• Внешний USB-ЦАП-Аудиопроцессор CDD-010 можно купить

DSP проект 6. Автоматический EQ = коррекция АЧХ акустических систем с биампингом.

Олег

Administrator
Команда форума
В этом проекте с помощью ДСП ADAU1452 или ADAU1467 скорректируем АЧХ недорогих колонок Yamaha NS-6490, значительно улучшив их качество звучания.

Колонки Yamaha NS-6490 - одни из самых интересных трехполосных полочных АС. Легко разбираются и поддаются механической доработке. Ничего пилить и клеить не будем. Только Цифровой Аудио Процессор. Для этого проекта нужно отвинтить заднюю крышку колонки с разъемами, отсоединить низкочастотный динамик от общих клемм и вывести его на дополнительные разъемы. Затем убрать конденсатор фильтра среднечастотного громкоговорителя (он больше не нужен!). В результате получится трехполосная акустика с выводами для двух усилителей одного на низкочастотную головку, второго на среднечастотную плюс твиттер.

Получится так:
NS6490.jpg

Для тюнинга будем использовать DSP KIT 4x3 HD и AD1934 DAC, Преобразователь: I2S - Аудио

Блок схема.

В отличии от предыдущих проектов в этом не будут использоваться регулировки тембра. На схеме только регулировка громкости, селектор входов, кнопка MUTE и индикация. Дополнительная кнопка NX4-1 это переключатель, на который выведена возможность включить или выключить автоматический эквалайзер. Будем оценивать тюнинг “на лету”. Схема регулировок полностью соответствует девайсу DSP KIT SDW за исключением дисплея показывающего частоту дискретизации воспроизводимого потока.

Комплектация:

1 х DSP KIT 4x3 HD - USB DAC+DSP. Материнская плата с ADAU1452
1 х Reflex - USB Hi-Res transport 32bit/96kHz, 2xI2S, TDM8, STM32F446RC
1 х AD1934 DAC CODEC V2 - Преобразователь: I2S – Аудио на 8 линейных выходов.
4 x RDC1-0034a - Дифференциальный, высокопроизводительный усилитель на OPA1632

Управление и индикация
1 х Неон 90R - Правый поворот из трех светодиодов Neopixel
2 x WS2812B (Neopixel), Светодиод SMD 5050 RGB с пиксельной адресацией
2 x Резистор переменный с линейной характеристикой
2 x Кнопка тактовая
1 х Кнопка на панель. Power.
1 x любой светодиод
1 х резистор 1кОм
ad1938_1938_AUTO-EQ.jpg


Конструкция.

На материнскую плату DSP KIT 4x3 HD устанавливаем транспорт Reflex. Преобразователь I2S-audio AD1934 DAC подключаем так:
I2S порт DAC1 на AD1934 DAC соединить пин-пин с I2S портом OUT 1 на материнской плате.
SPI порт AD1934 DAC подключаем к SPI порту материнской плате. См. Блок схему.
Аналоговые выходы DAC1 и DAC2 на AD1934 DAC это дифференциальный выходы для высокочастотного канала выше 1000Гц. Через предварительные дифференциальные усилители RDC1-0034 сигнал подаем на первый стерео усилитель мощности.
Аналоговые выходы DAC3 и DAC4 на AD1934 DAC в проекте назначаются как стерео дифференциальные аналоговые выходы низкочастотного канала ниже 1000Гц. Через предварительные дифференциальные усилители RDC1-0034 сигнал подаем на второй усилитель мощности.

Элементы управления:
громкость, переключатель входов – переменные резисторы с линейной шкалой номиналом от 10 до 50 кОм. Крайние выводы подключаются между GND и 3V3, а средний вывод на входы GPIO материнской платы.
Громкость – GPIO1
Селектор входов – GPIO0
Кнопки замыкают входы GPIO и GND
MUTE – GPIO7
Nx4-1 – GPIO20

Индикация:

пять включенных последовательно адресных светодиодов WS2812. Три на плате Неон90R на них будет индикация селектора входов. Плату удобно располагать рядом с переменным резистором селектора входов. За ними светодиоды MUTE и Nx4-1. Ещё один обычный светодиод с резистором можно подключить в выводу GPIO21.
Всё эти элементы установлены на готовой панели управления DSP KIT SDW с Алюминиевой лицевой накладкой DSP KIT SDW панель
10.jpg

Проект SigmaStudio

ad1938_1938_AUTO-EQ_SigmaStud.jpg


На схеме. Три входа: SPDIF/TOSLINK, Reflex USB audio, HDMI via I2S. Сигналы подаются на селектор входов. Сигнал SPDIF/TOSLINK предварительно обрабатывается схемой удаления щелчков во время синхронизации. За селектором регулятор громкости.
Дальше – кроссовер, который разделяет широкополосный стерео сигнал на низкочастотный (ниже 1000 Гц) и высокочастотный (выше 1000 Гц) стерео каналы.
Ниже настройки кроссовера в проекте, после нажатия на синюю иконку.
cross.jpg

Фильтры Линквица - Райли для НЧ и ВЧ с частотами среза 1080Гц и 920Гц соответственно обеспечивают достаточную для нашего случая крутизну и небольшой подъем на стыке 1000Гц, всего 1дБ.
За кроссовером четыре автоматических эквалайзера для выравнивания АЧХ колонок, по два на ВЧ и НЧ каналы. Настройка фильтров будет описана ниже в разделе Измерения.
Сигналы после автоматических зквалайзеров поступают на раздельные выходы НЧ и ВЧ.
Перед выходами SPDIF и I2S via HDMI установлены миксеры смешивающие НЧ и ВЧ каналы. В результате на этих выходах получаем обработанный широкополосный стерео сигнал для подключения оконечных стерео ресиверов с цифровыми входами.
Схема удаления щелчков предназначена для удаления щелчков в момент синхронизации SPDIF.


Sigma2click.jpg


Считываются данные с регистра F580. После синхронизации выделяется нужной бит, который на алгоритме Slew vol изменяет уровень громкости от приглушенного до нормального уровня. Чтобы щелчок замаскировался этим алгоритмом основной сигнал должен быть задержан на некоторое время. Мы установили задержку в 500 выборок (samples).
Для настройки регистров в паре ADAU1452 и AP1938 важно знать, что для выходных портов кодека AD1938 был выбран режим работы TDM. Поэтому в конфигурациях необходимо обратить внимание на настройки портов Serial Ports Output. Для ADAU1452 для выходного порта 1 (Serial output port 1) необходимо указать, что здесь будут выводится 8 каналов.

Настройки регистров ADAU1452 и AD1934.

Для ADAU1452 для выходного порта 1 (Serial output port 1) необходимо указать, что здесь будут выводится 8 каналов в режиме TDM8. Этот порт физически подключен к порту AD1934.

RegisterControls.jpg


Необходимо для AD1934 указать, что порт тоже работает в режиме – TDM.

RegisterControlsAD1934.jpg


Всё это уже настроено в прикреплённом проекте.
Скачайте, меняйте что хотите.
Не забудьте! Комбо Проект ChipStudio первый раз следует открывать через функцию импорт.
 

Вложения

Последнее редактирование:

Олег

Administrator
Команда форума
DSP проект 6. Автоматический EQ = коррекция АЧХ акустических систем

Измерения и настройка автоматических эквалайзеров.

Вам понадобятся дополнительная аудиокарта и измерительный микрофон.
Для измерений АЧХ колонок в тракте с нашим ЦАП-ом скачайте и установите ПО REW - это бесплатное программное обеспечение для измерения акустики помещений, громкоговорителей и аудиоустройств.
Подключите к своему компьютеру наш ЦАП через USB вход на транспорте Reflex. Это будет устройство воспроизведения. В качестве устройства записи назначьте вашу аудиокарту с подключенным микрофоном.
Микрофон устанавливается на расстоянии 1 метр от колонки.
Запустите REW. Настройте Output Device и Input Device. Откалибруйте soundcard.
Измерения проводятся sweep тоном по всей полосе: 20-20000Гц.
В результате измерений мы получили вот такую АЧХ колонок Yamaha NS-6490.
АЧХ-REW.jpg


Видны завалы на низких частотах до 50Гц в диапазоне от 300Гц до 700Гц и на высоких от 6кГц до 12кГц. Это нужно поправить!
В ПО REW делаем экспорт всех наших измерений в txt файл. Export all measurements as text.

Export.jpg


Важно. Проверьте настройки экспорта. Особенно разделители должны быть запятые Comma. По умолчанию открывается что-то другое.

Export_2.jpg


Сохраняем файл. Открываем его в блокноте.

По умолчанию файл сохранится с заголовком (выделено курсивом):

* Measurement data measured by REW V5.20.7
* Source: C:\Users\oleg.tetushkin\Documents\Streamer_REFLEX_FrontPanel_Lite1\ПО_Сигма ТЕМБР_AD1938_TDM_AUTOMATIC\New Folder\ноя 14_to_ноя 14.txt
* Format: Comma/Tab/Space delimited data
* Dated: 14.11.2022 17:19:55
* REW Settings:
* C-weighting compensation: Off
* Target level: 75.0 dB
* Note: ; Measurement imported from C:\Users\oleg.tetushkin\Documents\Streamer_REFLEX_FrontPanel_Lite1\ПО_Сигма ТЕМБР_AD1938_TDM_AUTOMATIC\New Folder\ноя 14_to_ноя 14.txt Format: Comma/Tab/Space delimited data 239 values loaded, 21 Hz to 19 483 Hz log spaced
* Measurement: ноя 14_to_ноя 14
* Smoothing: 1/3 octave
* Frequency Step: 1/24 octave
* Start Frequency: 21.200 Hz
*
* Freq(Hz), SPL(dB), Phase(degrees
)


21.200001, 81.706, 20.4992
21.799999, 82.142, 17.0875
22.400000, 82.622, 12.7150
23.000000, 83.089, 7.6061
23.600000, 83.509, 1.9752
24.299999, 83.912, -4.9764
25.000000, 84.208, -12.0302
……………………………

Заголовок из этого файла SigmaStudio не понимает. Выделите и замените его на другой (выделено курсивом)

"Sensitivity Excess Phase - dB SPL/watt (8 ohms, @0.50 meters) (High)"
"Hz" "Mag (dB)" "deg"


21.200001, 81.706, 20.4992
21.799999, 82.142, 17.0875
22.400000, 82.622, 12.7150
23.000000, 83.089, 7.6061
23.600000, 83.509, 1.9752
24.299999, 83.912, -4.9764
25.000000, 84.208, -12.0302

……………………………

Можете скопировать его прям отсюда. Замените и сохраните.
Ещё проверьте, чтобы не было пустых строк в конце файла, после данных. Удалите их.
Дальше открываем проект SigmaStudio с автоматическими эквалайзерами Auto EQ и нажимаем на синюю иконку эквалайзера, сначала ВЧ левого канала Auto EQ_HP_L

Respose_1.jpg


Откроется чистое окно настроек. Отметьте, что вам нужно загрузить файл с частотной характеристикой. Выберите файл на своем компьютере. Это тот файл, где меняли заголовок.
В нижнем окне появится снятая характеристика.

Respose_2.jpg


Переходим на вкладку Target Response. В верхнем окне устанавливаем шкалу от 1000Гц до 20000Гц. Это диапазон который будет исправлять ВЧ эквалайзер и что мы хотим от него получить ровную АЧХ.

АЧХ-AUTO-EQ2-Target.jpg


В следующем окне Design Settings делаем настройки дизайна. Будем использовать 5 фильтров для выпрямления АЧХ в диапазоне от 1000Гц до 20000Гц. Нажимаем кнопку Design All и наша АЧХ чудесным образом выпрямляется. Красная кривая в диапазоне 1000-20000Гц. На графике мы также видим синюю кривую – это наш исходный материал и фиолетовую - это результат работы пяти фильтров.
На вкладке Filters можно посмотреть что делают каждый из пяти фильтров и поправить что-то.

АЧХ-AUTO-EQ3-Design.jpg


Затем тоже самое проделываем с вторым эквалайзером для правого канала Auto EQ_HP_R.
Можно сохранить результаты в файл. Даже нужно.
Следующим этапом подстроим НЧ каналы. Всё также как и с ВЧ, но выбираем диапазон от 20Гц до 1000Гц.

АЧХ-AUTO-EQ2-LP-Target.jpg


В окне Design Settings делаем настройки дизайна. Будем использовать тоже 5 фильтров для выпрямления АЧХ в диапазоне от 10Гц до 1000Гц. Нажимаем кнопку Design All. И АЧХ в НЧ диапазоне на глазах становится практически линейной в диапазоне 10-1000Гц.

АЧХ-AUTO-EQ3-LP-Design.jpg


На следующем рисунке совмещена работа двух автоматических эквалайзеров НЧ и ВЧ каналов.
Результат выделен красной линией это новая АЧХ колонок Yamaha NS-6490. Сравните с синей это то, что было до работы ДСП ADAU1452

АЧХ-AUTO-EQ5-ALL-Design.jpg

Сохраните результаты в файл и обязательно сохраните проект SigmaStudio.
 
Последнее редактирование:

Олег

Administrator
Команда форума
DSP проект 6. Автоматический EQ = коррекция АЧХ акустических систем
Проект ChipStudio

На блок схеме проект для ChipStudio. Указан функциональное назначение каждого блока.
В папках DATA* находится значения для блоков снятые из SigmaStudio.

Chip_AutoEQ.jpg


Вы можете скачать комбо-проект для всех частот дискретизации.
Имейте ввиду, что первый запуск комбо проекта следует производить через импорт.
File – ImportComboproject.
Накиньте 12-й джампер и загрузите комбопроект в Reflex установленный на плате DSP KIT 4x3 HD.
Все, что было описано выше, намного проще и дешевле сделать в готовом ЦАП CDD-010 Внешний USB-ЦАП-Аудиопроцессор.
 

RAV1962

Well-known member

Дюжбан

Well-known member
Здравствуйте. Нереально круто и очень интересно. Это прорыв! А есть ли видео демонстрации звучания?
//скажите, а сможете с помощью dsp "компенсировать" вес диффузора и его инертность? Есть подозрение что это новый этап в улучшении звучания.
 

Олег

Administrator
Команда форума
Олег, может стоит сделать адаптер побольше с возможностью вставлять туда предусилители по максимально возможному количеству каналов?
Думали об этом. Но если он будет большой попасть в разъемы на материнке очень трудно, их не видно)
Ну и эти преды, на OPA1632, очень маленькие. Вон на фото висят себе никому не мешают
 

RAV1962

Well-known member
Думали об этом. Но если он будет большой попасть в разъемы на материнке очень трудно, их не видно)
Ну и эти преды, на OPA1632, очень маленькие. Вон на фото висят себе никому не мешают
Сопли всегда ведут к помехам(. Может направляющие сделать?
 

Олег

Administrator
Команда форума
Сейчас наделаем разных DSP проектов, штук 10, например. Потом ещё раз вернемся к теме переходника, с опытом компоновки и прослушивания.
 

Олег

Administrator
Команда форума
Хочется попробовать алгоритм ADI Surround -он раскладывает стерео на пять каналов - левый, правый, центр и два тыла. Это из SPDIF или аналогового входа будет, а Reflex через USB умеет воспроизводить настоящий 7.1 Будем смотреть КиноПоиск)
И ещё для музыкантов - вместо селектора входов поставить микшер, чтобы по USB через Reflex нулевка шла, а к аналоговому входу гитару например или вокал.
 

RAV1962

Well-known member
Хочется попробовать алгоритм ADI Surround -он раскладывает стерео на пять каналов - левый, правый, центр и два тыла. Это из SPDIF или аналогового входа будет, а Reflex через USB умеет воспроизводить настоящий 7.1 Будем смотреть КиноПоиск)
И ещё для музыкантов - вместо селектора входов поставить микшер, чтобы по USB через Reflex нулевка шла, а к аналоговому входу гитару например или вокал.
Олег, вы совсем не любите автомобилистов))))
А это ОГРОМНЫЙ рынок!
 

RAV1962

Well-known member
Хочется попробовать алгоритм ADI Surround -он раскладывает стерео на пять каналов - левый, правый, центр и два тыла. Это из SPDIF или аналогового входа будет, а Reflex через USB умеет воспроизводить настоящий 7.1 Будем смотреть КиноПоиск)
А обычный вход HDMI 7.1 никак в TDM8 не преобразовать?
 
Верх