Квадро - это передача пространственного звука без потерь и искажений? Попытка построить домашний кинотеатр 5.1 на четырех колонках увенчалась успехом! Эта инструкция для самостоятельной сборки. Всё очень просто!
Что вы получите в итоге.
На сто процентов цифровой, четырехканальный USB ЦАП-усилитель НЧ мощностью 4 канала по 22 Вт. Этого более чем достаточно для домашнего кинотеатра с объемным звуком с терпеливыми соседями.
Почему он на сто процентов цифровой? Потому что аналоговый сигнал появится только на поверхности акустических систем. Даже не на поверхности акустики, а на барабанной перепонке вашего уха.
До входа на колонки это будет сигнал с Сигма-Дельта модуляцией. На катушках динамиков тоже не будет аналогового сигнала, всё те же сигналы прямоугольной формы. А вот дальше собственная индуктивность катушки динамиков, естественная фильтрация излучающей поверхности динамиков и природная особенность человеческого уха восстанавливают звук из сигнала прямоугольной формы с Дельта-Сигма модуляцией.
Усилитель имеет 4 входа - USB/Аналоговый/SPDIF оптика/SPDIF Coax
Регулировки
- Переключатель входов.
- Тембры НЧ и ВЧ.
- Регулировка баланса – вперед/назад.
- Регулировка громкости.
- Вкл/Выкл SuperBass.
- Вкл/Выкл ADsurround
- Play/Pause для USB источника.
Индикация
- Индикатор переключателя входов. D1-D4
- Индикатор включения SuperBass. D5
- Индикатор многоканального звука (5.1). D6
- Индикатор включения лимитера. D7
- Индикатор включения алгоритма ADsurround
Компоненты
- Audio Artwork SSM3582 – 2 шт.
- GST90A15-P1M, Блок питания
- Диод выпрямительный, любой
- G764, Корпус для РЭА
Сборка
Перед началом сборки подготовьте:
- Один шлейф с тремя проводниками и разъемами мама с шагом 2,54 мм. длинной 7-8 см.
- Один шлейф также с тремя проводниками и теми же разъемами длиной 3 см.
- Два шлейфа с четырьмя проводниками и разъемами мама с шагом 2,54 мм. длинной 4-5 см.
- Одиночный проводник с двумя мамами на концах длиной 9 см.
- Одиночный проводник с подпаянным выпрямительным диодом общей длиной 10 см.
- Двойной монтажный провод для подключения кнопки включения питания длинной 14 см.
- Пятнадцать джамперов.
1. Снимите все джамперы с транспорта Reflex3 и установите его на плату Audio Artwork 1452-1934-1761.
2. Установите на плату Audio Artwork, в ближайшие к Reflex слоты, две платы с усилителями Audio Artwork SSM3582. На каждом усилителе установите по 4 джампера согласно рисунку (красные прямоугольники).
3. Длинным (7-8 см) тройным шлейфом соедините разъем I2C усилителя с разъемом REFLEX I2C DSP на плате Audio Artwork.
4. Коротким (3 см) тройным шлейфом соедините между собой разъемы I2C усилителей.
5. Шлейфами с четырьмя проводниками соедините I2S выходы (OUT0 и OUT1) платы Audio Artwork с входами I2S усилителей. См.рисунок.
6. На плате Audio Artwork установите 6 джамперов отмеченных на рисунке красными прямоугольниками.
7. Соедините одиночным проводником (9 см.) с разъемами пины (GPIO10) и (7 )на Audio Artwork.
8. Соедините одиночным проводником с диодом вывод (6) и левую точку резистора R51. Сюда нужно будет аккуратно подпаяться. Катод диода к R51, анод диода к выводу (6) на Audio Artwork.
9. Двойным монтажным проводом соедините кнопку включения питания на задней панели Artwork Back Panel Amplifier Surround 5.1 с разъемом питания на плате Audio Artwork. Синие провода на рисунке.
10. Клеммы выходов усилителей Audio Artwork SSM3582 соедините проводниками с удобными для вас разъемами для подключения акустики на задней панели.
11. Пристегните к плате Audio Artwork переднюю панель Artwork Сontrol Panel EQ Lite
12. Вставьте конструкцию в корпус G764. Подключите к устройству блок питания
13. * Наденьте дополнительный джампер на пины (2). На рисунке прямоугольник зеленого цвета. Подключите Reflex к USB компьютера. Нажатием кнопки включите питание. Откройте программу обновления прошивки ChipUpdater v1.2 (25.12.2023) и обновите прошивку. Она должна быть V2.7.6 или новее. После обновления снимите джампер и отключите устройство выниманием разъема питания.
14. * Скачайте комбо-проект ChipStudio для кинотеатра и откройте его в ChipStudio. Накиньте дополнительный джампер на пины (12). На рисунке зеленого цвета. Подключите Reflex к USB компьютера и включите питание. Из ChipStudio загрузите комбо проект в Reflex. Измените Vid/Pid USB на любой, например 1234/5678 . Отключите устройство выниманием разъема питания. Удалите дополнительный джампер (12).
15. Кинотеатр готов. Подключайте колонки. Включайте. Наслаждайтесь.
*перед выполнением пунктов 13 и 14 необходимо установить Драйвер для ChipDip device.
Когда вы захотите что либо изменить в проекте или узнать как это работает, читайте дальше. Ниже описаны проекты в Sigma Studio и Chip Studio.
Алгоритмы. Устройство подключается к USB выходу приставки с Android TV или Google TV. Транспорт Reflex3 настроен на работу в режиме воспроизведения 5.1
1. На входе шесть аудио каналов (Surround 5.1) в трех портах I2S. Переключатель Nx2-1 в нижнем положении как на блок схеме.
Цифровые аудио сигналы с трех I2S портов транспорта Reflex 3 поступают на аудиопроцессор ADAU1452 или ADAU1467. В нём аудио фронтальных каналов (Front) проходит через Микшер (Nx1) на цифровую обработку, а затем на выход.
К этим каналам с помощью этого микшера подмешивается аудио центрального канала (Centre). Т.е у нас не будет отдельного канала с диалогами, а он будет имитирован двумя передними колонками.
Аудио тыловых каналов (Rear) сразу проходят на цифровую обработку , а затем на выход.
Сабвуфера в этой реализации у нас не будет. Низкочастотный сигнал достаточно хорошо воспроизводится фронтальными колонками. Бас там есть в полном объеме, собранный из фронтального аудио и центра. Поэтому аудио (Bass) не выводим на колонки, а используем вместе с сигналом центрального канала для индикатора Surround с помощью алгоритма Signal Detection. Этот алгоритм работает так. Если на его входе появляется сигнал, а это может быть только Центр или Бас, то он выставляет на выходе 1 и зажигает светодиод. Понятно, что Центр и Бас появляются только в Surround 5.1
2. На входе два аудио канала (Stereo) через один порт I2S. Переключатель Nx2-1 в верхнем положении.
Цифровое аудио с одного (первого) порта транспорта Reflex 3 поступают на аудиопроцессор ADAU1452 или ADAU1467. В нём аудио фронтальных каналов (Front) проходит через Микшер (Nx1) на цифровую обработку, а затем на выход. Других потоков (Rear, Bass, Center) в этом случае не будет. А хочется. Поэтому в проекте Sigma Studio включаем алгоритм ADsurround. Этот алгоритм из стерео сигнала “вытягивает” тыловые каналы, центр и ещё преобразует фронтальные. На слух диалоги уходят в центр, во фронтальных каналах остается основное музыкальное сопровождение и те диалоги которые идут слева или справа, например если актеры сидят за столом напротив друг друга. А всякие окружающие шумы уходят/добавляются в тыл. Эффект очень интересный.
Даже при прослушивании музыкальных произведений в стерео вы как будто сидите перед сценой в ЗАЛЕ, а не просто перед сценой. Появляются задняя и боковые стены.
Но так как мы используем только четыре колонки, не шесть делаем так. Стерео пропускаем на выход без изменения, а из него вытягиваем только тыл. Измененный L, R и собранный центр оставляем висящими в воздухе, а тыл (Rear) отправляем на тыловые колонки. Невероятный эффект, иногда, кажется, что он добавляет больше эмоций, чем Surround 5.1
Микшер (Nx1) в этом режиме тоже работает, но светодиод не зажигается, т.к. сигналов центр или бас нет.
Проект Sigma Studio.
Обязательно прочитайте. Ниже описаны некоторые приемы которые вы можете использовать в ваших любых других проектах.
Скачайте и откройте проект Sigma Studio. Слева на право: порты входов, ADsurround, Микшер, Переключатель входов, Регулятор громкости, Баланс (вперед, назад), Супер Бас, Регуляторы тембров НЧ и ВЧ, Выходные порты.
В схему вставлены вспомогательные модули, которые можно использовать в других проектах.
1. Removing clicks from SPDIF. Если после включения входа SPDIF сигнала ещё нет, то когда он появится будет щелчок. Чтобы этого избежать ставится схема Removing clicks from SPDIF. Смотрите над входами. Читается значение регистра F580, если разряд показывающий что синхронизация включена в 1, то регулятор громкости slev vol1 на максимуме и сигнал проходит. В противном случае тишина, до синхронизации входа SPDIF с источником.
2. Surround detector. Нужен чтобы включенный светодиод указывал на то, что трансляция идет в режиме 5.1 На Signal Detection1 подаются два сигнала Басс и Центр и если их уровень больше -59дБ на выходе 1, а выход подключен к GPIO7. Единица держится 6 секунд. Так что если сигнал Стерео то на этом выходе никогда не будет единицы. Это будем использовать для включения светодиода в проекте Chip Studio.
3. Автоматическое выключение при отсутствии любого входного сигнала в течении 200 секунд. (три с половиной минуты). Полезная сервисная штука. Работает так. На Signal Detection2 подаются сигналы Фронтального канала (Стерео) если в течении 3х с половиной минут не будет сигнала (уровень -50дБ) не в одном канале на выходе единица. Выход подключен к GPIO6. Эту единицу подаем на реле на входе источника питания и выключаем устройство.
В остальном это обычная звуковая схема SigmaStudio для 6 каналов. Нужно отметить, что не используемые выходы алгоритма ADsurround подключены к выходам 2,3,4. Они никуда не идут, но без этого SigmaStudio не компилирует проект.
Проект Chip Studio.
Читать обязательно, два важных пункта, которые возможно вы будете использовать в своих собственных проектах один для организации индикатора включения компрессора (Limiter) усилителя SSM3582, второй для правильной индикации переключения входов.
Кинотеатр построен на Audio Artwork 1467-1934-1761. На этой плате установлены ADAU1467, ADAU1761, AD1934. DSP ADAU1467 и ADAU1761 работают в полном объеме. AD1934 отключена но присутствует в проекте. На разъемы платы установлены два двухканальных усилителя Audio Artwork SSM3582 и транспорт Reflex 3.
Для управления кинотеатром используем Artwork Сontrol Panel EQ Lite.
На ней:
семь адресных светодиода. Один обычный светодиод.
Переменный резистор для переключения входов, два переменных резистора для регулировок тембра НЧ и ВЧ. Переменный резистор для регулировки баланса и Переменный резистор для регулировки громкости.
Кнопки SuperBass, Mute (используем для включения ADsurround) и Pause.
Все перечисленные компоненты присутствуют в проектах для каждой частоты дискретизации.
Скачивайте и открывайте комбо проект. Особенности на которые следует обратить внимание.
1. Индикатор включения компрессора (Limiter) усилителей SSM3582. В левом нижнем углу схемы. Работает на основе Блока чтения регистров DSP. В блоке следующие настройки: Выбран SSM3582. Статус регистра по адресу 0x19 (стр28. Datasheet) указывает на то, что включен лимитер или нет. На самом деле нам нужно всего лишь узнать значение Bit7 в единице ли он или в нуле. И опрашивать его можно с частотой раз в 1000 ms. За модулем чтения регистров установлен компаратор, который вычисляет значения седьмого бита (1000 0000 = 80). И когда значение поменяется на 1 компаратор срабатывает. Седьмой светодиод светится. Если вы начинаете уменьшать громкость Bit7 возвращается в 0 и компаратор уходит в начальное состояние, седьмой светодиод гаснет.
2. Индикатор переключения каналов. Один из первых четырех светодиодов индицирует подключение входов: USB/аналоговый/SPDIF оптика/SPDIF Coax.
Это первые четыре светодиода Pixel LED. Они меняют состояние в зависимости от угла поворота Переменного резистора RV2, но на ручке этого резистора – риска и поэтому положение риски не соответствует светящемуся светодиоду. Для того чтобы сжать шкалу в сторону первого светодиода в data файле для Nx4-1 добавлено девять одинаковых значений для положения SPDIF Coax. И соответственно в модулях PixelLED_0, PixelLED_1, PixelLED_2, PixelLED_3 эти девять дополнительных значений окрашены в одинаковые цвета.
В остальном это обычный комбо-проект ChipStudio. Скачивайте, открывайте и загружайте в Reflex 3.