать конкретно?

это мое мнение. кодек в tsop20 содержит за 2$ все необходимое: микрофонныи и оконечныи усилитель, ацп-цап,фильтры; напр. XE3005. кстати,тоже использовал суммирование с 2х шим ( встречал такое решение в аппноутах NEC еще в середине 90х.) но качество по сравнению кодеком далеко не то.

[Stanislav]

это мое мнение. кодек в tsop20 содержит за 2$ все необходимое: микрофонныи и оконечныи усилитель, ацп-цап,фильтры; напр. XE3005. кстати,тоже использовал суммирование с 2х шим ( встречал такое решение в аппноутах NEC еще в середине 90х.) но качество по сравнению кодеком далеко не то.

Согласен, для звука лучше использовать спец. микросхему.

[777777]

На 20КГц меандр от синуса на слух не отличить.

А на 1 кГц?

А на 1 кГц будет 20 отсчетов.

[RomanRom]

Вопросы к Станиславу (и другим)
1) В вашей схеме с двумя ШИМ и резистивным сумматором вы оценивали качество на слух или по приборам? Была ли ощутимо заметна на слух разница с дополнительным резистором и без него? Пробовали ли моделировать?
2) "Бубнение" голоса зависит от разрядности по амплитуде или от дискретизации во времени? Чем лучше избавляться?
3) Японцы вообще ставят 32 резистора и радуются http://www2p.biglobe.ne.jp/~t_ueno/DAC/discrete_dac/. Или они не правы? Аналогичную вещь можно собрать на 16-разрядной линейке 2R (16 возрастающих резисторов). Монотонность ЦАП при этом будет гарантирована, останется нелинейность, но так ли она слышна?

[GetSmart]

Аналогичную вещь можно собрать на 16-разрядной линейке 2R (16 возрастающих резисторов). Монотонность ЦАП при этом будет гарантирована,...

[oll]

Вопросы к Станиславу (и другим)
1) В вашей схеме с двумя ШИМ и резистивным сумматором вы оценивали качество на слух или по приборам? Была ли ощутимо заметна на слух разница с дополнительным резистором и без него?

На слух. Схема с двумя ШИМ для меломанов не годится. Может быть если использовать контроллер с быстрым ШИМ будет лучше. В моем случае было не важно 8 или 16бит - все гробилось на выходе плохоньким динамиком (устройство типа игрушки от 3В).

[Stanislav]

Вопросы к Станиславу (и другим)
1) В вашей схеме с двумя ШИМ и резистивным сумматором вы оценивали качество на слух или по приборам? Была ли ощутимо заметна на слух разница с дополнительным резистором и без него? Пробовали ли моделировать?

Только на слух. Задача получить малый уровень искажений не ставилась. Хотелось получить лишь малый уровень раздражающих призвуков при воспроизведении речи. Вообще-то, в порядке развлечения.

...2) "Бубнение" голоса зависит от разрядности по амплитуде или от дискретизации во времени? Чем лучше избавляться?

Непонятно, о каком "бубнении" идёт речь. Малая разрядность квантователя при отсутствии специальных мер проявляется на слух скорее как "треск" и "визг".
Для того, чтобы воспроизводить сигнал с малым уровнем нелинейных искажений, ЦАП должен иметь достаточную точность. При соблюдении этого условия можно обойтись и небольшим числом разрядов за счёт передискретизации и интерполяции, как это сделано в сигма-дельта ЦАПах. Но АВР для таких задач не годится.

...3) Японцы вообще ставят 32 резистора и радуются http://www2p.biglobe.ne.jp/~t_ueno/DAC/discrete_dac/. Или они не правы? Аналогичную вещь можно собрать на 16-разрядной линейке 2R (16 возрастающих резисторов). Монотонность ЦАП при этом будет гарантирована, останется нелинейность, но так ли она слышна?

Ничего при этом не будет гарантировано - ни линейность, ни монотонность. Более того, такая схема будет гораздо хуже предложенной.

[RomanRom]

Только на слух. Задача получить малый уровень искажений не ставилась. Хотелось получить лишь малый уровень раздражающих призвуков при воспроизведении речи. Вообще-то, в порядке развлечения.

Ничего при этом не будет гарантировано - ни линейность, ни монотонность. Более того, такая схема будет гораздо хуже предложенной.

1) Если проверялось на слух, то ставился ли эксперимент, чтобы убрать резистор от второго ШИМ и тут же услышать повышение шума или другие искажения? Шум появляется при преобразовании 16-бит в 8-бит, это реально проверено. У вас же шум мог убраться, если использовались старшие разряды 16-битного звука без округления (принцип порогового шумоподавителя с не очень естественным звучанием).

2) ЦАП с токовым выходом на возрастающей матрице 2R согласно Кестеру и Брайэнту изначально является монотонным и его в принципе можно сделать на резисторах, например, 100 Ом -6,5 МОм. Вопрос в другом - схема японцев на матрице R-2R рабочая или они не слышат искажений или используют очень точные резисторы? И второй вопрос - к чему относится фраза "такая схема будет хуже предложенной" (предложенной японцами, предложенная вами или схема ЦАП R-2R по сравнению с ЦАП 2R)?

[Stanislav]

1) Если проверялось на слух, то ставился ли эксперимент, чтобы убрать резистор от второго ШИМ и тут же услышать повышение шума или другие искажения? Шум появляется при преобразовании 16-бит в 8-бит, это реально проверено. У вас же шум мог убраться, если использовались старшие разряды 16-битного звука без округления (принцип порогового шумоподавителя с не очень естественным звучанием).

Это будет просто 8-битный ШИМ. Шумит, будьте уверены.

...2) ЦАП с токовым выходом на возрастающей матрице 2R согласно Кестеру и Брайэнту изначально является монотонным и его в принципе можно сделать на резисторах, например, 100 Ом -6,5 МОм.

Простите, но почему это монотонной? Здесь от точности резисторов всё зависит. При 1% будет немонотонной, к бабке не ходите.

...Вопрос в другом - схема японцев на матрице R-2R рабочая или они не слышат искажений или используют очень точные резисторы? И второй вопрос - к чему относится фраза "такая схема будет хуже предложенной" (предложенной японцами, предложенная вами или схема ЦАП R-2R по сравнению с ЦАП 2R)?

Если делать "на коленках", подход, предложенный мной, будет самым лучшим. Хотя бы по причине того, что немонотонность схемы будет значительно меньшей, чем в случаях с резисторными матрицами невысокой точности, и её легко свести на нет дополнительным подстроечным резистором.
Повторюсь: о динамических искажениях и оверсэмплинге речь не идёт.
ЦАП на цепочке R-2R будет лучше ЦАП на цепочке 2R, из-за того, что выводы М/С будут нагружены одинаково.

[RomanRom]

Простите, но почему это монотонной? Здесь от точности резисторов всё зависит. При 1% будет немонотонной, к бабке не ходите.

http://nukeuploads.com/download/1213279618...8W/DAC.tif.html
По ссылке рисунок схемы из книги с текстом про монотонность. Предлагается вместо VREF использовать единичные выходы контроллера, размыкание ключа имитировать переводом контроллера в режим входа, а в точке суммирования резисторов поставить операционник. Должен получиться токовый ЦАП 2R с монотонной характеристикой (и c нелинейностью). На матрице R-2R подобной монотонности не получится, но я об этом и не говорил.

Станиславу. По части вашей схемы с двумя ШИМ. Не совсем ясно, все-таки, проверяли ли вы улучшение/ухудшение звука при подключении/обрыве резистора от второго ШИМ? Я пробовал это делать, ставил переменный резистор, но толком никакой разницы, только треск появлялся при низком сопротивлении. Эксперимент был не совсем чистый, поэтому я могу и ошибаться. Может кто-то промоделирует такой ЦАП в Протеусе и расскажет всему сообществу?

[Stanislav]

http://nukeuploads.com/download/1213279618...8W/DAC.tif.html
По ссылке рисунок схемы из книги с текстом про монотонность. Предлагается вместо VREF использовать единичные выходы контроллера, размыкание ключа имитировать переводом контроллера в режим входа, а в точке суммирования резисторов поставить операционник. Должен получиться токовый ЦАП 2R с монотонной характеристикой (и c нелинейностью).

Странные Вы читаете книги, ей богу...
Если присмотреться к этому малюнку, видно, что ЦАП там 3-х разрядный, а мы, вроде, о 16-разрядном речь вели. И каким боком здесь 2R матрица, что-то не пойму?

ЗЫ. Рисунки советую выкладывать менее вычурным образом. Например, Ваш можно легко прикрепить к сообщению:

Станиславу. По части вашей схемы с двумя ШИМ. Не совсем ясно, все-таки, проверяли ли вы улучшение/ухудшение звука при подключении/обрыве резистора от второго ШИМ?

Проверял.