Dsp процессор с активным кроссовером

Использование цифрового аудиопроцессора (DSP)

В последнее время цена на програмируемые DSP типа ADAU сильно упала, качество их работы возросло, а быстродействие стало позволять вести сложную обработку в реальном времени. Указанные DSP появились в продаже как в виде наборов «сделай сам», так и готовых сборок.
Если кратко — такие DSP представляют из себя аудиопроцессор цифровой обработки с возможностью управления с компьютера специальным ПО в реальном времени или с помощью загрузки заранее подготовленного файла с параметрами обработки.
Довольно подробно это дело рассмотрено например тут и тут с кучей ссылок и выводов.

В свете этого заинтересовала возможность использовать такие DSP как:
1. Активный кроссовер для АС.
2. Инструмент рум-корекции.

Учитывая, что такой вариант позволяет менять параметры фильтрации/разделения буквально мышкой в реальном времени и то, что в данном случае DSP работает как FIR-фильтр и не крутит фазу — должно быть очень неплохо.
Насколько я понял это дело довольно активно рассматривается для выравнивания АЧХ и задержек в автозвуке (это понятно, сделать из кузова авто нормальную КДП — то еще развлечение), но кто мешает использовать для наших нужд ?
В случае наличия полного spdif на входе и выходе все выглядит совсем непохо, но таких устройств немного. В случае аналоговых входов/выходов получается двойное преобразование в цифру и обратно и тут все упирается в качество комплектных DAC и ADC.

Ответы

Ну вот я в процессе решения этого вопроса пришел к тому, что в отдельном устройстве для стерео нет решительно никакого смысла. Mac Mini + Dirac Live лучшее решение в DSP для дома на сегодняшний день. Для многоканального кино можно взять miniDSP или ресивер дружественной компании.

P.S. По моему мнению ключевую роль здесь играет программное обеспечение.

Проглядел как-то эту тему, спасибо — почитаю.

Вопрос простой — пробовал ли кто-нибудь и стОит ли оно того ?

Хотя да, тут скрей инфо для размышления.

Насколько например для собирающих свои АС будет удобней подбирать параметры кроссовера и менять частоту разделения на лету, а не перепаивая катушки и емкости ?

Или как без дорогостоящего процессора попробовать поиграться коррекцией АЧХ помещения ?

Или как без дорогостоящего процессора попробовать поиграться коррекцией АЧХ помещения ?

Скачайте пробную версию Dirac Live на компьютер, поиграться — хватит (-:

Я не совсем это имел в виду.

И в помянутой выше ветке и в случае с Dirac Live имеется в виду обработка средствами софта, установленного на стандартный PC или Mac. Тут вопросов нет, благо можно легко найти «народную версию» ARC System от IK Multimedia, недорогой измерительный микрофон Behringer ecm8000 и софтовый плеер с поддержкой vst-плагинов. Эта связка рабочая, проверенная (в т.ч. мной) и показала очень неплохие результаты.

Я немного о другом, хотелось избавиться от ПК в любом виде и собрать отдельный, небольшой, непрожорливый и гибкий инструмент для рум-коррекции. DSP-платы, о которых я говорил как раз этим условиям удовлетворяют — мелкие, питаются от 5-12В, настройки легко меняются родным софтом с большого брата — после чего PC уже не нужен.

И вообще все это касаемо только рум-коррекции, а я упомянул еще об использовании в качестве кроссовера с гибкой настройкой и минимальным влиянием на фазу. На основе этого возможно изготовление активной АС например такого типа.

хотелось избавиться от ПК в любом виде

miniDSP DDRC-22D, DSPeaker Anti-Mode 2.0, Emotiva XMC-1?

На основе этого возможно изготовление активной АС

Я думал над активным кроссовером некоторое время, но это надо с головой прыгать и все делать самому. Или как вариант можно использовать автомобильные решения, там как раз это вариант по умолчанию. Например, как с активным кроссовером предварительное усиление планируете делать? Для коррекции в цифровом виде без преобразования АЦП-ЦАП (тут можно воспользоваться моделью с парой выходов) я для себя ответов не нашел.

Встречный вопрос — зачем искать узкое решение, если компьютеры так компактны? Сборка на MiniITX, Raspberry PI или готовые NUC, Mac Mini занимают крайне мало места и очень функциональны (отдельная DSP плата точно им не конкурент).

miniDSP DDRC-22D, DSPeaker Anti-Mode 2.0, Emotiva XMC-1 и т.д.

Да, но 800$, 1400$, 2500$ и т.д.

А ADAU1452 Evaluation Board например за 200$ предлагается, с одним spdif-входом и 8 аналоговыми выходами. Если в варианте для кроссовера — при желании можно хоть для 4-полосной АС его сделать.

Встречный вопрос — зачем искать узкое решение, если компьютеры так компактны?

Как вы уже выше сказали, основное — софт. После сборки источника на стандартной mini-ITX плате на основе максимально урезанного Linux с реал-тайм ядром я это услышал своими ушами. Поэтому есть мнение, что универсальность не всегда есть хорошо.

Если вам нужно решение без софта, просто загляните в раздел miniDSP Kits, до 200$ там весьма интересный ассортимент. Посмотрите miniSHARC Kit и DIGI-FP, например — чуть дороже (230$), зато весь набор интерфейсов есть (AES-EBU/SPDIF/TOSLINK).

spdif-входом и 8 аналоговыми выходами

Выбор и реализация ЦАП’ля на таких платах обычно оставляет желать лучшего. Не вижу смысла пытаться лезть в бескомпромиссный звук за счет активной фильтрации и сразу же загонять себя в тупик копеечным ЦАП’лем. Тут уж если идти, то ва-банк.

Выбор и реализация ЦАП’ля на таких платах обычно оставляет желать лучшего

Соглашусь, вот это больше всего и напрягает. Но вроде как есть полностью цифровые варианты.

В общем спасибо, есть о чем подумать.

есть немало производителей системных акустических решений, где в акустических системах нет пассивных кроссоверов совсем. Иногда такая акустика активная, иногда усиление вынесено в отдельные усилители со встроенным dsp. Из самых заметных решений ОЕМ для таких задач — например Ice Power или Hypex тот же.

Компьютерные решения не люблю — ждать, когда там наконец «щелкнет» в аудиоканал и отстрелит пару динамиков не хочу. И надо очень серьезно разбираться в ПО, чтобы заставить компьютер выдавать аудио высокого качества..

Поэтому — только спец. устройства для аудио в отдельном блоке. Аналоговые источники лучше не рассматривать, непосредственно цифра на вход, обработка и только на выходе уже ЦАПы. Мини-ДСП и даже дешевые студийные ДСП процессоры вроде свои задачи выполняют с одним но — они обычно имеют процессор 32 бита и все цифровые стандарты на входе приводят к частоте 48кГц. Если вы воспроизводите Си-Ди форматы и разные стриминги с файлов 44,1кГц с преобразованием в 48кГц- качество звука серьезно падает, а 32бита в процессоре ограничивают возможности по коррекции и регулировки громкости. ДСП, которые умеют делать обработку звука на приходящей частоте и имеют процессор на 64 бита с плавающей запятой (как тот же Trinnov например) уже значительно дороже, недостатков фактически не имеют. «Самодельщикам» имеет смысл, как выше уже написали, использовать современное импульсное усиление ICE Power, Hypex, Powersoft в вариантах со встроенным ДСП — их можно купить без корпусов и встроить непосредственно в акустические системы например- активные АС получаются достаточно легко.

Мини-ДСП и даже дешевые студийные ДСП процессоры вроде свои задачи выполняют с одним но — они обычно имеют процессор 32 бита и все цифровые стандарты на входе приводят к частоте 48кГц

ДСП, которые умеют делать обработку звука на приходящей частоте и имеют процессор на 64 бита с плавающей запятой (как тот же Trinnov например) уже значительно дороже

Именно поэтому надо брать Mac Mini — там нет проблем с характеристиками и стоимость более, чем гуманная (-:

Только авторизованные пользователи могут отвечать на вопросы, пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.

Источник

DSP-процессоры: назначение и особенности

DSP-процессоры: назначение и особенности

Большинство из нас в повседневной жизни постоянно сталкивается с различными компьютерными системами: процессорами общего назначения (general-purpose, в основном x86) в ноутбуках и рабочих станциях, их мощными многоядерными версиями в датацентрах, мобильными процессорами в телефонах, многочисленными контроллерами в бытовой технике и на транспорте. Но помимо всех упомянутых вариантов есть ещё одно важное, хотя и редко упоминаемое семейство: цифровые сигнальные процессоры, чаще именуемые Digital Signal Processors или просто DSP.

Именно DSP решают задачи обработки больших объёмов информации в реальном времени, возникающие при передаче данных (звонков и мобильного Интернета) в мобильных сетях, обработке фотографий и восстановлению звука. Даже в топовых телефонах вся эта работа выполняется не на мощных ARM-ядрах, а на специализированных DSP.

В этой статье будет кратко изложена история DSP, их отличие от процессоров общего назначения, особенности их архитектуры, а также будет подробно рассказано о способах оптимизации кода.

История

Первые DSP появились в 1970-х годах. Эти процессоры стали логичным развитием специализированных аналогово-цифровых устройств, предназначенных для обработки речи, прежде всего её кодирования и фильтрации (прорыв в соответствующих научно-технических отраслях стал возможен благодаря спросу на эти технологии в годы Второй Мировой войны). Трудоемкость и сложность разработки устройств под каждую возникающую задачу, а также успехи в развитии электронной базы (широкое распространение технологии MOSFET) и математических алгоритмов (БПФ, цифровая фильтрация) привели к возможности создания универсальных, т.е. программируемых, цифровых процессоров, которые могли быть с помощью программ адаптированы для широкого класса задач. Адаптируемость на практике означала снижение стоимости разработок, сокращение времени выхода на рынок (time-to-market), возможность послепродажного обновления алгоритма для устранения ошибок, возможность поддержки новых требований пользователей. Во многих случаях эти возможности с лихвой компенсировали ухудшение производительности по сравнению со специальными ускорителями.

Рис. 1 Первый крупный успех DSP: планшет Speak&Spell (Texas Instruments, 1978) Рис. 2 С момента появления стандарта GSM DSP являются обязательным компонентом мобильных сетей Рис. 3 Обработка изображений в камерах (дебайеризация, удаление шумов, фильтрация) также выполняются на DSP (источник: https://snapshot.canon-asia.com/india/article/en/5-things-made-possible-with-digic-image-processor)

Из-за необходимости обработки в реальном времени и экономии электроэнергии DSP сильно отличались от процессоров общего назначения. В каком-то смысле они были первым примером программируемых вычислительных ускорителей, т.е. процессоров, максимально эффективно решающих определённый класс задач.

Преимущества DSP

Чем же именно отличаются DSP от обычных мощных процессоров общего назначения, особенно таких мощных как Intel Xeon или Cortex-A, и почему процессоры общего назначения не используют для обработки сигналов? Чтобы ответить на этот вопрос посмотрим на топологию современного процессора от Intel.

Рис. 4 Intel Skylake (источник: https://en.wikichip.org/wiki/intel/microarchitectures/skylake_(client) )

Из рисунка мы видим, что значительная часть площади кристалла отводится не под вычислительные ресурсы, а под сложную логику определения зависимостей, спекулятивного исполнения (out-of-order speculative execution) и составления расписания (scheduling). В сумме накладные расходы приводят к тому, что “КПД” процессора, т.е. энергия, затрачиваемая на выполнение реальных вычислений, составляет менее 1%:

While a simple arithmetic operation requires around 0.5–20 pJ, modern cores spend about 2000 pJ to schedule it.

Conventional multicore processors consume 157–707 times more energy than customized hardware designs.

(из статьи “Rise and Fall of Dark Silicon”, приведённой в списке литературы).

Чтобы сделать сравнение более конкретным, возьмём мощный процессор общего назначения от Intel и мощный DSP фирмы Texas Instruments (например Skylake Xeon Platinum 8180M и TMS320C6713BZDP300):

Источник

Что такое DSP-процессор звука? Для чего он в магнитоле?

Рекомендуемые статьи

Штатная магнитола Android на базе Allwinner TS9. Преимущества модели

В этой статье мы постараемся как можно понятнее и подробнее рассказать о том, что такое DSP -процессор звука и для чего он нужен в магнитоле. Штатные магнитолы DSP-процессором вы сможете найти на нашем сайте в этом разделе .

Другими словами, встроенный звуковой DSP-процессор быстро изменяет поток цифровых сигналов, управляет задержками на каждом канале. Это высокоскоростная аппаратная схема, которая выполняет арифметические функции, манипулируют битами, оптимизируя большие объемы данных, чтобы быстро изменять их.

Разберем на примере:

Представьте себе ваш автомобиль изнутри с его «неправильной» формой, изгибами, со всем его наполнением: панелью, креслами и другим – все эти составляющие – это амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) вашего авто.

Среда с подобными АЧХ считается «неправильной», так как звук передается не так как в большой пустой комнате, салон с большим количеством элементов поглощает часть звука, часть просто искажается. По итогу, мы получаем не то звучание, которое излучают динамики, даже если вы воспроизводите звук в максимально высоком качестве без сжатия аудиофайла.

Так же, важным является расположение водителя и пассажиров относительно динамиков. На восприятие музыки влияет разность в громкости и силе динамиков, один будет звучать не так громко и сильно, как тот, что находится ближе. Чтобы звучание не искажалось, слушатель должен находиться по центру на равном удалении от динамиков. Но, в машине, это конечно невозможно.

Именно поэтому и был создан автомобильный DSP -процессор.

Задача DSP-процессора — настройка отличной звуковой сцены в автомобиле

Устройство необходимо для создания правильной звуковой сцены с учетом АЧХ вашего автомобиля. Далее мы будем говорить о цифровом DSP -процессоре в магнитолах на платформе Allwinner TS9 на базе Android , чтобы дать более точное понимание на конкретном примере.

Звуковая сцена — это «точность, с которой воспроизводящая система передает звуковую информацию о размере, форме и акустических характеристиках исходного пространства записи и размещения исполнителей внутри звуковой сцены в помещении для прослушивания».

Магнитола позволяет грамотно управлять звуковой сценой, смещать ее в любом направлении. Задержки, которые производит микропроцессор, позволяют гармонично построить звучание относительно «неправильной» формы салона и расположения динамиков. Эти специальные задержки длятся миллисекунды, но за это время они выстраивают звук таким образом, чтобы он воспринимался четко без искажений со всех сторон в точке слушателя.

Звуковой процессор DSP Bu3210x позволяет произвести тонкую настройку 11 полосного эквалайзера НЧ/СЧ/ВЧ с фильтрами среза частот, регулировкой добротности, тонкомпенсацией, поканальными задержками и функцией Loud. Есть возможность усиления басов на разных частотах, сохраняя чистоту звука.

В андроид магнитолу Allwinner TS9 встроен звуковой усилитель TDA7850 MOSFET. Усилитель согласуется с акустикой 2Ом, АЧХ соответствует классу Hi-Fi аудио: имеет низкий уровень паразитных шумов, высокий показатель соотношения сигнал/шум. Благодаря этому получается чистая насыщенная звуковая картина.

МОП-транзистор ( MOSFET ) — это лучший на сегодняшний день усилитель для автомобильных аудиосистем. Обладает наивысшим классом звучания (класс AB ), с низким уровнем искажений звука и минимизацией потерь.

акустика с нагрузкой 4 Ом — 4 x 50 Вт МАХ (4х30 Вт/4 O м 14.4 V , 1КГц, 10 %);

акустика с нагрузкой 2 Ом — 4 x 80 Вт МАХ (4х55 Вт/2 O м 14.4 V , 1КГц, 10 %).

Чем ниже сопротивление акустики, тем больше искажений дает усилитель, чем выше сопротивление акустики, тем меньше дает искажений усилитель.

Добиться подобной настройки звуковой сцены в магнитолах без данного процессора очень сложно

Преимущества магнитол с DSP -процессором:

качественная настройка хорошей звуковой сцены,

широкие возможности регулировки,

один из самых продуманных эквалайзеров, который позволяет качественно порезать сигнал на полосы.

Из дополнительных возможностей, следует выделить управление функциями магнитолы посредством кнопок управления на руле при наличии встроенных или дополнительно установленных пульта ДУ. Не снимая рук с руля, можно управлять громкостью звука, переключать музыкальные треки, а так же использовать другой функционал настроенный вами.

Помимо 2 линейных стерео аудио-входов (тюльпаны), 4 линейных аудио-выхода (тюльпаны) на внешний нештатный аудио-усилитель, предусмотрен отдельный линейный выход на Subwoofer.

Купить штатную магнитолу со встроенным DSP -процессором вы сможете на нашем сайте в соответствующем разделе, выбрав нужную модель автомобиля здесь. Все магнитолы на платформе Allwinner TS9 на базе Android оснащены современным звуковым процессором с усилителем.

Источник