trình chuyển đổi số-điều khiển: hướng dẫn hoàn chỉnh

Photo of author

By Lisa chen

Về DIY Digital Converter, chuyển đổi thông tin lưu trữ kỹ thuật số từ iPod, máy tính xách tay hoặc thiết bị âm thanh khác vào âm thanh mô phỏng mà chúng ta nghe có thể là một dự án khó khăn. Nghe có vẻ đơn giản, nhưng nếu không có một thành phần chính, bạn sẽ không thể đạt được kết quả mong muốn. Mặc dù nó có thể làm cho giọng nói của bạn tốt hơn, nhưng một bộ chuyển đổi analog-digit chất lượng cao có thể cho phép bạn có một nền âm thanh tốt hơn. vì vậy, tạo ra một sự lắng nghe sâu sắc cho dự án của bạn. Đây là phần hay nhất. Bạn không cần phải mua DAC tự chế DAC (Bộ chuyển đổi analog-digit) là rẻ và tương đối dễ dàng. ngoài ra, bạn có thể sử dụng một số công cụ và công cụ để thực hiện. tuy nhiên, nếu bạn thấy nó khó khăn, đừng lo lắng. chúng tôi ở đây để hỗ trợ anh. Hãy bắt đầu thôi.

cách mà bộ chuyển đổi điện tử làm việc

trước khi chúng ta đi sâu vào cách thức hoạt động của dac, chúng ta hãy thảo luận về bộ chuyển đổi analog-num là gì.

DAC thu thập dữ liệu kỹ thuật số từ thiết bị âm thanh và chuyển đổi nó thành một tín hiệu âm thanh mô phỏng trong thiết bị điện tử. Và sau đó… nó gửi những tín hiệu này đến bộ khuếch đại. Vì vậy, khi bạn nghe một bản thu âm kỹ thuật số, bạn đang nghe một tín hiệu tương tự được chuyển đổi.

trình chuyển đổi số-điều khiển: hướng dẫn hoàn chỉnh_1

quá trình chuyển hóa

nguồn

: Wikimedia Commons

tuy nhiên, các dc khác nhau có chất lượng khác nhau. Ví dụ, điện thoại thông minh có bộ chuyển đổi analog-digit cơ bản có thể giao tiếp tốt, nhưng không thể thưởng thức bộ sưu tập nhạc yêu thích của bạn. để làm điều này, bạn cần dac của loa.

Bây giờ, chúng ta biết rằng DAC cho phép chúng ta nghe nhạc được lưu trữ trong định dạng số. nhưng điều gì làm cho một bộ chuyển đổi kỹ thuật số tốt hơn một bộ chuyển đổi khác?

đầu tiên, bạn phải hiểu những gì đang diễn ra bên trong. các kỹ sư ghi âm chuyển đổi tín hiệu analog thành một loạt các số (signal số). Vì vậy, nếu bạn muốn nghe nó, bạn phải chuyển các bit luồng số này trở lại tín hiệu analog.

trình chuyển đổi số-điều khiển: hướng dẫn hoàn chỉnh_2

sơ đồ khung mạch dac

nguồn:

Wikipedia (một dự án hợp tác bách khoa toàn thư đa ngôn ngữ dựa trên công nghệ wiki) cũng là một bách khoa toàn thư trên mạng được viết bằng nhiều ngôn ngữ khác nhau với mục đích và mục đích là cung cấp một bách khoa toàn thư tự do cho toàn nhân loại)

tuy nhiên, dac không sử dụng một chuỗi thời gian để chuyển đổi luồng bits. và do đó, nó dẫn đến những lỗi đồng hồ mà chúng ta biết. Do vậy, các lỗi xuất hiện như là rung khi các âm thanh này được phát lại.

rung động có thể ảnh hưởng tiêu cực đối với chất lượng phát lại. nói cách khác, âm nhạc của bạn không đủ tốt.

May mắn thay, các DAC bên ngoài ( tai nghe và loa) có thể xử lý những lỗi đồng hồ này. khác với các sản phẩm tương tự-dac nội bộ.

trình chuyển đổi số-điều khiển: hướng dẫn hoàn chỉnh_3

Cổng DAC bên ngoài

vì vậy, các thiết đặt dc bên ngoài phù hợp với các thiết đặt nghe khác nhau. Các thiết bị tương thích với DAC bên ngoài bao gồm các máy tính để bàn và máy tính xách tay, hệ thống âm thanh gia đình và điện thoại thông minh.

trình chuyển đổi số-điều khiển: hướng dẫn hoàn chỉnh_4

Ví dụ về DAC bên ngoài

cách hoạt động của bộ chuyển đổi

Vài năm trước, chúng tôi không có DAC để tạo ra tín hiệu giả lập. Chúng tôi đã sử dụng băng và rãnh đĩa để tạo ra một tín hiệu điện. Tuy nhiên, DAC bây giờ cho phép chúng ta tận hưởng âm thanh kỹ thuật số tiện lợi và di động.

trình chuyển đổi số-điều khiển: hướng dẫn hoàn chỉnh_5

Đĩa cuộn và rãnh đĩa

Và nó hoạt động như thế này:

đầu tiên, các nghệ sĩ tạo ra một bản nhạc trong quá trình ghi âm. micrô thu âm âm thanh của các nghệ sĩ và nhạc cụ như một tín hiệu đầu vào giả lập.

Tiếp theo, thiết bị ghi âm chuyển đổi một tín hiệu điện tử thành một tín hiệu điện tử sử dụng một bộ chuyển đổi điện tử. quy trình này cho phép lưu trữ các tín hiệu này dễ dàng như các tệp âm thanh kỹ thuật số.

Khi một tệp âm thanh điện tử được phát lại, DAC chuyển đổi tín hiệu trở về một tín hiệu âm thanh mô phỏng.

cuối cùng, dac sẽ chuyển đổi các tín hiệu đầu ra mô phỏng đến một bộ khuếch đại. vì vậy, hãy gửi nhạc qua loa hoặc tai nghe.

cách hoạt động của bộ chuyển đổi

như đã nói, adc đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi tín hiệu. Các mạch logic kỹ thuật số ADC như Raspberry Pi và Arduinos được truyền trong thế giới thực.

Các tín hiệu mô phỏng được lấy từ các bộ cảm biến khác nhau và các nguồn đo nhiệt độ, âm thanh, chuyển động, âm thanh hoặc ánh sáng.

trình chuyển đổi số-điều khiển: hướng dẫn hoàn chỉnh_6

một bản vẽ điện tử động

nguồn:

Wikimedia Commons

Các tín hiệu analog cung cấp một số lượng không hạn chế các giá trị điện áp tham chiếu khác nhau, trong khi các phiên bản kỹ thuật số chỉ xử lý các tín hiệu nhị phân của các trạng thái logic, lô-gic cao (1) và lô-gic thấp (0). Vì vậy, chúng ta cần một mạch điện tử có thể xử lý sự chuyển đổi này. Đó là nơi mà ADC hoạt động.

Do vậy, ADC thu thập điện áp mô phỏng và tạo ra một mã số đầu ra thể hiện điện áp mô phỏng. Nhưng nó hoạt động như thế nào?

adc theo một chuỗi trong quá trình chuyển đổi. trước tiên, nó lấy mẫu và định lượng các tín hiệu mô phỏng để xác định độ phân giải. Cuối cùng, nó đặt giá trị nhị phân và chuyển nó tới hệ thống để đọc như một tín hiệu đầu ra điện tử. hai khía cạnh quan trọng của quá trình này là độ phân giải và tốc độ lấy mẫu.

làm thế nào để chuyển đổi số

Bởi vì các bộ điều khiển chỉ có thể đọc các tín hiệu kỹ thuật số, các mô hình khác nhau đều được điều khiển với ADC. tuy nhiên, có rất ít dac. vì vậy, chúng tôi sẽ chỉ cho bạn cách thực hiện một trình chuyển đổi dạng số đơn giản với các vật liệu có thể truy nhập được. ngoài ra, bạn có thể dễ dàng mở rộng nó đến độ phân giải vô hạn.

Không nói nhiều, đây là các bước:

bước đầu tiên: thu thập các vật liệu

bạn có thể đặt mua một bộ, hoặc bạn có thể tự thu thập chúng. bạn có bảng mạch in, điện trở, điện dẫn, diode và xmos.

bước 2: cài đặt các bộ phận

điều đầu tiên bạn cần làm là cài đặt điện trở và điện áp trên pcb. Cài đặt một điện trở 470 ohm, và sau đó là một bộ dẫn điện. tuy nhiên, bạn phải cài đặt đầu năng lớn nhất trước khi cài đặt các đầu điện khác theo nhãn trên bo mạch.

thêm vào đó, hãy đảm bảo rằng bạn đã hàn gắn máy rung thạch anh. Thứ hai, chúng ta có thể đặt nó theo một hướng để nó không bị sai lệch. cuối cùng, lắp đặt các đầu nối theo đánh dấu trên pcb.

bước 3: nối bo mạch xmos

Nếu bạn muốn DAC của bạn có cả đầu vào SPDIF và USB, bạn cần phải mua một thẻ đặc biệt (Board XMOS). vì vậy, một khi bạn đã mua card xmos, hãy cài đặt tất cả các đầu nối và khung cần thiết.

trình chuyển đổi số-điều khiển: hướng dẫn hoàn chỉnh_7

bảng xmos

Nguồn: Flickr

lưu ý: các phần này được cung cấp cùng với gói.

nếu bạn gặp bất kỳ vấn đề nào ở bước này, nó có thể là bộ phận cảm ứng của bạn. cố gắng thay đổi vị trí của các chất điện nhỏ. Cái này sẽ giải quyết được vấn đề.

bước 4: lắp đặt các điều khiển và bảng hiển thị của bạn

các dc có một loạt các đầu vào và các chế độ làm việc khác nhau; nó cần một bộ điều khiển và bảng hiển thị. bạn có thể tìm thấy các phần này trong bộ công cụ. tiếp theo, theo những hướng dẫn trên pcb, cài đặt điều khiển và bảng hiển thị của bạn. Cuối cùng, kết nối dây điện với màn hình, mạch điện của bạn được hoàn thành.

bước 5: thử nghiệm đầu tiên

kiểm tra mạch điện lần đầu tiên, đảm bảo mọi thứ đều ổn. nếu kiểm tra đầu tiên cho thấy mọi thứ đều bình thường, anh có thể đi.

bước 6: chọn máy biến thế của bạn

Bo mạch chủ của bạn cần ba bộ nguồn điện áp lượng: 2 x 15 volt, 9-12 volt và 9-12 volt. 2×15 vòng xoắn được tạo thành từ 9-12 vôn điện, với một đầu bơm ở giữa. mặt khác, hai máy biến thế 9-12 volt có các vòng tròn độc lập. bạn chỉ cần khoảng 5-10 watt vì tiêu thụ điện trên bảng mạch.

bước thứ bảy: tạo ra áo khoác của bạn

Bây giờ bạn đã có điện và mạch điện, kế tiếp là nhà cửa. bạn có thể sử dụng các máy thu vệ tinh hoặc các thiết bị khác phù hợp với mạch điện của bạn. Tuy nhiên, lắp bo mạch vào thùng máy có thể đòi hỏi một số công việc máy móc.

trình chuyển đổi số-điều khiển: hướng dẫn hoàn chỉnh_8

một lớp vỏ khác

nếu bạn không thể tìm được một bo mạch chủ phù hợp với bo mạch chủ của bạn, bạn có thể mua phiên bản đã sẵn sàng trên mạng thay thế.

bước 8: lắp đặt bảng mặt trước

bạn có thể gặp phải một sự cố nhỏ khi lắp đặt các đèn bảng mặt trước. và nó cần một số công việc máy móc để sửa chữa.

bước 9: kết hợp cuối cùng

sử dụng một bảng mạch điện, hai biến thế (một 15 + 15 volt đầu tiên, vòng xoắn 12 volt thứ hai) để tạo ra nguồn điện. Cuối cùng, hãy cài đặt tất cả mọi thứ trong hộp.

bước 10: thiết lập cuối cùng

Đặt đầu ra của tai nghe bên trong vỏ và cài đặt bất kỳ bộ khuếch đại A-level cho tai nghe.

trình chuyển đổi số-điều khiển: hướng dẫn hoàn chỉnh_9

bộ khuếch đại

nguồn:

Wikimedia Commons

Ngoài ra, nếu bạn có kế hoạch sử dụng một thiết bị được kết nối USB, bạn sẽ cần phải tải về các driver và cài đặt đúng.

lưu ý: bạn có thể nâng cấp dac của bạn bằng cách thực hiện thí nghiệm và thay thế các tụ điện và bộ khuếch đại. tuy nhiên, nếu các bản nâng cấp này không cho thấy kết quả tốt hơn, hãy quay trở lại các bộ phận ban đầu.

các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chuyển đổi

không phải tất cả các chuyển đổi đều cần giống nhau. một số có thể yêu cầu thời gian đếm cao hơn, trong khi những người khác có thể yêu cầu thời gian đếm thấp hơn. Thời gian chuyển đổi thông thường là 4.1 ms / 2 -= 2.05 ms, có thể là một giá trị tốt.

tuy nhiên, giá trị này tạo ra 2 x 244 = 488, có nghĩa là trung bình 488 chuyển đổi.

Do vậy, tốc độ chiều càng chậm, thì số chuyển đổi mỗi giây càng ít. Hơn nữa, các bộ chuyển đổi có độ phân giải thấp (thấp nhất) có tốc độ chuyển đổi cao hơn.

một yếu tố khác ảnh hưởng đến quá trình chuyển đổi là độ chính xác. độ chính xác của bộ so sánh xác định độ chính xác của bộ chuyển đổi.

Lời cuối cùng

bộ chuyển đổi âm thanh là một thành phần quan trọng của tất cả các thiết bị âm thanh. hầu hết các thiết bị này cần phải liên lạc với thế giới thực. vì vậy, họ cần chuyển đổi tín hiệu kỹ thuật số sang mô phỏng.

Ngoài ra, dự án của bạn có thể sử dụng bốn kiểu DAC, bao gồm Delta-SIGMA DAC, DAC chứng số nhị phân, DAC phân đoạn và DAC dạng nhị phân.

đây là tất cả những gì bạn cần biết về bộ chuyển đổi. nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi. Chúng tôi rất vui lòng giúp đỡ.