SQ Система в CS55 Plus. DIY аудио процессор (DSP)

Вся новая система в моем автомобиле строится на базе DSP. Современные развитые процессоры стоят внушительных денег, и чтобы получить максимальную гибкость за минимальные деньги, единственный вариант — это идти в DIY. Данный пост, по сути, является копией моей предыдущей записи в бортжурнале на Skoda Rapid, но я его размещу так же и здесь, чтобы не нарушать порядок повествования по постройке системы в Changan SC55 Plus.
Данную конструкцию DSP я делал еще до появления 3-D принтера, поэтому работы. выполнялась подобным образом:

==============================================

Честно сказать, поканальное усиление в связке E.O.S. AE-475 LE Bi-amping и E.O.S. AE-500.1 можно сделать и встроенными фильтрами усилителей, и данный вариант у меня вполне работал некоторое время на предыдущем авто.
Однако проблема неравномерности АЧХ в салоне авто, переотражения, а также проблемы с фазовым несогласованием динамиков в системе сами по себе подталкивают к необходимости приобретения звукового процессора в авто.

Но в моем случае я решил не покупать готовое устройство, а собрать звуковой процессор из различных модулей и компонентов.
Почему именно DIY вариант?
1. Жаба. Отдать 20-30 т.руб. за нормально работающий вариант было жалко, приоритеты немного не те.
2. Собирать самому – это безумно интересно. Сидишь, разбираешься, ковыряешь, паяешь, а потом это всё еще и работает, да и реально приносит пользу – это и удовольствие, и мозг развивает.
А если результат еще и в разы дешевле фабричного варианты, то это дополнительный приятный бонус.

Собрать свой звуковой процессор решил на базе платы от ChipDip с DSP ADAU1701:

www.chipdip.ru/product/di…-processors-rdc2-0027v1-2

Сейчас данной платы у ChipDip уже нет в продаже, а есть её обновленный вариант RDC2-0027v3: www.chipdip.ru/product/rdc2-0027v3

Это то же самое, только с микросхемой памяти на борту, и питанием от +5В.

Вообще у ChipDic большое количество интересных моделей (DSP, ЦАПы, АЦП, платы управления, УНЧ), из которых можно разные аудио-устройства.

Для подключения, настройки в реальном времени через программный комплекс SigmaStudio и заливки программы в EEPROM модуля DSP ADAU1701 приобрел плату на чипе CY7C68013A. (EZ-USB FX2LP CY7C68013A USB logic analyzer)
Брал здесь: aliexpress.ru/item/1907907422.html

ADAU1701 обладает только 4-мя отдельными аналоговыми выходами ЦАП, что в моем случае уйдет только на поканальный фронт ВЧ/НЧ. Для подключения сабвуфера необходим, как минимум, еще один канал. Для этой цели можно задействовать I2S интерфейс ADAU1701 для подключения дополнительного I2S ЦАП. Для сабвуферного канала решил использовать ЦАП на баде PCM5102.
Была приобретена следующая плата: aliexpress.ru/item/1005001626945377.html

Для подключения к штатному ГУ было принято решение получить сигнал по высокому уровню, для чего потребовался преобразователь.
Не стал изобретать велосипед и купил на Авито md.lab SQ5.

Для того, чтобы собрать это всё воедино, купил в ChipDip вот такой корпус:

Разбираем преобразователь md.lab SQ5 и достаем из него плату:

Для крепления платы в новом корпусе вырезал из куска оргстекла своего рода кронштейн, который затем зафиксировал в корпусе на двойной скотч:

Разметил в новом корпусе отверстия под коннекторы платы md.lab SQ5, и с помощью сверла, скальпеля и надфиля сделал точки подключения клемников питания платы и приходящих линий высокоуровневого сигнала с ГУ.

Также взял два комплектных клеммника от md.lab SQ5, сделал отверстия и вклеил их в корпус. Здесь будут подключаться провода от будущего пульта управления звуковым процессором, который будем делать позже.

Для крепления других модулей звукового процессора вырезал из оргстекла две дополнительных площадки.

Схема подключения всех модулей выглядит следующим образом:

Основываясь на моем предыдущем негативном опыте подключения платы ADAU1701 напрямую к бортсети автомобиля, в связи с имеющимися проблемами с наводками по линии питания (шумы и писк генератора), то необходимо собрать фильтр питания процессора.
Данный фильтр я еще совместил со схемой задержки отключения питания платы процессора, так как если ADAU1701 выключается раньше усилителей, то имеем внушительный хлопок в результате переходных процессов, очень неприятно.

Фильтр питания собран на базе преобразователя BS1212S-2W с гальванической развязкой (aliexpress.ru/item/33020263121.html), а схема задержки — на базе реле и биполярного транзистора.

Вот так выглядит схема моего модуля фильтра питания и устройства задержки выключения:

В данной схеме время задержки отключения питания задается емкостью конденсатора С1 (я использовал конденсатор 820 uF), а также резистором R2. При номинале резистора в 1кОм время задержки составило 2-3 секунды, я поставил резистор 3 кОм, тем самым увеличив время выключения до 8-10 секунд, решил перестраховаться, так как не знаю, как быстро отключаются полностью усилители.

Нашел небольшое 12В реле от схемы защиты старого усилителя сабвуфера, VT1 – простой биполярный NPN транзистор.
Так как напряжение в авто при рабочем двигателе составляет около 14,2В, то я решил добавить в схему стабилитрон на 12В (5Вт) с балластным резистором 8,2 Ом (я использовал резисторы 3Ом+4,7Ом, 2Вт). Тем самым напряжение питания на DC-DC преобразователе B1212S-2W теперь не превышает 12,6В. На выходе DC-DC преобразователя, для снижения пульсаций, пришлось поставить конденсатор С3 емкостью 1,8 мкФ, больше не было в наличии.
По всем линиям питания закрылся предохранителями 1А.

Схему изначально планировал собрать на макетной плате, поэтому и разводку платы делал для удобного макетного способа сборки. Делал в KiCAD, чтобы точно знать, что всё влезет с простыми соединениями:

У всех плат ADAU1701 от ChipDip есть проблема — они не всегда нормально стартуют, когда увеличивается время нарастания напряжения, и в авто эта проблема есть.
Для её решения надо параллельно конденсатору С13 на плате ADAU1701 добавить любой конденсатор номиналом 1 мкФ, тогда проблем с запуском платы не будет.

Собираем модули по схеме и крепим к монтажным площадкам (винты и гайки М3):

Для подключения межблочных кабелей к процессору купил горсть гнезд RCA и установил в корпус:

На дополнительные клеммники вывел с платы выводы GPIO № 0,1 и 2, а также +3.3В и GND. К ним потом будет подключать кнопки и потенциометр нового пульта управления процессором:

Для подключения платы управления EZ-USB FX2LP CY7C68013A к процессору приобрел на OZON такой трех-контактный разъем:

Гнездо поставил в корпус процессора:

Для платы EZ-USB FX2LP CY7C68013A в ChipDip взял небольшой корпус, и на термоклей закрепил в нем плату. Провод USB также приклеил к корпусу, а отходящий кабель с трех-контактным разъемом вывел через маленький сальник:

Собираем всё воедино и получаем вот такой электронный салат )):

==============================================

Про программирование, настройку системы и мой проект в SigmaStudio подробно напишу в следующих постах, там достаточно большой объем информации.

Такой набор компонентов обошелся около 4500 т.р., что вполне неплохо для достаточно внушительного функционала. Такая модульная конструкции данного процессора позволяет добавлять дополнительные функциональные модули — более качественный АЦП, USB транспорты, платы Spdif, Toslink, любые ЦАПы работающие по I2S.

На данный момент у CHIPDIP появился новый интересный вид плат на чипах ADAU:

DSP KIT 3x2 HD, USB DAC+DSP+ADC Материнская плата с цифровым аудио процессором ADAU1701

DSP KIT 4x3 HD, USB DAC+DSP. Материнская плата с цифровым аудио процессором ADAU1452

Здесь уже новая схема питания, выхода ЦАП на ОУ, место под подключение USB транспорта, GPIO.
Зимой буду делать новый корпус и новые заводские платы под дополнительные ЦАП, гальваническую развязку и реле задержки, чтобы доукомплектовать материнскую плату от CHIPDIP. Попробуем сделать повторяемое устройство, которое в итоге люди смогут собрать без паяльника.