NTP8212 — цифровой усилитель 2х20 Вт (Arduino)⁠⁠

S/PDIF (Sony/Philips Digital Interface) – распространенный и стандартизированный интерфейс, предназначенный для передачи цифрового звука между доступными компонентами, звуковыми картами, ресиверами и аудиоаппаратурой.

I2S — стандарт интерфейса электрической последовательной шины, использующийся для соединения цифровых аудиоустройств. Применяется для передачи PCM-аудиоданных между интегральными схемами в электронном устройстве. Шина I2S передает по разным линиям сигналы синхронизации и сигналы данных, что приводит к снижению фазового дрожания, типичного для систем связи, восстанавливающих сигналы синхронизации из целого потока.

NTP8212 — полнофункциональный цифровой аудио усилитель (класса D), включающий силовой каскад для
системы стерео усилителей. В NTP8212G интегрирована система цифровой обработки аудиосигнала (ЦАП), высокоточный цифровой ШИМ-модулятор и два мощных полномостовых каскада питания МОП-транзисторов.

NTP8212G поддерживает формат передачи цифровых данных I2S (I²S — стандарт интерфейса электрической последовательной шины, использующийся для соединения цифровых аудиоустройств) с частотой дискретизации от 8 кГц до 192 кГц, с разрешением до 24 бит.

Усилитель выдает 2 x 20 Вт (при питании 24 В на нагрузке 8 Ом), оснащен цифровым регулятором громкости, баланса, имеет 5-и полосный эквалайзер, так же доступны функции MUTE и STANDBY.

Структурная схема усилителя

Основные параметры усилителя NTP8212:

• Напряжение питания цифровое от 3,0 до 3,6 В (3,3 В рекомендуемое)

• Аналоговое питание от 4,5 до 28 В

• Отношение сигнал/шум 95 дБ

• Коэффициент гармоник (THD+N 1W, 1kHz) не более 0,1 %

• КПД усилителя 90 %

• Частота PWM 384 кГц

• Управление цифровое I2C

• Ток потребления в режиме STANDBY не более 0.2 мкА

• 5-и полосный эквалайзер 100 Гц, 300 Гц, 1 кГц, 3 кГц, 10 кГц с диапазоном регулировки от -12 до +12 дБ

Для правильной работы цифрового усилителя NTP8212, необходимо использовать ресивер, который преобразует сигнал S/PDIF в формат I2S. В данном примере использован ресивер CS8416.

Параметры ресивера CS8416:

• Напряжение питания:

  • +3.3 V Analog Supply (VA)

  • +3.3 V Digital Supply (VD)

  • +3.3 V or +5.0 V Digital Interface Supply (VL)

• Входной формат данных: S/PDIF

• Выходной формат данных:

  • Left-Justified

  • Right-Justified

  • I2S (аппаратно настроен)

• Разрядность 16 — 24 бит (аппаратно настроен на 24 бит)

• Частота дискредитации 32 — 192 кГц (аппаратно настроен на 192 кГц)

• Фильтр De-emphasis:

  • No De-emphasis (аппаратно настроен)

  • 32 kHz

  • 48 kHz

  • 44.1 kHz

• Кол-во входов: 8 (аппаратно поддерживает 4)

Ресивер CS8416 имеет цифровой интерфейс управления, но может быть сконфигурирован аппаратно. В данном примере ресивер сконфигурирован аппаратно и имеет выходной формат I2S 24 бит с частотой дискредитации 192 кГц. При аппаратной настройке в ресивере доступно 4 входа S/PDIF (8 входов при программном управлении).

Коммутация входами осуществляется при помощи пинов RSEL1 и RSEL0 микросхемы ресивера , при этом лог. 1 подается с питания VL (+5 В), а логический ноль с DGND.

INPUT RSEL0 RSEL1

RXP0 00 RXP1 10

RXP2 01 RXP3 11

Ресивер работает независимо от Arduino, в схеме присутствует индикатор режима работы светодиод D1, при подключении коаксиального кабеля с источником цифрового сигнала светодиод гаснет, при отключении кабеля загорается.

Для управления работой усилителя и ресивера используется плата Arduino Nano, три кнопки и энкодер (модуль KY-040), так же управление полностью продублировано ИК пультом, информация о текущих настройка отображается на дисплее LCD1602 с платой I2C.

Схема ресивера

Схема усилителя

Схема управления

На дисплей выводится три меню, переключение меню осуществляется при помощи кнопки энкодера.

• Меню индикаторов громкости (от 0 до 99) и коммутатора входов

Регулировка громкости осуществляется при помощи энкодера.

• Меню эквалайзера, регулировка уровня усиления или ослабления выбранной полосы осуществляется при помощи энкодера, выбор полосы происходит при нажатии на кнопку INPUT/EQ_F. Меню эквалайзера содержит графический индикатор регулировки полос.

• Меню регулировки баланса

• Режим MUTE

• Режим STANDBY

Так как предусмотрена управляемая яркость подсветки дисплея, то можно установить яркость подсветки в основном  режиме и в режиме STANDBY (как правило с пониженной яркостью подсветки), регулировка яркости подсветки осуществляется через скетч:

#define BRIG_H 200 // Яркость 0…255 POWER ON
#define BRIG_L 50 // Яркость 0…255 POWER OFF

Подсветка — убрать перемычку с модуля I2C PCF8574 и подключить вывод модуля к цифровому выходу Arduino D6. Перед подключением замерить ток подсветки который не должен превышать 20 мА (у моего модуля ток не более 15 мА, замер производить между контактами перемычки).

Максимальный выходной ток одного выхода Arduino Nano не должен превышать 40 мА (рекомендуется не более 20 мА).

ИК пульт дублирует работу энкодера и кнопок. Для управления усилителем подойдет практически любой пульт ИК, для поддержки Вашего пульта необходимо прописать коды кнопок в скетч:

#define IR_1 0x2FDD02F // Кнопка вверх #define IR_2 0x2FD32CD // Кнопка вниз #define IR_3 0x2FD906F // Кнопка > #define IR_4 0x2FDF20D // Кнопка < #define IR_5 0x2FD6A95 // Кнопка IN #define IR_6 0x2FDEA15 // Кнопка MUTE #define IR_7 0x2FD00FF // Кнопка STANDBY (POWER)

Для получения кодов кнопок Вашего пульта загрузите скетч и откройте монитор порта, при нажатии кнопки пульта его код будет отображен в мониторе порта.

Скетч - http://rcl-radio.ru/?p=129927