Аудио и электроника: Filin IP-328 digital delay

SPDIF digital delay

Или машина времени с S/PDIF входом и выходом, версия IP-328.

Зачем повторять то, что разработано пять лет назад? Зачем делать снова ту же самую работу? Ведь «машина времени» давно придумана и работает?

Да, работает. Но с тех пор прошло много времени, изменились требования, изменились технологии, да и возможности разработки изменились.

Определю подробно:

Во-первых, нужна поддержка 24 бит 192 кГц. Первая машина времени поддерживала 24 бит 96 кГц.

Во-вторых, два задержанных канала оказалось мало, нужно минимум четыре. Также нужно больше входов.

В-третьих, регулировка задержек с помощью переключателей на крышке уже прошлый век. Нужна регулировка с места водителя. Также нужна регулировка задержек не в отсчётах сигнала, а в единицах, не зависящих от тактовой частоты. В данном случае – в сантиметрах прохождения звука в воздухе.

В-четвёртых, нужна память на несколько установок. Также нужна возможность автономной работы без пульта управления. Соответственно, нужны способы управления главными функциями без пульта.

В-пятых, нужна регулировка уровня сигнала. Громкость и баланс. Также нужна регулировка с помощью пульта управления и внешняя регулировка для скрытой установки.

В результате выполнения этих требований родилось целое семейство уже не «машин времени», а «цифровых предварительных усилителей с задержками».

Первое устройство из этой серии я представляю в данной статье:

Filin IP-328 digital delay

Что он имеет:

- один оптический вход TOSLINK;

- два электрических входа S/PDIF с трансформаторной развязкой;

- три электрических выхода S/PDIF;

- пульт управления на кабеле длиной 5м;

- разъём питания и внешнего управления переключением входов.

Что он умеет:

- принимать входной сигнал в формате S/PDIF с параметрами от 16 бит 44 кГц до 24 бит 192 кГц;

- переключаться между тремя входами как с помощью пульта, так и по внешнему сигналу;

- выдавать на выходе 1 восстановленный входной сигнал без задержек, а на выходах 2 и 3 восстановленный входной сигнал с независимыми задержками по всем четырём каналам;

- он имеет память на 4 пресета и память текущих настроек задержек;

- задержки регулируются независимо от тактовой частоты сигнала в диапазоне 0см-29м (0-82мс);

Технические характеристики:

Питание – от 9 до 16В постоянного тока.

Ток потребления до 100 мА.

Внешнее управление переключением входов: на разъёме питания и управления есть синий провод. Не подключённый провод – вход 1 (по умолчанию). Замыкание провода на массу включит вход 2. Замыкание на +12 вольт включит вход 3. Вход будет включён до тех пор, пока будет подключён провод управления.

Подключение питания: Минус 12 вольт (масса) к чёрному проводу, +12 вольт (зажигание) к красному проводу.

Вход S/PDIF реализован на микросхеме WM8805, причём для каждой из принимаемых частот (44.1, 48, 88.2, 96, 176.4, 192кГц) устанавливается свой, наиболее подходящий режим приёма. Это позволяет добиться минимального джиттера принимаемого сигнала. Для этого используется внешнее управление приёмником с помощью микроконтроллера. С помощью этого же микроконтроллера управляется цифровая линия задержки на CPLD EPM570, реализована задержка внешней памятью на 128кБ. S/PDIF выход без задержек реализован на передатчике микросхемы WM8805. S/PDIF выходы с задержками сформированы внутри CPLD EPM570. Особое внимание уделялось минимальному джиттеру выходного S/PDIF сигнала. Для этого каждый перепад сигнала напрямую тактируется входным тактовым клоком от WM8805.

Микроконтроллер также отвечает за внешнее управление и связь с пультом управления. В микроконтроллере блока также хранится вся информация о сохранённых режимах и возможностях блока. Величина задержек в тактах входного сигнала вычисляется исходя из тактовой частоты и установленной задержки в миллиметрах. Шаг задержек различен для разных частот. Для частоты 44.1 кГц шаг задержки около 7.7мм, а для 192 кГц около 1.8мм. Реальная тактовая частота измеряется частотомером внутри микроконтроллера и величина задержки всегда равна выставленной в настройках даже при изменении тактовой частоты.

Пульт управления сделан на отдельном микроконтроллере. Он подходит для любых моделей в этой серии, получает от главного блока информацию о его конфигурации и возможностях. Пульт управляет только теми параметрами, которые доступны в текущем блоке.

Управление с помощью проводного пульта. Пульт имеет индикатор и энкодер. На индикаторе отображается текущий параметр и подсказа о типе параметра. Энкодер имеет несколько способов управления:

Вращение – регулировка текущего параметра в допустимых пределах.

Короткое нажатие – переключение на следующий параметр в этом меню.

Длинное нажатие – сохранение настроек в памяти или вызов настроек из памяти блока.

Нажать и, удерживая, повернуть – переход на меню уровнем ниже (поворот вправо) или уровнем выше (поворот влево).

После включения питания на индикаторе высветится название и тип блока и он окажется в главном меню.

В IP-328 digital delay это переключение входов. Поворотом энкодера переключаем входы от in1 до in3.

Меню уровнем ниже (нажать и повернуть вправо) переходим к регулировке задержек. Номер регулируемого канала отображается периодически на индикаторе. CH2L – это “channel 2 left”, левый канал на выходе 2. Соответственно CH2R – “channel 2 right” правый канал на выходе 2.

Поворотом энкодера регулируются задержки. Они сразу же применяются к выходному сигналу и и слышны при прослушивании. При регулировке задержек от скорости вращения энкодера зависит скорость регулирования. При медленном повороте регулируется младшая цифра задержки (мм). При более быстром вращении шаг энкодера увеличивается до второй единицы (сантиметры). При очень быстром вращении шаг энкодера увеличивается до третьей единицы индикатора (десятки сантиметров). Задержки до 10 метров отображаются с точностью до миллиметра, больше 10 метров - с точностью 1см. Такой способ позволяет быстро и точно настроить любую задержку.

Короткое нажатие энкодера переключает каналы регулировки задержек в порядке CH2L -> CH2R -> CH3L -> CH3R -> CH2.

Длинное нажатие энкодера сохраняет текущие задержки в памяти текущих настроек. Они сохраняются после выключения питания и при новом включении будут применены к выходным сигналам.

Выход из этого меню автоматически при бездействии больше 15-20 секунд или при нажатии с поворотом энкодера влево.

Меню пресетов вызывается из основного меню нажатием энкодера с поворотом влево. На индикаторе отобразится режим сохранения пресетов PSA1 – “preset save 1” или PLO1 –“preset load 1”.

Короткое нажатие на энкодер переключает режим из загрузки пресетов в сохранение пресетов

Поворотом энкодера выбирается номер пресета от 1 до 4.

Длинное нажатие сохраняет пресет в памяти или вызывает пресет из памяти и применяет к текущим настройкам.

Возврат из этого меню возможен автоматически при бездействии в течение некоторого времени или при нажатии с поворотом вправо.

Графическое изображение меню: