Ψηφιακός Προενισχυτής - Επεξεργαστής Ήχου (Master thesis)
Ιωαννίδης, Γεώργιος
This audio digital preamplifier and sound processor device is designed with one goal in mind:
the best possible sound quality regardless of the total unit cost or its complexity. This device offers
various inputs: 3 analog, 4 digital (2 electrical and 2 optical) and one Bluetooth. The analog inputs are
converted to 24bit/96KHz digital signal using a digital-to-analog converter. The selected digital or
converted analog audio signal, which follows the I2S protocol, is then processed by a dsp processor
(minisharc by miniDSP). For digital inputs with varying sampling frequencies, an ASRC
(asynchronous sample rate converter) adjust them to a 96KHz sample rate frequency. The dsp
processor unit can operate at 48KHz or 96KHz sample rate frequencies and I have chosen to operate it
at 96KHz. This dsp processor unit is equipped with four I2S outputs, each connected to a digital-toanalog
converter, resulting in 8 available analog outputs. It can perform various tasks on each output
independently, such as applying IIR and/or FIR filters, adding delays and adjusting the gain. In order
to maintain the best sound quality, I opted to have the master sound level controlled by a digitally
controlled analog potentiometer integrated circuit rather than the DSP. Users can select inputs or
adjust the volume using the unit buttons and knob or via an infrared remote control. The selected input
and volume in dB are displayed on the oled screen on the device. The various functions of the device
are controlled by an STM32 microprocessor.
| Institution and School/Department of submitter: | Σχολή Μηχανικών - Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Ηλεκτρικών Συστημάτων |
| Keywords: | ψηφιακός προενισχυτής;Επεξεργαστής Ήχου |
| Description: | Μεταπτυχιακή εργασία - Σχολή Μηχανικών - Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Ηλεκτρικών Συστημάτων,2024 (α/α 14156) |
| URI: | http://195.251.240.227/jspui/handle/123456789/16670 |
| Item type: | masterThesis |
| General Description / Additional Comments: | Μεταπτυχιακή εργασία |
| Submission Date: | 2024-06-17T11:02:25Z |
| Item language: | el |
| Item access scheme: | free |
| Institution and School/Department of submitter: | Σχολή Μηχανικών - Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Ηλεκτρικών Συστημάτων |
| Publication date: | 2024-03-26 |
| Bibliographic citation: | Ιωαννίδης, Α. (2024). Ψηφιακός Προενισχυτής - Επεξεργαστής Ήχου |
| Abstract: | Ο συγκεκριμένος προενισχυτής και επεξεργαστής ήχου έχει σχεδιαστεί με μόνο στόχο την
όσο το δυνατόν καλύτερη ποιότητα ήχου ανεξαρτήτως του τελικού κόστους ή της πολυπλοκότητας
της κατασκευής. Η συσκευή αυτή δίνει την δυνατότητα στον χρήστη να επιλέξει ανάμεσα σε 3
αναλογικές, 4 ψηφιακές (2 ηλεκτρικές και 2 οπτικές) και μία Bluetooth πηγή ήχου. Οι αναλογικές
πηγές μετατρέπονται σε ψηφιακή μορφή με την χρήση ενός ADC 24bit/96ΚHz. Η επιλεγμένη είσοδος
οδηγείται μέσω του πρωτοκόλλου I2S σε έναν DSP της analog devices (minisharc της miniDSP) ο
οποίος κάνει την επεξεργασία του ήχου. Ο επεξεργαστής αυτός προγραμματίζεται μέσω θύρας usb και
μιας εφαρμογής υπολογιστή. Έχει την δυνατότητα να λειτουργεί με ρυθμό δειγματοληψίας 48ΚHz ή
96ΚHz. Στην συσκευή αυτή έχω επιλέξει να λειτουργεί με δειγματοληψία των 96ΚHz. Οι ψηφιακές
πηγές ήχου, σε περίπτωση που δεν έχουν ρυθμό 96ΚHz, μετατρέπονται με την βοήθεια ενός ASRC
(Asynchronous Sample Rate Converter) στα 96KHz για να μπορεί να γίνει η επεξεργασία από τον
DSP. Ο επεξεργαστής αυτός έχει 4 εξόδους i2s τις οποίες οδηγούμε σε ψηφιακο-αναλογικούς
μετατροπείς (DAC). Επειδή η κάθε έξοδος i2s είναι δικάναλη τελικά έχουμε 8 αναλογικές εξόδους. Ο
επεξεργαστής εκτελεί πολλές λειτουργίες ανά κανάλι εξόδου ξεχωριστά όπως η εφαρμογή διάφορων
φίλτρων IIR αλλά και FIR, αυξομείωση της έντασης αλλά και καθυστέρηση του ήχου. Στην συσκευή
αυτή έχω επιλέξει η συνολική στάθμη του ήχου και των 8 καναλιών εξόδου να μην ρυθμίζεται
ψηφιακά από τον dsp αλλά με την χρήση ενός ψηφιακά ελεγχόμενου αναλογικού 8-κάναλου
ποτενσιόμετρου το οποίο βρίσκεται στην έξοδο του προενισχυτή. Η επιλογή αυτή έγινε με γνώμονα
την όσο το δυνατόν καλύτερη ποιότητα ήχου με μικρότερο θόρυβο. Η συνολική στάθμη του ήχου και
η επιλογή της εισόδου ελέγχονται με τη βοήθεια των κουμπιών ελέγχου στην πρόσοψη της συσκευής
ή μέσω ενός τηλεχειριστηρίου. Η επιλεγμένη είσοδος αλλά και η στάθμη του ήχου σε dB
εμφανίζονται σε μια οθόνη 2 γραμμών OLED. Ο έλεγχος όλων των λειτουργιών της συσκευής γίνεται
με την βοήθεια ενός μικροελεγκτή STM32. This audio digital preamplifier and sound processor device is designed with one goal in mind: the best possible sound quality regardless of the total unit cost or its complexity. This device offers various inputs: 3 analog, 4 digital (2 electrical and 2 optical) and one Bluetooth. The analog inputs are converted to 24bit/96KHz digital signal using a digital-to-analog converter. The selected digital or converted analog audio signal, which follows the I2S protocol, is then processed by a dsp processor (minisharc by miniDSP). For digital inputs with varying sampling frequencies, an ASRC (asynchronous sample rate converter) adjust them to a 96KHz sample rate frequency. The dsp processor unit can operate at 48KHz or 96KHz sample rate frequencies and I have chosen to operate it at 96KHz. This dsp processor unit is equipped with four I2S outputs, each connected to a digital-toanalog converter, resulting in 8 available analog outputs. It can perform various tasks on each output independently, such as applying IIR and/or FIR filters, adding delays and adjusting the gain. In order to maintain the best sound quality, I opted to have the master sound level controlled by a digitally controlled analog potentiometer integrated circuit rather than the DSP. Users can select inputs or adjust the volume using the unit buttons and knob or via an infrared remote control. The selected input and volume in dB are displayed on the oled screen on the device. The various functions of the device are controlled by an STM32 microprocessor. |
| Advisor name: | Γιακουμής, Άγγελος |
| Examining committee: | Γιακουμής, Άγγελος |
| Publishing department/division: | Σχολή Μηχανικών - Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Ηλεκτρικών Συστημάτων |
| Publishing institution: | ihu |
| Number of pages: | 81 σελ. |
| Appears in Collections: | Μεταπτυχιακές Διατριβές |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ.pdf | Μεταπτυχιακή εργασία | 6.72 MB | Adobe PDF | View/Open |
Please use this identifier to cite or link to this item:
This item is a favorite for 0 people.
http://195.251.240.227/jspui/handle/123456789/16670
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
