Hallo in die Runde. Dies hier ist mein erster Beitrag, aber ich habe hier schon viel mitgelesen und denke, dass ich hier die richtige Community anspreche. Falls mein Beitrag besser in den Mikrocontroller-Bereich passt, verschiebt ihn gern dahin.
Ich suche eine Art externe Soundkarte, die mir ein PDM-Signal in USB Audio oder, noch besser (v.A. um keine Bit-Tiefe zu verlieren) in zwei analoge Audiosignale umwandelt. Aktuell verwende ich dafür ein nRF5340 Audio DK mit einer minimalen Beispielfirmware, was ich gern ablösen würde, da es mir inzwischen zu viele Workarounds enthält. https://www.nordicsemi.com/Products/Development-hardware/nRF5340-Audio-DK
Spezialanforderung dabei ist die Frequenz des Audiosignals, das ich gern mit 192kSamp/s abtasten würde, um am Ende bei (knapp unter) 96kHz Nah-Ultraschall zu landen. Der Codec auf dem nRF Board unterstützt dies zwar noch, der nRF selbst kann das entstehende Signal dann aber selbst nicht mehr abtasten, weshalb ich aktuell den analogen Kopfhörerausgang des nRF-Boards nutze (der direkt vom Codec kommt) um das Signal zu extrahieren.
Anhand des vorigen Absatzes sieht man schon, mit wie vielen Krücken das ganze aktuell läuft. Der nRF wird dabei lediglich zur Konfiguration des Codecs verwendet und eigentlich ja gar nicht mehr gebraucht, bringt aber potentiell wieder Störsignale in das Gesamtsystem ein.
Daher kommt also meine Bestrebung einen Ersatz dafür zu finden.
Jetzt aber zunächst meine Anforderungen:
- Eingang:
- PDM Signal von Infineon MEMS-Mikrofon, z.B. IM69D128S: https://www.infineon.com/part/IM69D128S
- 3,072 MHz PDM Takt, oder auch 6 MHz falls sinnvoll, dann aber mit einem anderen Mikrofon
- Unterstützt zwei parallel angeschlossene Mikrofone (eins bei fallender, eins bei steigender Taktflanke, wie bei PDM üblich)
- gewünschtes Audio-Ausgangssignal:
- am liebsten beide Kanäle (aber nicht zwangsläufig), also zwei parallele Ausgänge, minimal einen Ausgang mit wählbarer Flanke (erster oder zweiter Kanal dann "händisch" auswählbar)
- 96 kHz als höchste Frequenz (oder knapp darunter, damit ich bis ~90kHz sinnvoll sehen kann) --> Also Abtastung mit 192 kSamp/s Die Problematik bzgl. Integration des Mikrofons und entsprechender Signalanteile, die bei Ultraschall durch nahegelegene Bauteile entstehen etc. ist mir bekannt, damit muss ich wohl leben...
Bisher erwogene Alternativen (und deren Schwächen):
- Audio Codec DKs (vielleicht unterstützt eins davon ja wirklich das, was der Codec selbst auch kann):
- ADAU1860EBZ ( https://www.analog.com/en/resources/evaluation-hardware-and-software/evaluation-boards-kits/eval-adau1860.html#eb-overview ): hat nur einen PDM Output, aber anscheinend keinen PDM Input
- ADAU1777 DK ( https://www.analog.com/en/resources/evaluation-hardware-and-software/evaluation-boards-kits/eval-adau1777.html ): hat bzgl. PDM ebenfalls nur die Option einen DMIC channel einzulesen und als PDM wieder auszugeben aber selbst keinen PDM input
- TDK Invensense SmartSound One ( https://invensense.tdk.com/products/smartsound-one/ ) : Unterstützt PDM Input bis zu 48kHz sample rate, wobei ich wieder nur im "normalen Audiobereich" lande
- Unbedingt zu erwähnen hier natürlich das "Digital Swiss Army Knife for Audio" MCHStreamer Kit ( https://www.minidsp.com/products/usb-audio-interface/mchstreamer ): läuft leider ebenfalls nur auf 48kHz, ist aber bestimmt für viele andere Anwendungen sinnvoll, daher hier erwähnt.
- Verstärkerboards (naheliegend für Mikrofone):
- Analog Devices SSM6515 Eval Board ( https://www.analog.com/en/resources/evaluation-hardware-and-software/evaluation-boards-kits/eval-ssm6515.html ): Der Verstärker verstärkt im Nah-Ultraschallbereich laut Datenblatt anscheinend nicht mehr viel, könnte aber vielleicht trotzdem eine Alternative sein, um zumindest in die Nähe zu kommen?
- Letzter Ausweg: versuchen selbst etwas zu bauen unter Zuhilfenahme von z.B. Adafruit PDM to I²C und I²C Auslesen, klingt für mich aber auch sehr nach Bastellösung bzw. Problemverschiebung, oder?
Was meint ihr dazu? Seht ihr noch zusätzliche Alternativen oder ist es einfach nicht / oder nicht sinnvoll möglich, weil meine Anforderungen falsch gestellt sind? Ich bin mir schon der Tatsache bewusst, dass weder das Mikrofon, noch das Hardwaredesign am Ende "optimal" für den Zielfrequenzbereich geeignet sind, aber irgendeine sinnvollere Lösung als meinen jetzigen Aufbau mit nRF5340 DK muss es doch geben, oder? Vielen Dank für eure Unterstützung und für die Geduld bis hier hin weiterzulesen.