دانلود تحقیق شرح و بسط کامل مدار ضبط و پخش دیجیتالی

شرح و بسط کامل مدار ضبط و پخش دیجیتالی

مقدمه

روشهای مختلفی برای ضبط اطلاعات صوتی وجود دارند که مهمترین آنها عبارتند از (ضبط مکانیکی اطلاعات صوتی) و (ضبط دیجیتالی صدا بروش الکترونیکی)

روش اول قدیمی بوده و در این شیوه از ضبط صدا بصورت مغناطیسی روی نوار و یا بصورت شیارهای مکانیکی روی صفحه و یا بصورت علایم نواری روی سلونوئید فیلم بهره می‌جویند.

اما روش دوم، یعنی ضبط الکترونیکی صدا، جدید بوده و چیزی نمانده تا مراحل تکامل خود را پشت سر بگذارد و امروزه بسیار متداول شده و می‌رود تا روشهای مکانیکی قدیمی را از رده خارج کند.

چگونگی ضبط دیجیتالی صدا

همانطور که اطلاع دارید، هر سیگنال صوتی دارای چند مولفه اصلی از جمله: ارتفاع، فرکانس و شدت می‌باشد که برای حفظ اصالت صدای اصلی تمام این مولفه‌ها در هنگام ضبط صدا باید رعایت شوند.

اساس ضبط تمام سیگنالهای صوتی تبدیل آنها به اطلاعات دیجیتالی، سپس نگاهداری آنها در واحدهای حافظه می‌باشد.

«دیجیت یا دیجیتال» در زبان انگلیسی به معنای عدد، رقم و شمره می‌باشد، پس چنین می‌توان دریافت که در این روش اطلاعات مورد استفاده در تمام موارد ‌اعم از صوت یا تصویر نه بر اساس ولتاژ و جریان بلکه بر اساس کدهای عددی مانند صفر و یک (0 1) تعریف می‌شوند.

واحدهای حافظه دیجیتال می‌توانند حافظه‌های غیر فرار مانند دیسکهای نوری یا مدار مجتمع EPROM یا حافظه‌های قابل ضبط مانند: دیسکهای مغناطیسی، نوارهای ضبط مغناطیسی و یا مدارات مجتمع استاتیک (پایدار) موسوم به STATIC RAM و یا حافظه‌های دینامیک (پویا) موسوم به DYNAMIC RAM باشند که مدار مورد نظر ما از این نوع بوده و اختصاص DRAM نامیده می‌شود.

در این قسمت (صفاپور) توضیحات بسیار مفصلی در رابطه با مطالبی مانند:‌ الکترونیک دیجیتال، آنالوگ، مبدل آنها به همدیگر، بیت و بایت، حافظه‌های استاتیک و دینامیک و غیره ارائه داده‌اند که توضیح آنها متناسب با این کتاب تشخیص داده نشد و حذف شدند. (مولف).

مشخصات مدار ارائه شده ضبط و پخش دیجیتالی

توسط آی سی مدار مجتمع HT8658 توسط شرکت سازنده آن:

تغذیه نامتقارن 5/4 تا 5/5 ولت حداکثر.

‌الگوریتم‌بندی ADM

مدار رابط داخلی برای 4 مدار مجتمع دینامیک 256 کیلوبایت یا 3 مدار مجتمع حافظه دینامیک یک مگا بیت

‌ دو مرحله تقویت آمپلی فایر داخلی مخصوص تقویت میکروفون.

‌فیلتر داخلی پایین‌گذر برای حذف فرکانسهای فراهم.

سرعت نمونه‌برداری از سیگنال صوتی قابل تنظیم از 11 کیلو بیت در ثانیه تا 32 کیلو بیت در ثانیه

LED نمایشگر عملکرد وضعیت مدار مجتمع

قابلیت پخش اتوماتیک صدا

کاربرد مدار

جعبه‌های پیغام‌گیر ‌ضبط صوتهای غیر مکانیکی ‌ اسباب‌بازیهای سخنگو ‌ساعت سخنگو و اذان‌گو ‌جواب دهنده و سکرتر تلفنی دزدگیر و پیغام دهنده به پلیس و تلفنهای مورد لزوم عروسک سخنگو و ده‌ها مورد مصرف ابتکاری و غیرقابل پیش‌بینی که هر کدام می‌تواند در نوع خود با تغییراتی یک پروژه دانشجوئی یا پروژه برای جشنواره‌های علمی مانند «جشنواره خوارزمی»‌ مورد استفاده قرار گیرد.

تشریح عمومی مدار

مدار مجتمع HT 8658 یک مدار مجتمع از نوع CMOS بوده دارای مقیاس مجتمع‌سازی LST می‌باشد یعنی شامل چند هزار گیت داخلی بوده و برای کاربردهای ضبط صدا ساخته شده است.

صرف نظر از قسمت (رست) ‌آن، بقیه قسمتهای آن با مدار مجتمع HT 8658 یکسان است.

بدین معنی که زمان لازم رست شدن 59 حداقل 2 ثانیه است در حالیکه برای آی سی 58 حداقل 4 ثانیه می‌باشد ساختمان داخلی این مدار مجتمع تشکیل شده از مدار رابط برای ارتباط با حافظه‌های دینامیک، آمپلی فایر، واحدهای مبدل دیجیتال به آنالوگ و بر عکس و یک فیلتر پایین گذر داخلی.

عمل نمونه‌برداری سیگنال صوتی با 4 سرعت مختلف (11 کیلو بیت ‌16 کیلو بیت 22 کیلو بیت ‌32 کیلو بیت) ‌در ثانیه امکانپذیر است که این مسئله زمان ضبط و پخش را از 8 ثانیه تا 70 ثانیه تغییر می‌دهد.

اما باید بدانید که هر قدر زمان نمونه برداری کمتر شود، به همان مقدار از کیفیت صدا کاسته می‌شود.

این ای سی در دو شکل مکعبی مسطح و مستطیل 28 پایه بسته‌بندی شده استاندارد ارائه می‌گردد.

تنها دو نمونه از این ای سی موجود است. نوع A که در آن خروجی صدا بصورت فرکانس ارائه می‌گردد.

نوع B که خروجی آن بصورت ولتاژ است که هر دو آنها را باید به یک آمپلی فایر خارجی وصل نمود.

ترتیب پایه‌های دو نوع A، B در صفحه یک کاتالوگ این آی سی آمده است.

شرح کاربردی مدار مجتمع

برای تنظیم حالات مختلف عملکرد مدار مجتمع HT8658 برنامه‌ریزی حالات از طریق ورودی‌های ASO تا AS6 صورت می‌گیرد.

بعد از وصل مدار به تغذیه باید کلید رست برای حداقل 4 ثانیه بصورت ممتد فشار داده شود.

در این صورت مدار مجتمع حالات تنظیم شده توسط سوئیچهای مربوطه ASO تا AS6 را برای تعیین حالت گاز خود منتقل می‌کند.

پایه‌های ASO تا ASO در حالت عادی توسط مقاومت بالا کشنده از داخل به مثبت تغذیه وصل هستند.

بنابراین در حالت عادی تمام ورودی‌ها در وضعیت (1)‌ دیجیتالی قرار دارند و تنها در صورتی به (O)‌ دیجیتالی تبدیل می‌شوند که توسط یک مقاومت به شاسی وصل شوند.

دقت کنید!

0 = کد صفر با اتصال شاسی به ورودی مورد نظر می‌تواند ایجاد گردد.

1 = کد یک بدون اتصال شاشی به ورودی مورد نظر می‌توان ایجاد گردد.

X = حالت بی‌تفاوت. این حالت در جدول یعنی هر نوع حالات کلیدها در عمل تاثیر ندارند.

در هنگام تنظیم هر پارامتر، تنها ورودی مربوط را مورد توجه قرار داده، بقیه ورودیها را بی‌اثر فرض نمائید.

بعنوان مثال برای انتخاب سرعت دلخواه فقط دو ورودی AS1, ASO را در نظر بگیرید و برای انتخاب تعداد حافظه‌ها تنها دو ورودی AS3, AS2 را در نظر بگیرید.

فلوچات وضعیت نرمال (AS6=1-AS4=1)

در آغاز LED خاموش است. اگر کلید REC فشار داده شود، عملیات ضبط آغاز شده LED روشن خواهد شد. بعد از پر شدن حافظه عمل ضبط خودبخود متوقف و LED خاموش می‌شود.

اگر حافظه پر نشده باشد و کلید REC دوباره فشار داده شود، ضبط همانجا خاتمه می‌یابد و محتویات شمارنده مقدار حافظه M است. یعنی M آدرس حافظه ضبط شده است و بقیه هنوز خالی است که در هنگام ضبط هرگاه دوباره کلید REC فشار داده نشود، عمل ضبط تا پر شدن کامل حافظه ادامه خواهد داشت.

اگر کلید REC فشار داده نشود و همینطور کلید PLAY (پخش) هم فشار داده نشود، LED خاموش مانده اتفاقی نمیافتد.

اگر کلید PLAY فشار داده شود و قبلاً هیچ ضبطی صورت نگرفته باشد، مدار باز متوقف مانده به اول باز می‌گردد.

ولی اگر محتویات کانتر ضبط مساوی صفر نباشد، عمل پخش صدا آغاز می‌شود. سپس بار دیگر محتویات در شمارنده پخش و ضبط مقایسه می‌شوند.

اگر هر دو برابر باشد، تمامی صدای ضبط شده، پخش و عمل متوقف می‌شود. در غیر اینصورت، همچنان که پخش ادامه دارد اگر این کلید مجدداً فشار داده شود (PLAY)، عملیات پخش متوقف می‌شود و محتویات کانتر برابر با n خواهد بود.

یعنی مقدار N آدرس از حافظه پخش شده است و اگر کلید دوباره فشار داده شود، باقیمانده حافظه نیز تا زمانیکه N=M گردد، پخش خواهد شد. یعنی تمام حافظه ضبط شده یک بار بصورت کامل پخش می‌شود.

فلوچات وضعیت پخش خودکار( AS4=0-AS6=1)

در این مرحله کلیه مراحل همانند مرحله معمولی است با این تفاوت که پس از ضبط تمام حافظه و یا پس از اینکه سوییچ فشاری REC بعنوان مکث (PAUSE)‌ دوباره فشار داده شود، مدار مجتمع بصورت اتوماتیک اقدام به پخش خودکار خواهد کرد.

انتخاب سرعت ضبط و پخش

الف سرعت 32 کیلو بیت در ثانیه (حداکثر سرعت حداکثر کیفیت حداقل زمان)

برای این حالت فقط R14, R12 در محل خود مونتاژ می‌شوند. حداکثر زمان 8 ثانیه با بهترین کیفیت ضبط خواهد بود.

ب ‌سرعت 22 کیلو بیت در ثانیه (سرعت نسبتاً زیاد کیفیت متوسط خوب حداکثر زمان 6/11 ثانیه) در این حالت کافی است فقط مقاومت R14 مونتاژ شود و R12 حذف شود.

ج سرعت 11 کیلو بیت در ثانیه (سرعت متوسط کیفیت پائین حداکثر زمان 13 ثانیه)

در این حالت فقط R12 مونتاژ و R14 از مدار حذف خواهد شد.

د سرعت 16 کیلو بیت در ثانیه (‌سرعت بسیار پایین ‌کیفیت بد حداکثر زمان 16 ثانیه)

در این حالت هیچکدام از مقاومتهای R14, R12 مونتاژ نخواهند شد.

مدار مجتمع 8658 HTاز نظر سرعت نمونه‌برداری و حداکثر زمان ضبط برتری کاملی برای سی 5100 UM (جلد 3) دارد. زیرا سرعت نمونه‌برداری صدا در 5100 حداکثر 28 کیلو بیت در ثانیه و حداقل 10 کیلو بیت در ثانیه است. در حالیکه 5100 حداکثر 28 کیلو بیت در ثانیه و حداقل 10 کیلو بیت در ثانیه است در حالیکه این سرعت در 8658 HT حداکثر 32 و حداقل 12 کیلو بیت در ثانیه است.

آی سی 5100 همراه یک حافظه 62256 که دارای حداکثر حافظه است، فقط می‌تواند بین 9 تا 26 ثانیه صدا ضبط کند و مدار پیچیده‌تری هم دارد.

در حالیکه این مدت برای 8658 HT بین 94 تا 272 ثانیه خواهد بود.

فرکانس ضبط شده در 5100 حداکثر فرکانس قابل ضبط HZ 1280 می‌باشد در حالیکه در مدار مجتمع 8658 HT این مقدار برابر HZ1408 تا HZ 4096 می‌باشد که کیفیت صدای ضبط شده را برتر می‌سازد.

چنانکه قبلاً دیدیم، مقدار سرعت نمونه برداری بطور مستقیم در فرکانس صدای ضبط شده موثر است و در نتیجه هر قدر این سرعت بیشتر باشد، صدای واقعی‌تری نسبت به صدای اصلی بدست خواهد آمد. اما در سرعت‌های پایین‌تر، هر چه زمان ضبط اطلاعات بیشتر باشد، اما صدای ضبط شده نیز دچار کاهش کیفیت خواهد شد.