Вывод цифры и линеек из штатных магнитол на УМ с цифровым входом.

    Если в какой-то автомагнитоле есть возможность найти звук в цифровом формате SPDIF или шины I2s, то дальше можно поступать следующим образом:

1. Вывести звук в цифровом формате SPDIF  в виде оптики или коаксиала.  Если в автомагнитоле цифровая регулировка громкости - это удобно. Если цифра нерегулируемая по громкости - тогда нужен аудиопроцессор с контроллером (RUX).

2. Если есть только шина I2s - устанавливаем передатчик SPDIF (или ASRC+передатчик SPDIF), и выводим звук в цифровом формате SPDIF в виде оптики или коаксиала.

3. Установить в автомагнитолу хороший/очень хороший ЦАП (коих сейчас немерено наделано в Китае - просто выбираем с нужным нам входом (SPDIF или I2s), с нужным питанием (на 5-12 вольт, или придется делать двухполярный БП) и  т.д.), и таким образом мы получим качественные линейные выхода.

4. Установив прямо в автомагнитоле (если есть необходимое свободное место) DSP процессор (например: на базе Raspberry, на базе ADAU1701+ЦАПы, DSP процессор усилитель Rock Era, miniDSP 2x4 kit и т.д и т.п.) - мы получим процессорную автомагнитолу.

5. Установив снаружи DSP процессор (например: ISUDAR D4, PUZU PZ-X4800S, CarDSP Simple, Sennuopu DP-X10, Cadence DSP 4.8, Cadence DSP 4.8 и т.д. и т.п.) - мы получим,... то что получим.

МАГНИТОЛА STD2 PQ + /NAV

5CO 035 200, VWZAZ2R3714719 ....

...и еще много разных цифр и букв, QR кодов написано на наклейках магнитолы YD5 разработки подразделения TechniSat Automotive от TechniSat Digital GmbH, Германия.

Уже более 15 лет подразделение TechniSat Automotive разрабатывает и производит инновационные продукты и программные решения в области автомобильной информационно-развлекательной системы, навигации, автомобильных сетей и телематики и вряд-ли кто то другой сможет пробиться со своим продуктом в Volkswagen Group.

Встроенный усилитель мощности (чтобы посмотреть его точное название) не выпаивал, но очень похоже, что там стоит или TDA7801 или TDA7802. 

Особенность этих четырехканальных усилителей в том, что у них имеется только лишь 3 проводный цифровой вход I2S и четыре встроенных ЦАПа.

Задача: вывести с головы цифру.

Смотрим осциллографом на ножках УМ: на 5 ножке (WS)  частота 48 кГц, на 11 ножке (SCK) частота 3,072 МГц, 12 ножка (CD2-4) - цифровые данные тыла, на 13 ножке (CD1-3)  - цифровые данные фронта. Все сигналы с логическими уровнями 3,3 вольта.

Припаиваем проводочки к  5, 11, 13 ножкам и ближайшей земле (14 нога).

Для первого раза поступлю так: передатчик SPDIF на DIT4096  у меня уже есть, осталось организовать для него мастерклок (MCK) и на всякий случай переделать питание для входных цепей на 3,3 вольта, выход на оптопередатчик остается пятивольтовым. На другой платке пересинхронизация сделана на микросхеме CS8421 (задающий генератор 24,576 МГц, выходные данные I2S: режим Мастер 512Fs, 24 бита).

Закрепляем эту всю конструкцию ASRC/Transmitter на боковой стенке-радиаторе и включаем.

Раз загорелся зеленый светодиодик на ножке SRC_UNLOCK - значит цифровые данные в нужном аудиоформате стали поступать на вход передатчика SPDIF.

Оптопередатчик DLT1111 выводим сзади головы на 10-12 сантиметровом шнурочке (два медных многожильных проводка в экране):

На выходе головы - цифра регулируемая по громкости. То есть с такой головой достаточно подключить цифровой выход (в данном случае это оптика) к цифровому входу аудиопроцессора - и никаких РУКСов, пультов и т.п.  для управления громкостью при этом не требуется.

Порадовало, что и на малых громкостях цифровая регулировка громкостью работала корректно, то есть не хотелось добавить громкости, чтобы хорошо расслышать трек.

Остается дождаться когда голову включат в автомобиле, так как бывают "счастливые" случаи, что на столе все работает, а в автомобиле головное устройство начинает взаимодействовать со всей своей периферией (антенны, камеры, микрофоны и т.п.) и поэтому могут включиться тонкоменсация, регулировка громкости от скорости, от того какие включены предустановки под конкретный салон, какая прошивка головы и какие включены протоколы взаимодействия с оборудованием автомобиля и т.д. и т.п. .. - могут возникать проблемы с нештатно выведенным звуком. 

Всё обошлось - никаких проблем при включении в автомобиле не обнаружилось.

Ну и ясно, что подобное решение (усилитель мощности с встроенным цифровым входом) дешевле, чем отдельный(е) ЦАП и отдельный УМ, поэтому производители скорее всего пойдут именно по этому пути. В домашних устройствах (телевизоры, кинотеатрики и т.п.) это уже применяется давно.

На данный момент в автомобильных ресиверах используют два 4-канальных УМ с цифровым входом и аналоговыми усилителями (упомянутые выше TDA7801 и TDA7802) и серия усилителей с цифровым входом и УМ класса D: 4-канальные усилители FDA801, FDA801B, FDA4100LV и FDA450LV, 2-канальные усилители FDA802, FDA802B, FDA2100LV, FDA2100BLV и 1-канальные усилители FDA803D, FDA903D.

Примечания:

1.  Новая платка с ASRC и передатчиком SPDIF уже разработана, осталось дождаться изготовления PCB и прихода заказанных деталек.

Вот первые фотки спаянного ASRC/передатчика SPDIF.

Возможности ASRC/передатчика SPDIF:

Плата MP2019/01 ASRC-Transmitter сделана максимально универсальной…. Может быть собран только передатчик, только ASRC или оба вместе. Может питаться от 5 до 30 вольт, или только от пяти вольт. Общее потребление в полном варианте от 5 вольт не более 60 мА. Можно использовать мастер клок от внешнего генератора. Цифровой выход может быть в 4 вариантах: может преобразовывать частоты дискретизации как вниз от 7.5:1, так и вверх до 1:8, вплоть до 211 кГц… и так далее, согласно возможностей режимов Hardware Mode, описанных в даташитах на CS8406 и CS8421.

Передатчик SPDIF

192 kHz Digital Audio Interface Transmitter на микросхеме CS8406 кодирует и передает аудиоданные в соответствии с AES3, IEC60958, S / PDIF или другие стандарты EIAJ CP1201.

Передатчик установлен в режим HARDWARE MODE.

Напряжение питания подается одновременно на пины VD и VL, которое может быть или 3,3 вольта или 5 вольт в зависимости от логического уровня входных сигналов и соответственно, оптопередатчики устанавливаются на 3,3 или 5 вольт.

Выход SPDIF может быть организован или оптический или коаксиальный, а если нужен одновременно оптический и коаксиальный, то основной будет оптический, а коаксиальный будет без гальванического разделения (или разделительный трансформатор расположить на отдельной платке).

Коаксиальный выход может быть гальванически развязанным с помощью трансформаторов SPDIF PE-65612 или DA101C.

Конфигурирование входных форматов аудиоданных, выбор соотношения частот и других режимов, согласно даташита, задаются с помощью 11 переключателей (SWD4-3 и SWD4-8).

ASRC

32-разрядный, 192 кГц асинхронный преобразователь частоты дискретизации на микросхеме CS8421. Входные и выходные данные могут быть полностью асинхронными или синхронными с внешним задающим генератором, а также CS8421 может работать от своего встроенного генератора. Цифровые аудиоданные вводятся и выводятся через настраиваемые 3-проводные последовательные порты.

Конфигурирование формата входных и выходных данных задаются внешними резисторами согласно даташита CS8421. Входные/выходные порты могут быть как Master Mode, так и Slave Mode. Для индикации отсутствия входных данных/ошибки и для индикации режима вывода корректных аудиоданных установлены, соответственно, красный и зеленый светодиоды.

Напряжение питания CS8421 может быть 3,3 или 5 вольт, в зависимости от логического уровня входных сигналов. Цифровая часть CS8421 питается через линейный стабилизатор 2,5 вольта.

2. Линейные выхода будут делаться уже на другой подобной голове.

3. На столе голова работала, никаких кодов не требовала, выключалась через каждые примерно полчаса.

4. Все основные напряжения в голове (3,3, 5,0 и 8,0 вольт) снимаются через минуту после выключения.

Точно такая же голова MIB STD2  с выводом оптики 24 бит/96 кГц.

Спаянная плата ASRC/передатчика SPDIF.

Припаиваем проводки с разъёмами в нужных местах:

Закрепляем плату на радиаторе УМ и собираем голову.

Включаем голову: на платке ASRC загорелся красный, потом зеленый светодиодик и на цифровом оптическом выходе появился звук в цифровом формате SPDIF 24 бит/96 кГц. 

Примечания:

1. Оптопередатчик TOTX147

2. MS_SEL 4,02 кОм to GND

Продолжение следует.