В первых проектах использовался специализированный сигнальный процессор ADAU1761. Когда я начинал над ними работать на али его можно было купить примерно по 1-2 USD за корпус. Но после начала дефицита на рынке цена на них подскочила до 6-7 USD, что за гранью разумного, особенно учитывая что примерно 30-40% того что продается на али - это брак или отбраковка, несмотря на заводскую упаковку в ленте. Кроме высокой цены, ADAU1761 имеет достаточно ограниченный объем памяти и не позволяет реализовывать сложные алгоритмы. Так же отсутствует модуль FFT.
Решение этих проблем напрашивается само собой - использование мощного микропроцессора на котором можно реализовать как функции ДСП, так и функции синтезатора частот для аналоговой части и общего управления трансивером. Обычно для этих целей выбирают STM32. В некоторых проектах используют двухядерные версии процессора. Но опять же процессоры STM нынче тоже в дефиците и оверпрайснутые. Поэтому было принято решение использовать ESP32 от Espressif.
Если заглянуть "под капот" ESP32 то мы кроме WiFi и bluetooth обнаружим там много интересного. В первую очередь меня интересовал сам процессор. И он там есть. Причем не один, а целых две штуки
ESP32 содержит два абсолютно идентичных и равноправных ядра. Эффективно управлять ими можно с помощью FreeRTOS. Работают они на тактовой частоте в 240МГц и обеспечивают достаточно неплохую производительность. Из периферии есть все что надо - I2C, очень быстрый SPI и I2S для подключения аудиокодеков. Кроме этого есть еще множество всяких специфических акселлераторов и примочек связанных с крипто и сетью. Нам пока они не нужны.В качестве фронэнда использован Super21.
- super21_frontend_stage_2.jpg (88.96 KiB) Viewed 9341 times
Блок ПЧ особенностей не имеет. Применены промышленные КФ фирмы KVG на частоту 9МГц. Используется два фильтра - один SSB, второй - AM. Далее сигнал усиливается в УПЧ, переносится на ультразвуковую ПЧ и поступает на кодек WM8731. Так как сигнал уже предварительно отфильтрован и усилен то к кодеку не предъявляются какие-то запредельные требования. WM8731 выбран как дешевый и доступный кодек.
Вся дальнейшая обработка выполняется в ESP32. Кроме DSP процессор выполняет все обычные функции по управлению трансивером и синтезаторами, которых используется два - SI570 и SI5351. Отображается информация на 3.2" TFT ILI9341 с разрешением 320*240. Для управления используется 16ти кнопочная клавиатура, основной оптический валкодер для перестройки по частоте и два сервисных механических валкодера для управления громкостью, частотой среза ФНЧ, расстройкой и параметрами АРУ.
Чтобы было понимание насколько соответствует выбранный процессор по мощности - цифровая обработка потребляет примерно 16-18% ресурсов ОДНОГО ядра. То есть процессор почти "холодный".
Трансивер собран в "корзине" для макетирования.
- работа автоматического NOTCH фильтра для подавления тональников
- независимость показаний S-метра от включенных аттенюаторв и УВЧ
- работа адаптивной АРУ, регулировка динамического диапазона сигнала на выходе АРУ
- прием телеграфа, адаптивный peak-фильтр для выделения сигнала
- прием АМ
- четыре гетеродина с оперативным переключением между ними
- работа в режиме одинарного преобразования частоты "вниз" и двойного "вверх", "птичка" в левой части экрана - включен режим преобразования "вверх"
Плата синтезатора изначально разрабатывалась как достаточно универсальный модуль синтезатора+DSP с интегрированным кодеком и УНЧ. В перспективе его можно использовать с любым другим аналоговым фронтэндом с супергетеродинной архитектурой.
Далее в теме буду выкладывать информацию о прогрессе проекта.