Відомі такі способи генерації звуку в MK:

• формування на виході цифрового порту послідовності високих і низьких рівнів з програмними паузами 02 .. 10 мс між ними

• зміна високий / низький рівнів на виході порту в момент переривання по таймеру MK Час між перериваннями визначає частоту звуку

• використання 8 .. 16 виходів MK, до яких підключається резистивная матриця ЦАП з організацією «2R» або «R-2R»

• застосування MK з уже вбудованим каналом ЦАП

• зміна частоти або шпаруватості імпульсів в каналі ШІМ MK

Перші два варіанти – прості в апаратної й програмної реалізації, але годяться для вилучення лише невибагливих «цифрових» звуків Третій варіант забезпечує досить якісне «аналогове» звучання, хоча вимагає багато вільних ліній портів Четвертий варіант підтримується далеко не всіма типами МК, а тільки найбільш «просунутими», а стало бути дорогими Залишається пятий варіант з ШІМ, який займає проміжне положення за критерієм «якість + можливості» і позитивно оцінюється радіоаматорами

Звукові сигнали в каналі ШІМ можуть генеруватися по низькій частоті безпосередньо вихідними імпульсами («цифровий» звук) або по високій частоті з подальшим виділенням «музичної» огинає («аналоговий» звук)

Інтерес для практики представляє саме «аналогове» звучання У цьому випадку на виході MK ставлять фільтр з верхньої частотою в районі 3400 Гц, що відповідає якості телефонної розмови, або 20 кГц, що характерно для відтворення музичного компакт-диска

На Рис 259, a .. c наведені схеми генерації звуку через канал ШІМ MK

Рис 259 Схеми генерації звуку через канал ШІМ MK (початок):

а) пасивний дволанковий ФНЧ на елементах R1, R2, C1, С2обеспечівает краще придушення гармонік, ніж однозвенной ФНЧ, але з невеликим зменшенням амплітуди t /BbIX

б) пасивний пятізвенная ФНЧ забезпечує хорошу фільтрацію і високоякісне звучання, але зі значним зменшенням амплітуди на виході

в) вкорочують ланцюжок С /, VD1 застосовується при імпульсах великої тривалості

г) заряд / розряд конденсатора C1 проводиться резисторами R1, R2 відповідно від високого / низького рівня на двох виходах MK Ланцюжок R3, С2образует ФНЧ для сумарного сигналу ШІМ Кодування сигналу проводиться за системою RC-2, що годиться для синтезу різних звуків і шумових ефектів (мова і музика тут звучать неприродно) Про

Про Рис 259 Схеми генерації звуку через канал ШІМ MK (продовження):

д) конденсатор C1 усуває постійну складову Елементи R1, C1 фільтрують сигнал в каналі ШІМ Резистор R2 регулює рівень звуку в навушнику, який підключається кгнездуЛ37

е) гальванічна опторазвязка звукових сигналів, що генеруються з виходу MK через канал «високочастотної» ШІМ Фільтром служать елементи Л2, C1 \

ж) активний дволанковий ФНЧ на елементах R1, C1, C2, R4, DA1 УНЧ на мікросхемі DA2 може переходити в «сплячий» і «беззвучний» режими від ВИСОКИХ рівнів на середньому і нижньому виходах MK

з) керований активний ФНЧ для звукових сигналів, формованих з верхнього виходу MK Сигналами ШІМ на середньому і нижньому виходах MK змінюється частота зрізу фільтра Про

Про Рис 259 Схеми генерації звуку через канал ШІМ MK (продовження):

і) виділення обвідної звукового сигналу пасивним ФНЧ на елементах R1, C1 Додаткове придушення вищих гармонік здійснюється в самому електродинамічному гучномовці BA1 (інерціядіффузора) Ланцюжок R4, C3 усуває самозбудження УНЧ DA1 \ к) наявність джампера на зєднувачі S1 дозволяє передавати на вихід постійну складову сигналу

л) активний чотириланкова ФНЧ «Sallen-Кеу» («Саллі-Кі») на ОУ DA1 (можлива заміна TL072) забезпечує хороше придушення вищих гармонік Такі схеми застосовують при синтезі електронної поліфонічної музики, але при відтворенні мовлення можуть зявитися спотворення, повязані з порушенням ОУ на фронтах ШІМ-сигналу Для їх зменшення бажано, щоб мікросхема DA1 мала по даташіту рівні «Rail-to-Rail Input / Output », тобто вона повинна стійко працювати з вхідними / вихідними сигналами від нуля до харчування Про

Про Рис 259 Схеми генерації звуку через канал ШІМ MK (продовження):

м) чотириланкова ФНЧ налаштований на діапазон мовного телефонного сигналу 03 .. 34 кГц і містить чотири ДС-ланцюжка: R1 і C7 R3 і C3 R5 і C4 \ R2nC2 Між ланками розташовуються повторювачі напруги на ОУ DA11, DA12, що забезпечує високу якість фільтрації і відсутність самозбудження На елементі DA13 зібраний УНЧ з регульованим коефіцієнтом посилення (R4) Особливість схеми – приблизно однакова гучність звучання як з низькоомним електродинамічним (40 Ом), так і з високоомним пєзокерамічним (10 кОм) телефоном BF1 \

н) восьмізвенная ФНЧ на цифровому фільтрі DA1 (фірма Maxim Integrated Products) забезпечує придушення 2 .. 6 гармонік звукового сигналу на 11 .. 78 дБ Ідеально підходить для перетворення прямокутних сигналів в синусоїдальні в смузі частот 01 ГЦ .. 25 кГц Конденсатор C2 визначає частоту внутрішнього тактового генератора мікросхеми DA1 за формулою Fosc[KrU] = 33333 / С2[ПФ] Частота зрізу ФНЧ буде в 100 разів нижче, ніж Fosc При бажанні можна подавати тактову частоту на DA1 від нижньої лінії MK (показано пунктиром) і створювати методом ШІМ «плаваючий» ФНЧ для звукових спецефектів

о) стійкий активний чотириланкова ФНЧ на ОУ DA1 з двополярного харчуванням

Про Рис 259 Схеми генерації звуку через канал ШІМ MK (закінчення):

п) схема МВязаня Двоканальний мостовий УНЧ на польових транзисторах з вихідною потужністю до 27 Вт з ФНЧ на LC-фільтрі Радіатори для транзисторів VT1, VT2 не вимагаються, ККД 90% Сигнали ШІМ повинні бути строго протівофазного і мати частоту 100 .. 200 кГц

p) мостовий підсилювач з протівофазного ШІМ-сигналами і двоканальним драйвером на мікросхемі DA1 фірми Maxim Integrated Products

с) два виходи MK використовуються для генерації стереосигнала DA1 – двоканальний УНЧ

Джерело: Рюмік, С М, 1000 і одна мікроконтролерна схема Вип 2 / С М Рюмік – М: ЛР Додека-ХХ1, 2011 – 400 с: Ил + CD – (Серія «Програмовані системи»)