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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Prinzip zur Audio-Erzeugung


Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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Hallo!

Ich möchte ganz gerne mal einige Töne mit einem Mikrocontroller 
erzeugen.

Für den Anfang reicht mir wohl 8bit / 8kHz Mono als Qualität.

Jetzt geht es mir um's Grundprinzip:
Reicht dafür das im Anhang dargestellte Schema?
Kann ich (quasi) einen beliebigen 8bit D/A-Wandler dafür benutzen?

An den D/A-Wandler würde ich vermutlich einen Audio-Verstärker, z.B. aus 
der "TDA"-Serie anschließen. Z.B. so einen single-supply-KFZ-Typ... 
funktioniert das und kann ich den Verstärker direkt an den Ausgang des 
D/A-Wandlers anschließen, oder muss da noch eine Art "Kopplung" 
zwischen?
(Vielleicht ein Kondensator?)

Über Tipps und Hinweise würde ich mich sehr freuen, da mir in dieser 
Richtung jegliche Erfahrung und der theoretische Hintergrund fehlt...

Danke & schöne Grüße!
Alex

: Verschoben durch Admin
Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Autor: Andreas Schwarz (andreas) (Admin) Benutzerseite Flattr this
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Im Grunde funktioniert das schon so. Ob du zwischen dem Ausgang und dem 
Verstärker noch etwas brauchst hängt davon ab wie das Ausgangssignal vom 
DA-Wandler aussieht und was der Verstärker erwartet. Du brauchst 
mindestens ein Tiefpassfilter, um Signalanteile oberhalb der halben 
Abtastfrequenz zu unterdrücken, einen Spannungsteiler oder ein Poti zur 
Pegelanpassung, danach einen Kondensator in Reihe um den 
Gleichspannungsanteil zu entfernen, und das ganze get dann an den 
Verstärker mit Beschaltung laut Datenblatt. Als DA-Wandler könntest du 
ein Widerstandsnetzwerk verwenden (siehe DA-Wandler), ggf. mit einem 
nachgeschalteten Operationsverstärker als Impedanzwandler 
(http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/1/10/Op-s...).

Autor: Stefan Beller (Gast)
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Google mal nach "Class D Verstärker".

Zur benötigen Hardware:

Da brauchst du im Minimalfall nur einen Mosfet an ein Portpin hängen.
Der Mosfet schaltet dann in Emitterschaltung
(heist das auch bei Mosfets so? Oder nur bei Transistoren) den 
Lautsprecher.

Zur Software:

Der Portpin wird mit einer PWM betrieben. (PWMfrequenz >40kHz)
Bei jedem PWMzyklus wird die Tastdauer der PWM neu berechnet.

Zum Ergebnis:

Mit dem Prinzip habe ich mal eine Hupe gebaut, die eine Melodie 
wiedergibt.
Klanglich durchaus befriedigend für <5Std Arbeit.

Ich bin derzeit dabei einen Verstärker zu bauen, dh. analog Audio über 
ADC einlesen und direkt wieder per PWM raushauen :-)
Die Musik ist qualitativ mit einem schlechten Autoradio zu vergleichen.

Stefan

Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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Vielen Dank bisher für die Antworten.

Habe ich die Auslegung der "Kopplung" zwischen D/A-Wandler und 
Verstärker-IC richtig verstanden (siehe Anhang)?

Die Schaltung von Hannes Lux und der Vorschlag von Stefan beruhen auf 
Class-D-Verstärkern. Dieses Prinzip finde ich zwar auch sehr interessant 
(große Leistung ohne viele Verluste), ein A(B)-Verstärker wäre mir aber 
lieber.

Es gab auch den Vorschlag einen D/A-Wandler diskret aus Widerständen 
aufzubauen, ein IC kann ich dafür aber auch nehmen, oder?

(Gibt es Vorteile es diskret aufzubauen?)

Schöne Grüße,
Alex

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Alex Bürgel schrieb:

> Es gab auch den Vorschlag einen D/A-Wandler diskret aus Widerständen
> aufzubauen,

oder eine PWM dafür zu benutzen

> ein IC kann ich dafür aber auch nehmen, oder?

Ja, sicher.

> (Gibt es Vorteile es diskret aufzubauen?)

Die wenigsten von uns haben einen D/A Wandler als Chip in der 
Bauteilekiste rumliegen. Dahingegen hat jeder Bastler ein paar 
Widerstände und Kondensatoren in seiner 'Bauteile aus alten Geräten 
ausgebaut' Kiste

Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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>> (Gibt es Vorteile es diskret aufzubauen?)

>Die wenigsten von uns haben einen D/A Wandler als Chip in der
>Bauteilekiste rumliegen. Dahingegen hat jeder Bastler ein paar
>Widerstände und Kondensatoren in seiner 'Bauteile aus alten Geräten
>ausgebaut' Kiste

Ok, das ist richtig :-)
Ich werde jedoch so oder so ein paar Bauteile bestellen müssen und mich 
reizt auch zu einem gewissen Teil die benutzung so eines 
I2C-D/A-Wandlers, da ich so etwas auch noch nie benutzt habe...

OK, dann werde ich das Vorhaben mal etwas konkretisieren.

Vielen Dank bisher!
Alex

Autor: Andreas Schwarz (andreas) (Admin) Benutzerseite Flattr this
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I2C-Wandler sind für Audio nicht geeignet, die sind eher für die 
Erzeugung von sich langsam ändernden Spannungen mit hoher Auflösung 
gedacht.

Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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Andreas Schwarz schrieb:
> I2C-Wandler sind für Audio nicht geeignet, die sind eher für die
> Erzeugung von sich langsam ändernden Spannungen mit hoher Auflösung
> gedacht.

Hmm, in den Datenblättern steht bei diesen "einfachen" D/A-Wandlern auch 
in der Regel sowas wie "process control", "audio" steht da entsprechend 
nie drin...

Aus welchem Grund sind die denn für Audio nicht geeignet?
Liegt es an den Faktoren im Anhang?

Gut, dann sollte ich demnach entweder nach einem Audio DAC schauen (die, 
die ich mir bisher angeschaut habe, hatten aber alle 16bit oder so und 
waren recht teuer) oder eben wirklich Class-D oder R2R-Netzwerk...

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

schau Dir mal den DAC7512 von TI an, gibt es auch als Sample von TI.
Da habe ich schon zum Spaß Musik mit gespielt 16Bit (als 12Bit 
ausgegeben) mit 22kHz auf einem Mega88.

Klingt verblüffend gut.
Daten kamen aus einem AT45DB081D Flash.

Dahinter hing ein TPA3001 ClassD auch von TI (auch ein Sample).

Gruß aus Berlin
Michael

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