В данной статье я попытаюсь поведать о том, как же на свет показался аудиотракт смартфона Highscreen Boost 3, что был представлен в сентябре и поступил в продажу в ноябре 2015 года. В сети уже имеется достаточно большое количество других материалов и обзоров, посвященных данному смартфону, но частенько информация, касающаяся разработки, далека от истины.
Смотрите кроме этого: Часы-будильник в стиле «Назад в будущее»

То самое 21 октября 2015 года уже, возможно, успело набить всем оскомину, столько раз о нем писали (да и пишут на данный момент). Но я не буду заново перечислять достижения и успехи науки и техники отечественного времени, сравнивая все это с предсказаниями, сделанными в фильме. Давайте лучше посмотрим, как сделать часы-будильник, весьма похожие на то, что мы видели в машине времени храбрецов фильма. Смотреться все это будет так, как продемонстрировано на аносной фотографии.

При жажде это чудо техники возможно установить в собственном автомобиле (действительно, сделать это будет непросто, да).

Пара слов о том, как по большому счету рождаются качественные ответы в технике и откуда рождаются мифы о них. Представьте себе горную речку в ущелье, к которой вам необходимо спуститься и собрать ведро воды. Ваша задача собрать ведро воды и встать с ним наверх.

Так вот итоговое уровень качества – это то количество воды, каковые вы сможете донести, не расплескав, по сложному пути, да и то, как вы пройдете данный путь, воздействует значительно посильнее, и цена неточности наряду с этим значительно выше, чем количество воды, которое вы зачерпнете в реке. Мифы – это продукт аналитических свойств людской мозга, что старается отыскать причинно-следственную связь между событиями, и, если не видит очевидной связи, то сам ее может додумать (Пошло племя на охоту, по пути вождь упал в грязь и целый измазался.

Охота была успешной, и начало все племя перед охотой грязью мазаться… Носили воду из ущелья различными ведрами, красным и зеленым. В среднем, те, кто носил красным, приносили больше. О! Значит, красное ведро лучше.

Послушал некоторый индивид 2 устройства на ЦАПах XXX и YYY. Устройство на ЦАПе XXX понравилось больше, значит, ЦАП XXX лучше…) А в действительности выясняется, что большая часть водоносов с красным ведром шли более долгой, но значительно более эргономичной тропинкой, а разработчик устройства на ЦАПе XXX учел все нюансы реализации.Началось все в январе 2015 года с письма из компании “Вобис Компьютер” (торговая марка Highscreen) с предложением поучаствовать в разработке аудиочасти нового смартфона, по причине того, что “… Мы кроме этого в нескольких собственных моделях попытались применять Wolfson 8918, но скоро поняли, что мало понимаем в настоящем звуке…”.

 Поразмыслив, я дал согласие, озвучив собственные условия. По всей видимости, мои условия были самыми вкусными для компании “Вобис”, по причине того, что выбор пал на меня. Ну, а дальше, как говорится, понеслась…Постановка задачиВ неспециализированном, как это в большинстве случаев и не редкость, все началось с несложного слова “Желаю”.

Хотелки изначально были выражены в виде примеров моделей смартфонов от вторых производителей, маркировок микросхем, в них используемых, и жажды сделать что-то похожее. Правильнее, ориентир по звуку был Meizu MX 4 Pro и говорилось, что раскачивать 600-омные наушники напрямую не нужно.

В итоге это сформулировалось как выбор элементной базы, разработка схемы на данной элементной базе с учетом ограничений, а потом шефская помощь приятелям из Highscreen в плане интеграции данного схемного ответа в неспециализированную схему телефона.Уместить целый аудиотракт необходимо было на площади в 2 см2 при высоте компонентов не более 1 мм (как говорится, попытайтесь в том направлении конденсаторы Blackgate и микросхемы в DIP корпусах уместить).Выбор элементной базыНачалось все с выбора ЦАПа. Многие точно считаюм, что ЦАПы выбираются по цифрам аудиохарактеристик, но жёсткая правда в отношении массовых портативных устройств в действительности очевидна: энергопотребление и цена.Рассматривались ЦАПы от Cirrus Logic, Wolfson (на данный момент это та же Cirrus) и ESS.

В итоге выбор пал на ES9018K2M. Потом от ESS был взят референс дизайн для применения ES9018K2M в телефоне. Функционально он несложен: это ЦАП, цепи его питания, генераторы, аналоговый тракт по окончании ЦАПа и узел переключения музыкального и разговорного трактов.

И вот тут начались первые сложности в разработке собственного тракта. Инженеры рекомендовали выбрать легкий путь к совершенству, забрать за базу уже существующий вариант, доработать и разрешить войти в производство.

Данный вариант было нужно сходу отодвинуть в сторону, поскольку мы же делали настоящий музыкальный смартфон!Референсный дизайн как сферический конь в вакууме, ни к чему не привязан, но в том месте имеется маркировки некоторых микросхем, к примеру, аналоговый тракт по окончании ЦАПа реализован на ОУ OPA1612 (сохраняю надежду сейчас всем ясно, откуда берется связка ES9018K2M и OPA1612 в портативных устройствах).Операционный усилитель, на базе которого сделана аналоговая часть аудиотракта. Тут меня поджидала вторая неприятность: слепая вера в цифры из даташитов, без вникания в условия, в которых они были взяты.

Да, OPA1612 хороший ОУ, лишь при работе на высокоомную нагрузку, которой наушники не являются, внес предложение ОУ ADA4897-2, что значительно лучше трудится с низкоомной нагрузкой и кроме этого имеет функцию отключения, которая нам понадобится в будущем. На счет применения ADA4897-2 инженеры Highscreen кроме того проконсультировались с ESS Technology, откуда узнали ответ, что, возможно трудиться будет, но так еще никто не делал (то, что сделали, возможно приобрести в магазине и оценить самому).

А вдруг наблюдать первые цифры в даташите по искажениям, то у OPA1612 они лучше, лишь взяты они при напряжении питания ±15В, что в телефоне реализовать достаточно сложно.Для питания ОУ изначально предлагалась микросхема от TI, которая формирует сходу 2 напряжения питания +5В и -5В. Выбирали вероятнее по доступности и цене, по причине того, что большой ток для предлагаемого ответа составлял всего 40 мА.

Другими словами в каждом канале аудиотракта. кроме того если не считать токи потребления, амплитуда тока имела возможность бы быть максимум 20 мА. Что, мягко говоря, не хватает. В итоге остановились на ответе, разрешающем обеспечить питание ± 5В с токами до 250 мА, другими словами на 100 мА в каждом канале мы можем рассчитывать.Генераторы для ЦАПа.

В референсном дизайне их присутствует 2 штуки (для частот дискретизации кратных 44,1к и 48к), но потому, что процессор МТ6753 не имеет возможности трудиться в режиме slave по интерфейсу I2S и в ЦАПах серии Sabre от ESS имеется совокупность ASRC (asynchronous sample rate converter), то решено было покинуть лишь один генератор на частоту 49.152 МГц с низким фазовым шумом.Линейные стабилизаторы для питания ЦАПа и генератора были покинуты без трансформаций, но был нюанс с их применением.Мультиплексор для переключения музыкального и разговорного трактов в итоге остался тот же, но применен он был в противном случае.Нюансы схемотехникиНюанс первый связан с едой ЦАПа и генераторов. В референсном дизайне на них подается некое внешние питание от единственного имеющегося в телефоне источника, другими словами от аккумулятора.

Про обстановку, в то время, когда аккумулятор разряжается и напряжение на входах линейных стабилизаторов делается меньше, чем должно быть на их выходах, в даташитах не пишут. Было нужно добавить промежуточный импульсный стабилизатор, снабжающий обычную работу системы питания ЦАПа при любом уровне разряда аккумулятора.Большая часть нюансов связано, конечно же, с аналоговой частью аудиотракта по окончании ЦАПа. Эта часть схемы делает фильтрации и функции усиления ВЧ помех от ЦАПа.

В большинстве случаев фильтр по окончании ЦАПа настраивают на 30-40 кГц, мне было озвучено вывод, что, согласно данным от ESS, в их ЦАПах используется супер-пупер совокупность подавления помех, и до 400 кГц в том месте ничего нет. Исходя из этого давайте настроим фильтр на эти самые 400 кГц. Доводы о том, что настоящий фильтр вещь совсем не совершенная и имеет определенную крутизну спада, благодаря чего два фильтра второго порядка с частотами среза 40 и 400 кГц будут давить помеху на 500 кГц с отличием в 40 дБ, вынудили инженеров Highscreen задуматься.

В итоге сделали верно.Потом, для чего же нам была функция отключения в ОУ. Разламывая копья в борьбе за доли процентов THD, указанные в даташитах на ОУ, многие разработчики обычно без зазрения совести пускают сигнал с выхода ОУ через мультиплексор, искажения которого на несколько порядков больше искажений ОУ (пламенный привет повторителям референсного дизайна от ESS в неизменном виде).

Чтобы решить эту проблему, сигнал с выхода ОУ я разрешил войти напрямую в обход мультиплексора, а для переключения трактов задействовал функцию отключения ОУ.Дальше меня подстерегал сюрприз по окончании озвучивания большой выходной мощности тракта, 100 мВт на нагрузке в 32 Ом. Цифра в неспециализированном-то забавная, но инженеры Highscreen желали подстраховаться и сделали вывод, что наушники для смартфона смогут сгореть при мощности более 10 мВт, и внесли предложение снизить выходную мощность.

Очевидно, запрещено резистор между выходом ОУ и разъемом – представьте, во что превратилась бы АЧХ наушников со сложным импедансом, многодрайверной арматуры, к примеру. Помимо этого, нужно было убедиться в разумном энергопотребление всего этого богатства. Как раз исходя из этого в аппарате присутствует в три режима громкости в инженерном меню.Нюансы практической реализацииНу все, схему утрясли, набрались воздуха с облегчением, позволяйте делать.

Ага, щаз…. Оказалось, что в необходимый срок нереально отыскать нужное нам количество определённых конденсаторов и номиналов резисторов, каковые используются в фильтре по окончании ЦАПа (в том месте конденсаторы и резисторы качественные, не совсем массмаркет). Очевидно, замена одного номинала тянет за собой пересчёт всех остальных, исходя из этого было нужно составить табличку с связями номиналов элементов в схеме, типа увеличиваешь тут в 2 раза, уменьшай в 2 раза вот тут.

В итоге взял все дешёвые номиналы и на их базе пересчитал фильтр.Потом разводка первые образцы и платы. Спешили и ошибались, само собой разумеется, сроки-то горят, смартфон в обязательном порядке должен был выйти в сентябре под запланированный рок-фестиваль… Новые версии плат производились очень оперативно, благо скорость производства разрешает.ИтогЧто в итоге оказалось, возможно было заметить, потрогать и послушать на презентации в сентябре, либо на данный момент в магазинах.

Как говорилось в одном ветхом французском фильме: “Я ветхий воин и не знаю слов любви…” повторю собственные слова, каковые сообщил на презентации: “Возможно большое количество написать и поведать, как звучит то либо второе устройство, но Ваши личные уши за 60 секунд поведают о его звуке значительно больше”. Хочу всем качественного звука в наушниках!Создатель текста: Михаил Орлов.

Случайная статья:

• Gravityspace: умный пол-экран
• Стабилизация видеосъёмки в киноиндустрии, или «про тульскую головку»

Ты помнишь как все начиналось

Похожие статьи:

• Квадрокоптеры — как все начиналось?

  Современный квадро (гекса, окто) коптер — это достаточно замечательное «вычислительное» устройство, талантливое управляться со смартфона по WiFi,…

• Всё в nas: личное облако плюс медиацентр

  хранилища стали и Облачные технологии трендом нескольких последних лет. Так как это легко и комфортно — сохранять файлы «на облако», а после этого, при…

• Как перевернуть все с ног на голову при помощи 50 смартфонов lumia

  Здравствуй, Хабр!В сентябре прошлого года мы говорили вам о том, как снимали короткометражку «NY 41×41». Если вы не забывайте, для съемок ролика в…