PROCESADOR DE AUDIO DIGITAL PARA RADIOS FM

A D OTrabajo Final

Carrera de Especialización en Sistemas Embebidos

Autor: Ing. Gastón Vallasciani Director: Mg. Ing. Facundo Larosa Co-Director: Dr. Ing. Pablo Gomez

Jurados:Mg. Ing. Pablo RidolfiMg. Ing. Gonzalo SanchezMg. Ing. Iván Andrés León Vásquez

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Introducción General

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Descripción Técnica - Conceptual

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Procesadores de audio para FM

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Industria Nacional Industria Internacional

Tecnología Analógica DSP

Fm - 32, 44,1, 48, 88,2 y 96 kHz

Latencia - Entre 3.7 ms y 20 ms

Bandas 3 2 ó 5

Motivación

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✓ Experiencia en M31 Electrónica S.R.L.

✓ Excitador de FM de 25 watt.

✓ Procesamiento digital de señales basado en un μC.

✓ Grandes volúmenes de datos.

✓ Optimización de tiempos de procesamiento.

Objetivos

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✓ Basado en un μC.

✓ Que permita acortar tiempos de desarrollo.

✓ De fácil fabricación.

✓ De bajo costo.

✓ Que facilite su puesta en marcha.

Desarrollo en Argentina de un procesador :

Alcance 7Incluye:

✓ Prototipo funcional.

✓ PCB dedicado para adquisición y generación de audio.

✓ Principales módulos de firmware.

✓ Envío de la señal procesada por FM.

No Incluye:

✓ Diseño final del PCB del equipo.

✓ Envío de señal de audio a la PC para streaming.

Introducción Específica

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Propuesta(1)

✓ Topología: cascada.

✓ Entrada: canal L+R de la consola.

✓ Salida: canal L+R al transmisor de FM.

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Propuesta(2) 10

Propuesta(3)

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Propuesta(4) 12

Filtros FIRCaracterísticas:

✓ Fase lineal.

✓ Filtro intrínsecamente estable.

✓ Equirriple en MATLAB.

Funcionalidad:

✓ Limitar el ancho de banda a 15 kHz.

✓ Filtro crossover de separación de bandas.

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Compresor de Audio

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✓ Rango dinámico.

✓ VCA, detección de picos.

✓ Detector de nivel.

✓ Relación de compresión.

✓ Control de ganancia.Diagrama en bloques

Diseño e Implementación

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- Fm: 44,1 kHz.

- Resolución: 10 bits.

- Hardware Proxy pattern.

- Ping-pong buffer.

Firmware: Digitalización de Audio

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Adquisición

- Fm: 44,1 kHz.

- Resolución: 10 bits.

Generación

Firmware: FSM General

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Firmware: Filtro LPF 15 kHz

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Respuesta en frecuencia Respuesta en fase

Firmware: Filtro Crossover

[kHz]

19

Respuesta en frecuencia Respuesta en fase

[dB

]

[Rad

][kHz] [kHz]

Firmware: FSM Compresor de Audio

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Hardware: diseño de PCB

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Ensayos y Resultados

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Test funcional: Filtros 23

ΔT = 1 msf = 1 kHz

ΔT = 0,1 msf = 10 kHz

ΔT = 0,2 msf = 5 kHz

ΔT = 52 μsf = 19 kHz

Test funcional: Compresor 24

Umbral 600

Relación de compresión 2

Tiempo de ataque 30 ms

Tiempo de relajación 30 ms

ΔT = 30 msTiempoRelajación

ΔT = 30 ms

Señal de entrada

TiempoAtaque

2525

VIDEO DEMOSTRATIVO

https://drive.google.com/open?id=1Eflq6pS5r_e_RMpiMVvMXmQyBI5Nsu4K

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https://docs.google.com/file/d/1wvHMgNXr2TMhwtNc3oatSgqb1z20nP54/preview

Trabajo Realizado

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Trabajo Realizado

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✓ Arquitectura ARM Cortex M.

✓ Buenas prácticas de programación de Lenguaje C.

✓ Máquinas de estados finitos.

✓ Poncho procesador de audio.

✓ Gestión del trabajo mediante Github.

✓ Test funcionales.

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Trabajo futuro

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Trabajo Futuro

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✓ Desarrollo de un PCB dedicado con ADC y DAC de audio.

✓ Adquisición de audio, resolución: 16 bits, fm: 96 kHz.

✓ Generación de audio, resolución: 16 bits, fm: 96 kHz.

✓ Seleccionar circuito de reconstrucción.

✓ Medición de distorsión armónica.30

¿PREGUNTAS?

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A D O

MUCHAS

GRACIAS

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Ing. Gastón Alfredo Vallasciani

Gastón Vallasciani

gastonvallasciani@gmail.com

Hardware: Análisis Circuital 33

Interfaz de Usuario

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