Audio po różnicówce a PWM (i kilka innyc h kwestii)

Do you have a question? Post it now! No Registration Necessary

Translate This Thread From Polish to

Threaded View
Niedawno męczyłem się z zakłóceniami od modułu GSM w torze audio. Ktoś
wtedy zaproponował mi zastosowanie modułu z różnicowym wejściem i
wyjściem audio. Ponieważ w znacznej mierze udało mi się załagodzić
problem, odpuściłem sobie aż tak daleko idącą ingerencję w układ.

Teraz jednak z czystej ciekawości chciałbym zapytać o kilka kwestii:
1) W chwili obecnej mam jedną słuchawkę, przed którą znajduje się
wtórnik emiterowy. Na wejście wtórnika przez klucze analogowe podawane
są dwa sygnały: audio z modułu i PWM z MCU.
Jak układ wyglądałby w przypadku zastosowania modułu z wyjściem
różnicowym? Innymi słowy: jak prawidłowo podpiąć linię PWM do słuchawki
i jak zapewnić sobie możliwość przełączania źródeł sygnału?
2) W manualach niektórych modułów GSM widzę, że pomimo różnicowych
interfejsów audio ciągle obecna jest masa analogowa.Kiedy, do czego i w
jakim celu należy ją podpiąć?
3) Niektóre moduły mają po dwa wejścia i wyjścia. Jedno podstawowe i
drugie dodatkowe, do zestawu słuchawkowego. Jeśli w rozpatrywanym
układzie korzysta się tylko z jednego zestawu mikrofon+słuchawka, ale
znajdującego się po drugiej stronie kabla, jak w przypadku telefonu
retro, o którym pisałem tu jakiś czas temu (swoją drogą, projekt
niedawno został doprowadzony do końca) to korzystam z głównego wyjścia
czy tego dodatkowego? Ma to jakieś znaczenie?

Re: Audio po różnicówce a PWM (i kilka in nych kwestii)
W dniu 2013-10-06 23:30, Atlantis pisze:
Quoted text here. Click to load it

Podwójny wtórnik i podwójne klucze. Jeśli źródło PWM jest  
niesymetryczne, to do drugiej linii dołączać masę. Można też zrobić  
symetryczny PWM.

Quoted text here. Click to load it

Masę do masy podpinamy zawsze :). W zasadzie prędzej czy później sygnał  
analogowy przestaje być różnicowy wewnątrz modułu, również składowe  
stałe (polaryzacja wejść i wyjść) odnoszą się do masy analogowej. To że  
wejście jest różnicowe nie znaczy, że można podać dowolne napięcie  
wspólne. No i przetwornik A/C to układ analogowo-cyfrowy, muszą posiadać  
wspólną referencję.

Quoted text here. Click to load it


To już trzeba spytać producenta modułu. Jeśli osobiście miałbym wybierać  
które we/wy użyć, to sprawdziłbym czy nie ma różnic w obróbce sygnału  
wewnątrz modułu (wzmocnienie, obróbka DSP - filtracja, eliminacja  
szumów, echa, itp). No ale to tylko dokumentacja może zdradzić szczegóły.


Pozdrawiam,
Paweł



Re: Audio po różnicówce a PWM (i kilka in nych kwestii)
W dniu 2013-10-09 19:24, Paweł Hadam pisze:

Quoted text here. Click to load it

Rozumiem, że różnicowy interfejs audio mogę traktować po prostu jako dwa
sygnały, przesunięte względem siebie w fazie. Dla każdego z nich buduję
osobny tor, a na końcu wpinam po prostu przetwornik elektroakustyczny
pomiędzy wyjścia obydwu torów?


Quoted text here. Click to load it

Rozumiem, że wtedy wykorzystuję drugą linię PWM MCU, generując sygnał
przesunięty w fazie o 180 stopni?


Quoted text here. Click to load it

Konkretnie pytam tutaj o moduł SIM300CZ (odpowiednik popularnego
SIM300D, tylko zamiast obudowy SMD ma formę modułu ze złączem goldpin,
do montażu "na kanapkę"). W manualu jest kompletny pinout. Są dwa
wyjścia słuchawkowe i dwa mikrofonowe. Jest też "analog ground", której
przeznaczenie jest dla mnie tajemnicą. Gdyby przecież chodziło o
podpięcie tych pinów do masy, po prostu opisano by je jako GND, ale
tutaj jest wyraźnie wydzielone osobne pole masy analogowej.

Dokumentację modułu znajdziesz chociażby tutaj:
http://tinyurl.com/py2mtds

Na stronie 40 widać schemat pokazujący najprostszy sposób sposób
podłączenia słuchawki - bezpośrednio do wyjścia różnicowego. Nie ma mowy
o masie analogowej. Kondensatory odsprzęgjące i zabezpieczanie ESD
połączone bezpośrednio z GND.
Żeby było ciekawiej na stronie 41 jest pokazany sposób analogicznego
połączenia mikrofonu. Tutaj już AGND jest pokazane jako osobna masa. Co
jeszcze ma być do niej podłączone, nie mam pojęcia, bo kondensatory
odsprzęgające tak samo idą do GND.

Mam rozumieć, że w przypadku stosowania dodatkowych wróników mam je
właśnie podłączyć do tej udostępnionej masy analogowej?

Re: Audio po różnicówce a PWM (i kilka in nych kwestii)
W dniu 2013-10-11 20:08, Atlantis pisze:
Quoted text here. Click to load it

Tak. Trzeba tylko pilnować, żeby nie dodać czegoś (śmieci) do jednego z  
sygnałów, bo pojawi się to w różnicy na wyjściu. Zasilania i masy obydwu  
torów powinny być z tego samego miejsca (fizycznie, nie tylko "schematowo").


Quoted text here. Click to load it

Tak. Uwaga: napięcie wyjściowe po filtrze będzie dwa razy wyższe.

Quoted text here. Click to load it

Do bezpośredniego podłączenia słuchawki masa nie jest potrzebna.
Co do połączenia GND to patrz niżej.

Quoted text here. Click to load it

Ja bym tak podłączył.
Faktycznie trochę namieszane w tej specyfikacji, nie ma ani słowa o tym  
czy GND i AGND są połączone wewnątrz modułu. Można sprawdzić omomierzem.  
Jeśli nie są, to AGND trzeba połączyć z GND na zewnątrz przy samym  
module i jako AGND poprowadzić osobną ścieżkę do reszty obwodu. Jeśli  
są, to AGND zrobić osobno i nie łączyć z GND (tylko z pinem AGND modułu).

Pin AGND jest wyprowadzony osobno ze względu na zakłócenia. Pamiętaj, że  
przy pracy nadajnika poprzez pin GND płyną spore prądy impulsowe. Wtedy  
w konfiguracji jak na rysunku 19 str. 41 nie dało by się pozbyć zakłóceń  
jeśli masa byłaby tylko jedna.

Tak na marginesie, to moduł jest za słaby, żeby uciągnąć twoją słuchawkę  
bezpośrednio? Musisz dawać wtórnik? Standardowe 32 ohmy powinny chodzić  
bez problemu. PWM z procesora też powinien dać radę, tyle, że wtedy  
przełączanie musi być na kluczu o niskiej impedancji.

Jeśli chodzi o GND przy filtrach na sygnale różnicowym, to GND czy AGND  
nie ma tu znaczenia póki elementy filtru są blisko siebie i GND z AGND  
jest gdzieś tam ze sobą połączone. Chodzi o usunięcie zakłóceń  
różnicowych, jeśli nawet coś się dołoży poprzez odsprzęgnięcie obydwu  
linii do GND zamiast AGND, to i tak się odejmie różnicowo.
Jeśli chodzi o transile (zabezpieczenie ESD) to nawet lepiej jeśli jest  
od razu do GND (zazwyczaj grubsza ścieżka o niższej impedancji).

Pozdrawiam,
Paweł



Re: Audio po różnicówce a PWM (i kilka in nych kwestii)
W dniu 2013-10-13 12:01, Paweł Hadam pisze:

Quoted text here. Click to load it

Omomierz pokazuje, że jest tam połączenie. Czyli wygląda na to, że na
tym pinie moduł udostępnia po prostu punkt, z którego można wyprowadzić
masę dla części analogowej.


Quoted text here. Click to load it

Tak swoją drogą do której masy powinny być podłączone kondensatory
odsprzęgające filtrów RC, filtrujących zasilanie wtórników w torze
audio? Do głównej czy analogowej?


Quoted text here. Click to load it

Dotychczas stosowałem nawet słuchawki o większej impedancji -
telefoniczne 150 albo 250 omów (coś jak W-66). Wtórniki daję z uwagi na
PWM z procesora - wolę nie obciążać za bardzo portów.

Rozumiem, że klucze analogowe są w stanie przenosić moc potrzebną do
wysterowania słuchawki? Ewentualnie mógłbym wtórnik zastosować dla
samego PWM, a słuchawkę przełączać bezpośrednio pomiędzy wyjściem modułu
a wyjściem PWM, tudzież innym źródłem sygnału?

Re: Audio po różnicówce a PWM (i kilka in nych kwestii)
W dniu 2013-10-13 17:54, Atlantis pisze:

Quoted text here. Click to load it

Ja bym łączył do AGND. Jakoś nie znajduję powodu dla którego miało by to  
być wyłącznie GND jak podano w dokumentacji.

Quoted text here. Click to load it

PWM z procka da radę, w końcu portem można LEDy palić.
Co do kluczy to trzeba szukać takich, które mają małą rezystancję  
szeregową gdy są otwarte. Z tego co pamiętam to popularne 4066 maja  
chyba coś koło 100ohm, będzie trochę za dużo. Najlepszy byłby mały  
przekaźnik, a jak stukanie będzie przeszkadzać to kontaktrony.

Pozdrawiam,
Paweł


Re: Audio po różnicówce a PWM (i kilka in nych kwestii)
W dniu 2013-10-13 21:17, Paweł Hadam pisze:

Quoted text here. Click to load it

O jakich połączeniach mówimy? W poprzedniej wiadomości pytałem o
kondensatory z filtrów RC, na linii zasilania wtórników w torze audio.
W dokumentacji modułu do GND podłączone były kondensatory odsprzęgające
w.cz. na różnicówce. One też powinny jednak iść do AGND, inaczej niż na
schemcacie?


Quoted text here. Click to load it

Niby racja. Maksymalny prąd na pin w Atmedze8 to 40mA.
Nawet gdyby podpiąć słuchawkę 150 omów bezpośrednio do wyjścia, to i tak
wartość prądu będzie mniejsza. A tutaj mówimy o sygnale sinusoidalnym za
FDP.
Wtórnik dawałem jednak jeszcze z jednego powodu - żeby nie drenować
prądu z kondensatora w filtrze FDP i nie powodować na nim spadku napięcia.


Quoted text here. Click to load it

No i właśnie - kolejny argument za wtórnikiem. Gdy jego impedancja
wejściowa liczy jakieś 2k, to spadek na kluczu jest stosunkowo niewielki.

Trudno byłoby dostać klucze o małej impedancji, najlepiej w obudowie
SO8? Za przekaźnikami w takich zastosowaniach nie przepadam szczególnie.
Chodzi nie tylko o klikanie, ale także zużycie energii i zajmowane miejsce.


Re: Audio po różnicówce a PWM (i kilka in nych kwestii)
W dniu 13.10.2013 21:44, Atlantis pisze:
Quoted text here. Click to load it

Przejrzyj katalogi Analoga (w pierwszej kolejności), ewentualnie Vishay.  
Tych kluczy/analogowych mux-demux mają oni "jak mrówków" :) W SOIC również.

--  
butek
Safety note: Don't put all your enriched uranium hexafluoride in one  
We've slightly trimmed the long signature. Click to see the full one.
Re: Audio po różnicówce a PWM (i kilka in nych kwestii)
W dniu 2013-10-13 21:55, butek pisze:

Quoted text here. Click to load it

Tak BTW jeśli moduł jest przystosowany do współpracy ze słuchawką o
niskiej impedancji, w niczym nie zaszkodzi podanie mu przez kondensatory
wtórników o odpowiednio większej impedancji, z których będzie sterowana
słuchawka?

Nie wiem czy najprościej nie będzie właśnie zrobić tego w ten sposób.
Słuchawką sterować z wtórników, źródła sygnału przełączać za pomocą
zwykłego 4066, jeszcze przed tranzystorami.

Re: Audio po różnicówce a PWM (i kilka in nych kwestii)
W dniu 2013-10-13 21:44, Atlantis pisze:
Quoted text here. Click to load it

Póki łącze jest różnicowe to nie znajduję powodu dlaczego odsprzęgać  
linie wyłącznie do GND czy AGND. Wydaje mi się, że to bez różnicy. Ale  
mogę czegoś nie wiedzieć...

Quoted text here. Click to load it



A przyszło mi do głowy, że skoro słuchawka ma 150 ohm czy więcej, to  
dlaczego nie zrobić sumatora różnicowego na rezystorach? Sygnał z modułu  
przez rezystory, np. 22 ohm do słuchawki i z symetrycznego PWM z procka  
również (mogą to być rezystory filtru PWM). Zakładam, że kiedy PWM  
będzie generował sygnał to z modułu będzie cisza (chociaż nie ma to  
znaczenia, spadnie jedynie głośność). Kiedy nie potrzebujemy sygnału z  
PWM to można porty ustawić w hi-z, żeby nie obciążać modułu i podnieść  
amplitudę. Owszem, szeregowe rezystory z modułu tak czy siak zmniejszą  
głośność, ale może wystarczy? Dodatkowo można z PWM procka generować  
amplitudę sinusa niemal 2xVdd (symetrycznie) co pozwoli zwiększyć  
rezystory na sygnale z PWM a zmniejszyć na sygnale z modułu. Trzeba by  
dobrać eksperymentalnie albo policzyć dokładnie.

Pozdrawiam,
Paweł



Re: Audio po różnicówce a PWM (i kilka in nych kwestii)
Tak swoją drogą nie wiesz może czegoś na temat złącza antenowego
zastosowanego w tym module?

"The RF connector in module side is Murata Company Microwave Coaxial
Connectors MM9329-2700B, it makes a pair with Murata Company RF
connector MXTK."

Jest szansa, żeby gdzieś kupić przelotkę na jakieś typowe złącze do
przykręcenia anteny, albo przynajmniej elementy do jej samodzielnego
wykonania?

Re: Audio po różnicówce a PWM (i kilka in nych kwestii)
W dniu 2013-10-13 23:56, Atlantis pisze:
Quoted text here. Click to load it


Wykonać będzie trudno bez odpowiednich narzędzi. Kiedy robiłem projekty  
na modułach, to można było kupić takie krótkie kabelki typu przejściówka  
na np. SMA. Ale nie wiem gdzie zaopatrzenie je kupowało...

Pozdrawiam,
Paweł

Re: Audio po różnicówce a PWM (i kilka in nych kwestii)
W dniu 2013-10-13 12:01, Paweł Hadam pisze:

Quoted text here. Click to load it

BTW jeśli chodzi o transile, to z jakiegoś konkretnego powodu zalecane
jest użycie SMF05C (pięć takich diod w jednej obudowie)? Zastosowanie
pojedynczych egzemplarzy bezpośrednio przy pinach złącza karty sim w
niczym nie przeszkodzi?


Re: Audio po różnicówce a PWM (i kilka in nych kwestii)
W dniu 2013-10-17 23:44, Atlantis pisze:
Quoted text here. Click to load it

Nie przeszkodzi. Pięć w jednej obudowie mniejsze, ale jak się "sypnie"  
to trzeba wszystkie "pięć" wymienić :)

Re: Audio po różnicówce a PWM (i kilka in nych kwestii)
W dniu 2013-10-18 18:11, Paweł Hadam pisze:

Quoted text here. Click to load it

Jeszcze jeśli chodzi o umiejscawianie elementów i prowadzenie ścieżek,
to jeszcze jedna kwestia mnie zastanawia.

Mamy moduł taki jak SIM300CZ, Nokia 12i albo Sony Ericsson GR47, gdzie
na małej płytce znajduje się złącze, a większość elementów jest
umieszczona pod ekranem.

Przy projektowaniu własnej płytki dopuszczalne jest jest takie
rozmieszczenie elementów, by niektóre z nich po zmontowaniu całości
znalazły się pod modułem? Czy bliskość gniazda anteny i układów RF (co
prawda zaekranowanych) może w jakiś sposób wpłynąć na pracę części audio
albo MCU?

Re: Audio po różnicówce a PWM (i kilka in nych kwestii)
W dniu 2013-10-20 09:58, Atlantis pisze:
Quoted text here. Click to load it


Z tym to pewnie będzie różnie, w zależności od modułu i innych  
okoliczności (dopasowanie anteny, itp). Zapewne da się moduł zrobić tak,  
żeby minimalnie lub wcale nie wpływał na otoczenie (patrz telefony  
komórkowe zminiaturyzowane do granic możliwości). Pytanie, czy w to  
wierzyć (moduły mają CE). Droga strona medalu to własna konstrukcja  
nieodporna na cokolwiek i zwalanie winy na moduł :). Ja osobiście  
popełniłem kilka urządzeń gdzie pod modułem były układy uC i cyfrowe -  
nic się złego nie działo. Część analogowa była zawsze kilka cm od  
modułu. Pozostaje próbować.

Pozdrawiam,
Paweł

Re: Audio po różnicówce a PWM (i kilka in nych kwestii)
Tak swoją drogą właśnie sobie uświadomiłem, że przełączanie w tym
przypadku może być zupełnie niekonieczne. W przypadku starej konstrukcji
z Motorolą D15/G18 zastosowałem klucze analogowe tylko dlatego, że moduł
generował sygnał dzwonka na wyjściu analogowym i nigdzie nie dało się
tego wyłączyć.

O ile mi wiadomo SIM300 jest wolny od tej przypadłości. Mamy jedną
słuchawkę (może być to nawet standardowy komórkowy głośniczek 32 omy) do
której trzeba podłączyć dwa źródła sygnału: wyjście analogowe modułu GSM
oraz wyjście PWM mikrosterownika.

Jakie sposoby połączenia całości mogę wziąć pod uwagę, gdy nie zachodzi
konieczność wyłączania konkretnego źródła sygnału (i tak podczas
normalnej pracy aktywne będzie tylko jedno)? Czy wyjścia muszą być od
siebie wzajemnie odizolowane? Powinienem pomyśleć o jakiś dodatkowych
zabezpieczeniach?
Jakie maksymalne obciążenie mogę dać za filtrem dolnoprzepustowym na
wyjściu PWM Atmegi8? Wskazane będzie zastosowanie jakiegoś wtórnika
napięcia przed słuchawką?

I jeszcze jedna kwestia mnie zastanawia. Przeszukując Internet natknąłem
się na projekt telefonu GSM w stylu retro, bardzo podobny do mojego.

https://www.sparkfun.com/products/retired/287

Jego twórcy przyjęli trochę prostsze założenia. Chociażby dialtone nie
jest generowany w postaci sinusoidy z PWM, jest to po prostu zwykły
prostokąt uzyskiwany przez machanie pinem. Zastanawia mnie kwestia
podłączenia wyjścia dialtone ze słuchawką.

https://www.sparkfun.com/datasheets/Port-O-Rotary/Port-O-Rotary-v29-2.pdf

Widać tam po prostu filtry dolnoprzepustowe, których wyjście jest
połączone ze słuchawką przez rezystor 10k. Wychodzi więc na to, że
sygnał "wraca" przez pin EAR_MT- modułu. Czy to w ogóle może być
zrealizowane w ten sposób? ;)

Site Timeline