DSP භාවිතයෙන් ඩිජිටල් රේඩියෝවක් සාදා ගන්නේ කෙසේද?
වඩා හොඳ ශබ්ද ගුණාත්මක භාවයක් ලබා දීමේ හැකියාව, සංඛ්‍යාත වර්ණාවලිය වඩාත් කාර්යක්ෂමව භාවිතා කිරීම සහ ගීත තොරතුරු පාර-දත්ත වැනි අමතර විශේෂාංග හේතුවෙන් ඩිජිටල් රේඩියෝව වැඩි වැඩියෙන් ජනප්‍රිය වී ඇත. ඩිජිටල් රේඩියෝ සංවර්ධනයේ ප්‍රධාන අංගයක් වන්නේ ඩිජිටල් සංඥා සකසනයක් (DSP) භාවිතා කිරීමයි. මෙම ලිපියෙන් DSP භාවිතයෙන් ඩිජිටල් රේඩියෝවක් සංවර්ධනය කිරීමේ පියවර සාකච්ඡා කරනු ඇත.
පෙන්ඩහුලුවන්
DSP නොහොත් ඩිජිටල් සංඥා සකසනයක් යනු තත්‍ය කාලීන ඩිජිටල් සංඥා සැකසීම සඳහා විශේෂයෙන් නිර්මාණය කර ඇති ක්ෂුද්‍ර සකසනයකි. ඩිජිටල් රේඩියෝවේ සන්දර්භය තුළ, DSP එකක් ඇනලොග් සංඥා ඩිජිටල් බවට පරිවර්තනය කරයි, එම සංඥා සකසයි, අවසානයේ ඩිජිටල් සංඥා නැවත ශ්‍රව්‍ය ඇනලොග් සංඥා බවට පරිවර්තනය කරයි.
ඩිජිටල් රේඩියෝවක් සෑදීම සඳහා ප්‍රධාන සංරචක කිහිපයක් අවශ්‍ය වේ, එනම්:
1. ඇන්ටනාව: රේඩියෝ සංඥා ලබා ගැනීමට.
2. සුසරකය: අපේක්ෂිත රේඩියෝ සංඛ්‍යාතය තෝරා ගැනීමට.
3. DSP: ඩිජිටල් සංඥා සැකසීම සඳහා.
4. DAC (ඩිජිටල්-ටු-ඇනලොග් පරිවර්තකය): ඩිජිටල් සංඥා නැවත ඇනලොග් සංඥා බවට පරිවර්තනය කිරීමට.
5. ශබ්ද විකාශන යන්ත්‍රය හෝ ඉයර්ෆෝන්: ශබ්ද ප්‍රතිදානය සඳහා.
පළමු පියවර: සංරචක තෝරා ගැනීම
1. ඇන්ටෙනාව
භාවිතා කරන ඇන්ටනාව ඔබට ලැබීමට අවශ්‍ය සංඛ්‍යාතයට ගැළපිය යුතුය. FM රේඩියෝව සඳහා, සාමාන්‍යයෙන් දුරේක්ෂ ඇන්ටෙනාවක් හෝ සරල ඒකධ්‍රැව ඇන්ටෙනාවක් භාවිතා වේ.
2. සුසරකය
සුසරකය භාවිතයට සූදානම් මොඩියුලයක් හෝ Si4703 හෝ TEA5767 චිපය වැනි සංරචකයක් විය හැකිය. මෙම මොඩියුල සාමාන්‍යයෙන් I2C හෝ SPI අතුරුමුහුණත් සමඟ එන අතර, ක්ෂුද්‍ර පාලකයක් භාවිතයෙන් සංඛ්‍යාතය පාලනය කිරීම පහසු කරයි.
3. ඩී.එස්.පී.
DSP තේරීම ඉතාමත් තීරණාත්මක කොටසයි. රේඩියෝ යෙදුම්වල භාවිතා වන සමහර පොදු DSP වලට ඇතුළත් වන්නේ:
– ටෙක්සාස් උපකරණ (TI) TMS320 මාලාව
– ප්‍රතිසම උපාංග (ADI) SHARC ශ්‍රේණි
– DSP පර්යන්ත සහිත STM32 ශ්‍රේණිය
4. ඩීඒසී
හොඳ ශ්‍රව්‍ය ගුණාත්මක භාවයක් සහිත DAC වන PCM5102 හෝ ES9018 වැනි DAC එකක්, ඩිජිටල් සංඥාව නැවත ප්‍රතිසම සංඥාවක් බවට පරිවර්තනය කිරීමට භාවිතා කළ හැක.
5. ශබ්ද විකාශන යන්ත්‍රය
පැහැදිලි සහ ඝෝෂාකාරී ශබ්දයක් නිපදවීමට ඔබට ක්‍රියාකාරී කථිකයන් භාවිතා කළ හැකිය, නැතහොත් PAM8403 වැනි කුඩා ඇම්ප්ලිෆයර් මොඩියුලයක් භාවිතා කළ හැකිය.
උපාංග නිර්මාණය
බ්ලොක් යෝජනා ක්‍රමය
1. ඇන්ටෙනාව -> 2. සුසරකය -> 3. DSP -> 4. DAC -> 5. ස්පීකර්
මෙම පද්ධතියේ මූලික සැකසුම් DSP මත සිදු කරනු ලබන අතර, එහිදී සංඥාව ඇන්ටනාව මගින් ලබාගෙන සුසරකය මගින් තෝරා ගනු ලැබේ, පසුව ඩිජිටල් සැකසුම් සඳහා DSP වෙත ඇතුළු වන අතර අවසානයේ DAC මගින් ප්‍රතිසම සංඥාවක් බවට පරිවර්තනය කර ශබ්ද විකාශන යන්ත්‍රය හරහා ප්‍රතිදානය කරයි.
පරිපථ රූප සටහන
1. ඇන්ටෙනාව
– සුසරක ආදානයකට සම්බන්ධ කර ඇති ඇන්ටෙනාවක සරල රූප සටහන.
2. සුසරක මොඩියුලය
– සංඛ්‍යාත පාලනය සඳහා භාවිතා කරන සුසරකය සහ ක්ෂුද්‍ර පාලකය අතර අතුරුමුහුණත් රූප සටහන.
3. ඩී.එස්.පී.
– ආදාන සංඥා ලබා ගැනීම සඳහා සුසරකයට සම්බන්ධ කර ඇති DSP රැහැන් සටහන සහ වැඩසටහන් උඩුගත කිරීම සඳහා ක්ෂුද්‍ර පාලකයට ද සම්බන්ධ කර ඇත.
4. ඩීඒසී
– ශබ්ද විකාශන යන්ත්‍රයට සම්බන්ධ කර ඇති DSP සිට ඇනලොග් සංඥාව දක්වා ඩිජිටල් සංඥා පරිවර්තනයේ රූප සටහන.
5. ශබ්ද විකාශන යන්ත්‍රය
– අවශ්‍ය නම් ස්පීකරය ඇම්ප්ලිෆයර් එකට සම්බන්ධ කිරීමේ සරල රූප සටහන.
ස්ථිරාංග ක්‍රියාත්මක කිරීම
දෘඪාංගය සම්පූර්ණ වූ පසු, ඊළඟ පියවර වන්නේ ක්ෂුද්‍ර පාලකය සහ DSP මත ක්‍රියාත්මක වන ස්ථිරාංග සංවර්ධනය කිරීමයි.
සුසරකය පාලනය කිරීම
පළමුව, ඔබේ ක්ෂුද්‍ර පාලකයට සුසරකය සමඟ සන්නිවේදනය කළ හැකි බවට වග බලා ගන්න. I2C හෝ SPI සන්නිවේදනය භාවිතා කරන මොඩියුල සඳහා, ඔබ I2C/SPI පුස්තකාලය ඔබේ ක්ෂුද්‍ර පාලකයට ඒකාබද්ධ කළ යුතුය.
Arduino සමඟ TEA5767 සුසරක මොඩියුලය පාලනය කිරීම සඳහා උදාහරණ කේතය:
"'cpp
ඇතුළත් වේ
අවලංගු සැකසුම () {
Wire.begin(); // I2C ආරම්භනය
Serial.begin (9600);
setFrequency(101.1); // සංඛ්‍යාතය 101.1MHz ලෙස සකසන්න
}
void loop () {
//අවශ්‍ය නොවේ
}
අවලංගු කට්ටල සංඛ්‍යාතය (පාවෙන සංඛ්‍යාතය) {
uint16_t සංඛ්‍යාතයB = 4 (සංඛ්‍යාතය 1000000 + 225000) / 32768;
බයිට් බෆරය[5];
බෆරය[0] = සංඛ්‍යාතයB >> 8;
බෆරය[1] = සංඛ්‍යාතයB & 0XFF;
බෆරය[2] = 0xB0;
බෆරය[3] = 0x10;
බෆරය[4] = 0x00;
වයර්.beginTransmission(0x60);
වයර්.රයිට්(බෆරය, 5);
වයර්.එන්ඩ්ට්‍රාන්ස්මිෂන්();
}
""
DSP සමඟ සංඥා සැකසීම
DSP ක්‍රමලේඛනය DSP වර්ගය සහ හැකියාවන් අනුව වඩාත් සංකීර්ණ විය හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස, Texas Instruments DSP එකක් සමඟ, ඔබ DSP වෙත කේතය සංවර්ධනය කර උඩුගත කිරීමට Code Composer Studio (CCS) භාවිතා කරනු ඇත.
FM සංඥාවක් විස්ථාපනය කරන DSP සඳහා උදාහරණ ව්‍යාජ කේතය:
"'cpp
ප්‍රධාන () අවලංගු කරන්න {
initDSP(); // DSP ආරම්භ කරන්න
(1) { අතර
// සුසරකය වෙතින් සංඥාව කියවන්න
සංඥා ඇනලොග් = කියවීමට ඇනලොග් ආදානය();
// ඩිජිටල් සංඥා සැකසීම
සංඥා ඩිජිටල් = ඇනලොග් ටු ඩිජිටල් (සංඥා ඇනලොග්);
ඩිමොඩියුලේටඩ්සිග්නල් = FM_ඩිමොඩියුලේට්(සිග්නල්ඩිජිටල්);
// නැවත ඇනලොග් සංඥාව බවට පරිවර්තනය කරන්න
ප්‍රතිදාන සංඥාව = ඩිජිටල් ටෝ ඇනලොග් (ඩිමොඩියුලේටඩ් සිග්නල්);
// DAC වෙත යවන්න
sendToDAC(ප්‍රතිදාන සංඥාව);
}
}
""
DAC සැකසීම
DSP තුළ සැකසීම අවසන් වූ පසු, ඩිජිටල් සංඥාව DAC භාවිතයෙන් නැවත ඇනලොග් බවට පරිවර්තනය කළ යුතුය. මෙම සැකසුම සාමාන්‍යයෙන් I2C හෝ SPI හරහා සිදු කෙරේ. ඔබ භාවිතා කරන DAC DSP වෙතින් ලැබෙන ඩිජිටල් සංඥා ප්‍රතිදානය සමඟ අනුකූල වන බවට වග බලා ගන්න.
Raspberry Pi එකක් භාවිතයෙන් PCM5102 DAC එකක් පාලනය කිරීම සඳහා සරල කේත උදාහරණයක්:
"`පිඹුරා
smbus ආයාත කරන්න
බස් = smbus.SMBus(1)
ලිපිනය = 0x4C
def set_volume(පරිමාව):
bus.write_byte_data(ලිපිනය, 0x00, පරිමාව)
ශබ්දය නිශ්චිත මට්ටමකට සකසන්න, උදාහරණයක් ලෙස 0x7F
පරිමාව_සකසන්න(127)
""
පරීක්ෂා කිරීම සහ නිදොස්කරණය කිරීම
සම්පූර්ණ පරිපථය සම්බන්ධ කර ස්ථිරාංග උඩුගත කළ පසු, ඊළඟ පියවර වන්නේ සියලුම සංරචක නිසි ලෙස ක්‍රියාත්මක වන බව සහතික කිරීම සඳහා පරීක්ෂා කිරීමයි.
පරීක්ෂණ ඉඟි
1. වර්ධක පරීක්ෂණ සිදු කරන්න: එක් එක් සංරචක ඒකාබද්ධ කිරීමට පෙර වෙන වෙනම පරීක්ෂා කරන්න.
2. ඔසිලෝස්කෝප් එකක් භාවිතා කරන්න: පරිපථයේ විවිධ ස්ථානවල සංඥා තරංග ආකාරය නිරීක්ෂණය කිරීමට.
3. වර්ධක නිදොස්කරණය: ගැටළුවක් ඇත්නම්, DSP වෙත යාමට පෙර HF සංරචකයෙන් ගැටලුව හුදකලා කරන්න.
4. ඇඟිලි ගැසීම් කෙරෙහි අවධානය යොමු කරන්න: ඇන්ටෙනාවේ පිහිටීම සහ ආවරණය සංඥා ගුණාත්මක භාවයට බලපෑ හැකිය.
අවසාන වශයෙන්, සියලුම සංරචක නිසි ලෙස ක්‍රියාත්මක වන්නේ නම්, ඔබ ගොඩනගා ඇති පද්ධතියෙන් පැහැදිලි ශබ්ද තත්ත්වයකින් යුත් ඩිජිටල් රේඩියෝවකට සවන් දිය හැකිය.
නිගමනය
DSP සමඟ ඩිජිටල් රේඩියෝවක් ගොඩනැගීම සඳහා ඩිජිටල් සංඥා දෘඩාංග සහ ක්‍රමලේඛනය පිළිබඳ දැඩි අවබෝධයක් අවශ්‍ය වේ. ප්‍රවේශමෙන් සැලසුම් කිරීම සහ නිසි සංරචක තේරීම සමඟ, ඔබට උසස් තත්ත්වයේ ඩිජිටල් රේඩියෝවක් නිර්මාණය කළ හැකිය. DSP සංඥා සැකසීමේදී නම්‍යශීලී බවක් ලබා දෙන අතර සාම්ප්‍රදායික ඇනලොග් ක්‍රම සමඟ කළ නොහැකි අමතර විශේෂාංග ගණනාවක් සක්‍රීය කරයි. ඔබේම ඩිජිටල් රේඩියෝවක් ගොඩනඟා විනෝද වන්න සහ ඔබේ ශ්‍රමයේ ඵල භුක්ති විඳින්න!
