Electronique > Réalisations > LaboTech 003 - Pro
Dernière mise à jour : 23/03/2025Présentation
Circuit étudié pour mes élèves, dans le cadre de travaux pratiques sur la numérisation d'un signal audio.
Ce circuit permet de mettre en évidence en temps réel et sans équipement informatique dédié la problématique du bruit de quantification (lié à une résolution trop faible du convertisseur ou à un réglage inadapté de l'amplitude du signal à numériser) ainsi que la problématique du repliement de spectre (fréquence d'échantillonnage trop faible par rapport à celle du signal à échantillonner, filtrage inadapté à l'entrée du convertisseur). Les signaux audio peuvent être filtrés ou non en entrée et en sortie. Pour l'ensemble de ces fonctions, il est fait usage d'un CAN (Convertisseur Analogique Numérique) 16 bits, d'un CNA (Convertisseur Numérique Analogique) 16 bits et d'un microcontrôleur PIC 16 bits (dsPIC33) ou 32 bits (PIC32MX) pour l'ajustement des divers paramètres. L'entrée et la sortie du circuit se font au niveau ligne -8 dBu (0 dBFS @ +4 dBu).
Schéma
Pro - Schéma non disponible
en libre accès.-
Sélection des paramètres
Les réglages possibles sont les suivants :- Résolution de quantification (Bit Rate) : de 1 bit à 16 bits , par pas de 1 bit
- Fréquence d'échantillonnage du CAN : 1 kHz, 2 kHz, 4 kHz, 8 kHz, 11,025 kHz, 16 kHz, 22,05 kHz, 24 kHz, 32 kHz, 44,1 kHz et 48 kHz
- Fréquence d'échantillonnage du CNA : identique à celle du CAN, ou différente (parmi les valeurs ci-devant)
- Réglage fréquence de coupure du filtre d'entrée : de 1 kHz à 20 kHz (4 valeurs)
- Activation/désactivation du filtre d'entrée : oui
- Activation/désactivation du filtre de sortie : oui
Trois boutons-poussoirs SET, DEC et INC permettent
de sélectionner et de modifier la valeur du paramètre
souhaité.
L'affichage des valeurs se fait sur un écran LCD alphanumérique de 2
lignes de 20 caractères.
Prototype
Circuit imprimé réalisé conformément à l'implantation visible plus loin.
Plusieurs des circuits intégrés que j'ai utilisés n'étaient disponibles qu'en version CMS (AOP, convertisseurs AD et DA) et ont dû être soudés sur des adaptateurs CMS-DIL. De tous les circuits intégrés utilisés dans ce projet, seul le dsPIC est en version traversante.
Remarque : j'ai commis une erreur (mineure) de câblage au niveau du connecteur de raccordement de l'afficheur LCD (inversion D4..D7 en D7..D4). Aucune correction nécessaire côté PCB, simple modification au sein du logiciel.
Le système ne fonctionne pas aussi bien que je l'aurais souhaité (un poil de bruit de fond), mais il est parfaitement fonctionnel pour l'objectif visé, à savoir mettre en relief les phénomènes de repliement de spectre et de trop basse résolution lors de la numérisation... et ce en temps réel, sans ordinateur ni interface audio.
Circuit imprimé (PCB)
Dessiné en double face.
-
Historique
23/03/2025
- Ecriture d'un version logicielle adaptée pour
un PIC32 en remplacement du dsPIC33, sans modification du PCB
(brochages compatibles).
09/03/2025
- Ajout photos prototype.
02/03/2025
- Mise à jour logicielle pour permettre l'utilisation de différents PIC
(dans la famille dsPIC33).
19/01/2025
- Logiciel PIC : ajout de 4 valeurs de fréquence d'échantillonnage pour
le CAN et pour le CNA.
-
Logiciel PIC : ajout possibilité de choisir une fréquence
d'échantillonnage de manière indépendante pour le CAN et pour le CNA.
Auparavant, la fréquence d'échantillonnage du CNA était soit fixe (48
kHz) soit égale à celle du CAN.
- PCB : ajout buffer de sortie.
05/01/2025
- Première mise à disposition.