Tda7313 схема включения. Аудиопроцессор TDA7313: схема подключения, особенности и применение — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое аудиопроцессор TDA7313. Как подключить TDA7313 к микроконтроллеру. Какие функции выполняет TDA7313 в аудиосистемах. Как использовать TDA7313 для создания предусилителя.

Содержание

Обзор аудиопроцессора TDA7313

TDA7313 — это специализированная микросхема-аудиопроцессор, предназначенная для построения предварительных усилителей в различных аудиосистемах. Данный чип выпускается уже более 20 лет, но до сих пор остается популярным благодаря своей функциональности и хорошим техническим характеристикам.

Основные особенности TDA7313:

3 стереофонических входа с возможностью переключения
4 выхода для создания квадрофонического звучания
Регулировка громкости, тембра НЧ и ВЧ
Управление балансом для фронтальных и тыловых каналов
Функция тонкомпенсации (loudness)
Управление по шине I2C
Напряжение питания 6-10В (номинальное 9В)
Низкий уровень шумов и искажений

Схема подключения TDA7313

Для работы с TDA7313 требуется минимальная обвязка — несколько конденсаторов и два резистора. Типовая схема включения выглядит следующим образом:

[Здесь можно было бы добавить изображение типовой схемы подключения TDA7313]

Основные моменты при подключении:

Питание подается на вывод 16 (VCC), общий провод — на вывод 8 (GND)
Входные сигналы подаются на выводы 9-11 и 13-15
Выходные сигналы снимаются с выводов 22-25
Для работы I2C интерфейса необходимо подтянуть линии SCL и SDA к питанию через резисторы 4.7-10 кОм

Функциональные возможности TDA7313

TDA7313 предоставляет широкие возможности по обработке аудиосигнала:

Регулировка громкости

Позволяет ослаблять входной сигнал в диапазоне от 0 до -78.75 дБ с шагом 1.25 дБ. Как это работает? Микросхема содержит внутренний аттенюатор, управляемый цифровым кодом. Чем больше значение кода, тем сильнее ослабляется сигнал.

Регулировка тембра

Имеются раздельные регуляторы для низких (BASS) и высоких (TREBLE) частот. Диапазон регулировки составляет ±14 дБ с шагом 2 дБ. За счет чего это реализовано? В схеме используются активные фильтры, коэффициент усиления которых меняется программно.

Переключение входов

TDA7313 позволяет выбирать один из трех стереовходов. Реализовано это с помощью внутренних аналоговых мультиплексоров. Какой вход активен в данный момент? Это определяется управляющим кодом, передаваемым по I2C.

Регулировка баланса

Для каждого из 4-х выходных каналов можно индивидуально регулировать уровень сигнала в диапазоне от 0 до -38.75 дБ. Зачем это нужно? Это позволяет точно настроить баланс между левым/правым и фронтальными/тыловыми каналами.

Управление TDA7313 по шине I2C

Все настройки TDA7313 осуществляются путем записи данных в регистры микросхемы по интерфейсу I2C. Как это происходит?

Передается стартовый бит
Отправляется адрес микросхемы (0b1000100)
Передается адрес регистра и данные для записи
Отправляется стоповый бит

Какие регистры есть у TDA7313? Основные регистры:

Регистр громкости (0x00)
Регистры тембра НЧ и ВЧ (0x01 и 0x02)
Регистры аттенюаторов выходных каналов (0x03-0x06)
Регистр переключения входов (0x07)

Применение TDA7313 в аудиосистемах

Где можно использовать TDA7313? Основные области применения:

Автомобильные аудиосистемы
Домашние Hi-Fi системы
Профессиональные микшерные пульты
Мультимедийные компьютерные системы

Почему TDA7313 хорошо подходит для этих применений? Микросхема обеспечивает качественную обработку сигнала, имеет низкий уровень шумов и искажений, позволяет гибко настраивать звучание.

Создание предусилителя на TDA7313

TDA7313 позволяет легко реализовать функциональный предварительный усилитель. Какие компоненты потребуются?

Микросхема TDA7313
Микроконтроллер для управления (например, ATmega8)
ЖК-дисплей для отображения настроек
Кнопки управления
Источник питания 9В

Как будет работать такой предусилитель? Микроконтроллер считывает нажатия кнопок, отображает меню на дисплее и отправляет команды в TDA7313 по I2C. Пользователь может регулировать громкость, тембр, переключать входы.

Программирование микроконтроллера для работы с TDA7313

Для управления TDA7313 необходимо запрограммировать микроконтроллер. Какие основные задачи должна решать программа?

Инициализация I2C интерфейса
Реализация функций для записи в регистры TDA7313
Отработка нажатий кнопок управления
Отображение меню на ЖК-дисплее
Сохранение настроек в энергонезависимой памяти

Пример функции для установки громкости на языке C:

void setVolume(uint8_t volume) {
  i2c_start();
  i2c_write(TDA7313_ADDRESS);
  i2c_write(0x00);  // Адрес регистра громкости
  i2c_write(volume);
  i2c_stop();
}

Преимущества использования TDA7313

Почему стоит выбрать TDA7313 для аудиопроекта? Основные плюсы:

Широкая функциональность в одном корпусе
Простота применения, минимум внешних компонентов
Низкий уровень шумов и искажений
Возможность цифрового управления по I2C
Невысокая стоимость
Доступность и распространенность микросхемы

Эти преимущества делают TDA7313 отличным выбором для создания недорогих, но функциональных аудиоустройств.

Electronics Life: Аудиопроцессор TDA7313

Несколько лет назад в рамках курсового проекта мы с напарником разработали и сделали усилитель с аудиопроцессором TDA7313. Как то меня потянуло на былые времена, вот и захотел рассказать, что это за микросхема и с чем ее едят.

Сразу предупреждаю, что микросхема эта очень старая (выпускалась еще 20 лет назад), но несмотря на это ее по прежнему производят (наверное).
С datasheet-ом на эту микросхему можно ознакомиться по ссылке ниже:

Документация на микросхему
Рассмотрим структуру TDA7313:

Как видим микросхема имеет 3 стерео входа, каждый из которых можно выбрать. Одновременно может работать только 1 стерео вход. Присутствуют регуляторы ВЧ (TREBLE), НЧ (BASS) и громкости звука (VOL). Сигнал выдается на 4 выхода (псевдоквадро). Микросхема так же имеет опцию тонкомпенсации (LOUDNESS). Управление осуществляется с помощью I2C. Обвязка минимальная — несколько конденсаторов и два резистора. Номинальное напряжение питания 9В.

Работать с этим аудиопроцессором очень просто и приятно. Для начала нужно передать по I2C старт-бит, потом передать адрес микросхемы и в конце запросить подтверждение (ACK) путем подачи еще одного такта на линию SCL шины I2C (см. рисунок ниже):

S = Start
ACK = Acknowledge
Адрес всегда фиксирован, по этому нельзя управлять более чем одной микросхемой на одной шине. Из микросхемы нельзя ничего читать (по крайней мере этого я не нашел в документации), по этому младший бит адреса, отвечающий за направление передачи, от ведомого к ведущему или наоборот, всегда равен нулю.
После того как будет передан адрес микросхемы передается байт данных. Старшие биты этого байта указывают на то, какому из внутренних регистров микросхемы предназначаются данные, а остача бит — это само значение, записываемое в регистр. Ниже приведена таблица регистров из документации.

Представим себе, что мы хотим установить громкость. Управлять громкостью для этой микросхемы значит ослабить входной сигнал в некоторое количество dB. Пусть интересующее значение ослабления равно -50.125 dB. Чтобы решить данную задачу мы должны записать в регистр Volume control значение соответствующее -50.125 dB. Для этого подготовим байт данных. Два старших бита этого байта должны быть равными 0, т.к. адрес интересующего нас регистра это два нуля (см. таблицу). Значение ослабления I = 10Bx + 1,25Ax (см. таблицу сверху), где Ax — десятичное числовое значение, кодируемое группой битов А; Bx — десятичное числовое значение, кодируемое группой битов B. Т.е. значению в 50.125 dB отвечает двоичное число 101001b. Следовательно наш байт данных для установки нужной нам громкости равен 0b00101001.
Получается, что для того, чтобы установить уровень громкости соответствующий ослаблению в 50.125 dB нужно передать по I2C следующую информацию:

S — старт бит
0b10001000 — адрес микросхемы и направление от ведущего к ведомому
ACK — запрос подтверждения (ведущий должен выдать SCK, ведомый ответит нулем на SDA)
0b00101001 — записать в регистр Volume control значение соответствующее -50. 125 dB
P — стоп бит (опционально, если не хотим записывать в другие регистры)

Вообще в документации приведены таблицы различных значений для каждого регистра.
Отдельно хотелось бы поговорить о регистре Audio swich, т.к. он немного отличается от других регистров тем, что содержит в себе настройки не одного параметра, а сразу нескольких. С помощью этого регистра можно: выбрать вход путем переключения входных аналоговых мультиплексоров, включить или выключить тонкомпенсацию, задать общий коэффициент усиления микросхемы.

Для работы с микросхемой TDA7313 я сделал небольшую библиотеку. Она содержит класс TDA7313_t, имеющий следующие методы:

       void Init(void) — инициализация
       void SetVolume(uint8_t vol) — установка громкости от 0 до 100%
       void SetFrontBalance(uint8_t leftValue,uint8_t rightValue) — регулировка баланса передних динамиков. Входные параметры от 0 до 10 единиц.
       void SetRearBalance(uint8_t leftValue,uint8_t rightValue) — регулировка баланса задних динамиков.
       void SetBass(int8_t bass) — регулировка тембра НЧ (от -14 до 14 дБ).
       void SetTreble(int8_t treble) — регулировка тембра ВЧ (от -14 до 14 дБ).
       void SelInput(Input_t input) — выбор стерео входа. Входным параметром может быть:

INPUT_1
INPUT_2
INPUT_3
INPUT_4 — физически не выведен на выводы микросхемы

void SetLoudness(Loudness_t ld) — включение/выключение тонкомпенсации. Входным параметром может быть:

LOUDNESS_ON — включить тонкомпенсацию
LOUDNESS_OFF- выключить тонкомпенсацию

void SetAmplification(Amplification_t amp) — установка коэффициента усиления микросхемы. Доступны следующие коэффициенты:

AMP_PLUS_11_25_dBm
AMP_PLUS_7_5_dBm
AMP_PLUS_3_75_dBm
AMP_PLUS_0_dBm

Библиотека использует для доступа к шине I2C библиотеку-драйвер.
Исходник библиотеки для работы с TDA7313, а также драйвер I2C для МК stm8s здесь:
Библиотека для работы с TDA7313
Для работы на других МК изменять библиотеку для работы с TDA7313 не нужно, только реализацию I2C.
На этом все.

Микроконтроллеры и Технологии — Простой аудиопроцессор на TDA7313 и ATmega8

Часы на ATtiny85 и светодиодной матрице с драйвером HT16K33

Источник питания на ATmega8

: Создано: 03 октября 2012; Просмотров: 59699

ATmega8 HD44780 TDA7313 Аудиопроцессор

Микросхема TDA7313 — аудиопроцессор предназначена для построения предварительного усилителя аудиоаппарата. Кроме предварительного усиления сигнала для последующего его подачи на УМЗЧ, данная микросхема выполняет функции переключателя трех входов, регулировки тембра, громкости, стереобаланса, а так же микширования сигналов, поступающих с разных входов. На выходе имеется квадросигнал, — стереовыход для фронтальных УМЗЧ и стереовыход для тыловых УМЗЧ. То есть, должно быть четыре УМЗЧ и четыре акустические системы. Вполне возможно использовать в качестве УМЗЧ микросхему типа TDA1558 (счетверенный интегральный УМЗЧ 4х11W), или аналогичную.

Управление аудиопрцессором TDA7313 осуществляется по шине I2C при помощи внешнего контроллера. В данном случае в качестве контроллера управления используется схема на микроконтроллере ATMEGA8-16А и двухстрочном 16-символьным модулем жидкокристаллического индикатора. Конструктивно все выглядит очень просто. На передней панели аппарата, в который будет установлен этот предусилитель, будет выходить экран дисплея и клавиатура из пяти кнопок, расположенных так как средние универсальные кнопки большинства пультов управления, то есть, посредине одна кнопка, и четыре: сверху, снизу, слева и справа от неё. Средняя кнопка — MUTE, она для быстрой блокировки звука (чтобы не шарить в меню, а выключить звук сразу). Сверху и снизу от неё кнопки «вверх» и «вниз», с их помощью можно перебирать параметры меню перемещаясь по строкам, соответственно, вверх и вниз. Слева и справа -кнопки «+» и «-», соответственно, с их помощью можно регулировать выбранный кнопками «вверх» и «вниз» параметр, или переключать его состояния (например, переключать входы).

Есть три входных разъема «Вход 1», «Вход 2» и «Вход 3». На них подают аналоговые аудиосигналы от источников сигнала, например, от радиоприемного тракта, проигрывателя DVD и телевизора. Сигналы поступают на выводы 9-11 и 13-15 микросхемы А1.

Выходных разъема два, — «Выход тыл» и «Выход фронт». Сигналы снимаются с выводов 22-25. Питается TDA7313 от источника напряжением 9V. Вообще, напряжение питания может быть от 6 до 10V.

Контроллер D1 типа ATMEGA8-16A, с синхронизацией от внешнего кварцевого резонатора частотой 4 МГц.

Управление осуществляется кнопками S1-S5. При этом в верхней строке дисплея отображается название параметра, а в нижней процесс его изменения. При выполнении регулировок в нижней строке будет диаграмма, показывающая величину установленного параметра. При переключении входов, — в верхней строке надпись «Audio Switch», а в нижней номер выбранного входа, — «lnput1», «lnput2», или «lnput3».

Никаких действий для запоминания установленных настроек не нужно, просто переходите по меню вверх-вниз, и выставляете величины параметров. Через 60 секунд после прекращения действий все изменения запоминаются.

В контроллер нужно внести программу, TDA7313.HEX которая находится в архиве. На мой взгляд, наиболее удобно все это смонтировать на двух макетных печатных платах, — раздельно аналоговую и цифровую часть. Цифровую плату вместе с дисплеем расположить на фронтальной панели аппарата, а аналоговую в более подходящем месте, — возле входов или УМЗЧ.

При условии исправных деталей и корректного программирования контроллера предварительный усилитель работает после первого же включения.

Архив для статьи «Простой аудиопроцессор на TDA7313 и Atmega8»
Описание: Файл прошивки микроконтроллера, макет печатной платы Eagle
Размер файла: 66. 7 KB Количество загрузок: 3 591	Скачать

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Назад
Вперед

Трансформатор тока
SSD1351
Remote
DDS
ESP-12E
PIC12F617
ATmega162
ACS712
ATtiny13
PIC16F73
BTS555
Калькулятор
Измеритель
Sh2106
Li-ion
TLP251F
PIC12F683
LPT
TL494
DHT11

AVR на базе TDA7313 Управление аудиопроцессором

Аудиопроцессор TDA7313 используется уже более десяти лет из-за его простоты, функциональности и правильных параметров, таких как низкий уровень искажений и низкий уровень шума. Чип основан на технологии BIPOLAR/CMOS и может использоваться в различных приложениях, включая автомобильные радиоприемники, Hi-Fi, простые микшеры.

Микросхема TDA7313 имеет три внешних стереовхода, которые позволяют мультиплексировать три входящих источника звука. Он имеет регулятор громкости с шагом 1,25 дБ, регулятор высоких и низких частот, функцию громкости. Каждый из четырех выходов имеет отдельный регулятор, позволяющий сбалансировать выходы. Чипом можно управлять через интерфейс I2C (TWI).

Описание аудиопроцессора

Идея этого проекта заключалась в создании независимого аудиопроцессора, который может быть встроен в любую звуковую систему с возможностью управления настройками с помощью простого кнопочного интерфейса с предварительным просмотром меню на ЖК-дисплее.

Цель состояла в том, чтобы охватить все функции аудиопроцессора в ЖК-меню.

Схема и печатная плата

Принципиальная схема почти такая же, как в техпаспорте, плюс схема управления Atmega8.

Плата управления спроектирована на односторонней печатной плате, что упрощает ее воспроизведение.

Вот прототип платы с подключенными кнопками и ЖК-дисплеем.

Некоторые ошибки, обнаруженные на борту, уже исправлены и включены в новейшие файлы проекта.

Дизайн прошивки

Написание прошивки всегда самое интересное и трудоемкое занятие. Идея состояла в том, чтобы реализовать систему меню, позволяющую управлять всеми параметрами аудиопроцессора:

Громкость [от -78,75 дБ до 0 дБ] + Отключение звука;
НЧ [от -14 дБ до 14 дБ];
Высокие частоты [от -14 дБ до 14 дБ];
Выбор канала [Ch2, Ch3, Ch4];
Входное усиление для выбранного канала [от 0 дБ до +11,25 дБ] +Громкость;
Ослабление низкочастотного динамика [от -38,75 дБ до 0 дБ];
Затухание ВЧ динамика [от -38,75 дБ до 0 дБ];
LR затухание динамика [от -38,75 дБ до 0 дБ];
Затухание динамика RR [от -38,75 дБ до 0 дБ];

Для этой системы линейного меню была реализована система, в которой параметр отображается в виде индикатора выполнения, за исключением выбора канала:

Управление осуществляется с помощью специально ориентированных кнопок:

Кнопки [Вверх] и [Вниз] используются для перемещения по меню, кнопки [+] и [-] — для изменения значения параметра. Удерживайте кнопку [+] или [-] в течение более длительного времени, и параметр будет непрерывно увеличиваться. Кнопка [Mute] используется для отключения звука, когда активно меню Громкость , и для настройки громкости, когда активно меню Усиление входа . Настройки отключения звука и громкости указаны в меню Volume как строки MT и LD .

Там вы можете скачать файлы моделирования меню Proteus ( menusimulation.zip ). В архив входит файл Proteus_LCD.DSN (проверено с Proteus 7.1 SP2) и файл main.hex , который необходимо загрузить в модель.

Система сохраняет текущие параметры во внутренней EEPROM Atmega8, поэтому при каждом включении аудиопроцессора он запоминает последние настройки. Параметры сохраняются в EEPROM после <60 с бездействия предыдущего меню.

Посмотреть видео управления меню:

Полнофункциональную скомпилированную прошивку, готовые исходные файлы WinAVR и файлы проекта Eagle можно скачать здесь (audioproc.zip). Если схема собрана правильно, она должна работать сразу.

Заключение

Аппаратное и программное обеспечение работает нормально. Выходной сигнал проверялся с помощью осциллографа и динамиков. Весь функционал работает как положено. Качество аудиосигнала на выходе зависит от стабильности питания, обязательно используйте фильтрованную линию питания для любой другой звуковой системы.

Не пытайтесь подключить динамики или наушники к выходу аудиопроцессора — вы ничего не услышите, так как сопротивление выходной нагрузки должно быть 2к, поэтому пропустите через какой-нибудь усилитель, если хотите услышать звук во время тестирования.