МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА” Кафедра ЗІ Розрахункова робота на тему: «Розробка цифрового диктофону» з курсу «Системи запису і відтворення інформації» Варіант № 6  Львів – 2015 Мета роботи – отримати навики проектування та розрахунку основних вузлів цифрових пристроїв для запису і відтворення інформації з використанням сучасної елементної бази. Завдання: Розробити принципову електричну схему цифрового диктофону згідно завдання та навести усі необхідні розрахунки. Скласти специфікацію елементів схеми. Навести всі необхідні розрахунки. Навести АЧХ розрахованого мікрофонного підсилювача + фільтра. Написати на мові MatLab або C функції запису файлу у MMC/SD-карту, на якій встановлена файлова система FAT16. Написати на мові MatLab або C функцію запису файлу у wav-форматі. Написати на мові MatLab або C функцію стиснення аудіосигналу з потрібною степінню компресії. Завдання варіанту Варіант Тип джерела живлення Частота дискретизації, Гц Степінь стиску Час запису без стиску, годин Тип мікрофону Мікрофонний підсилювач + фільтр  6 LIR14500 11025 4 175 MEMS Варіант 2   Розроблення принципової схеми цифрового диктофону 1.1 Оцінка споживаної потужності компонентів цифрового диктофону Знаходимо необхідний об’єм NAND-Flash пам’яті: Об’єм (Гбайт)=11025
3600
175/1073741824=6,5 Гбайт Отже, для побудови диктофону нам достатньо однієї мікросхеми NAND-Flash пам’яті, об’ємом 8 Гбайт. Вибираємо мікросхему K9HCG08U5M (Samsung) з організацією 8Gb x 8. Таблиця 1 Елементи схеми Споживаний струм, мА  Мікроконтролер ≤ 10  MMC/SD карта пам’яті ≤ 100  Мікросхема NAND-Flash пам’яті ≤ 30  Мікрофон ≤ 1  ОП та пасивні елементи ≤ 5  Світлодіоди та органи управління ≤ 10  Кола управління живленням ≤ 5  Всього ≤ 161 мА  Отже кола живлення будуть розраховані на струм навантаження не менше 200 мА. Вибираємо робочу напругу живлення елементів диктофону Таблиця 2 Елементи схеми Напруга живлення, В  Мікроконтролер 2.7-3.6  MMC/SD карта пам’яті 2.7-3.6  Мікросхема NAND-Flash пам’яті 2.7-3.6  Мікрофон 2.0-10.0  ОП 2.7-8.0  Світлодіоди 2.0  Приймаємо робочу напругу VCC = 3.3 В Вибираємо мікросхеми для формування напруг живлення елементів схеми Оскільки батарейка LIR забезпечує напругу в діапазоні 3,5-4,2 В, а робоча напруга схеми 3.3 В то необхідно використати мікросхему Step-Down стабілізатора. Step-Down стабілізатор буде живити цифрові кола та кола управління. Для аналогових кіл будемо використовувати LDO-стабілізатор на вихідну напругу 3.0 В. В якості LDO-стабілізатора використаємо схему LT1790-3.0 з максимальним струмом навантаження 200 мА. При вхідній напрузі 3.3 вольта вихідна напруга такого LDO-стабілізатора рівна 3.0 В.Для Step-Down стабілізатора вибираємо схему LTC3240 . Згідно DataSheet ця мікросхема може віддавати струм ≥ 200 мА при вхідній напрузі 3.5В. Синтез принципової схеми кіл живлення та розрахунок її параметрів На підставі типових схем включення, наведених в DataSheet, синтезуємо принципову схему кіл живлення (Рис. 2). / Рис. 2. Схема принципова кіл живлення Вхідний конденсатор служить для придушення пульсації та електромагнітних завад. Згідно DataSheet конденсатор C3 повинен бути керамічним , з ємністю не менше 1 мкФ та діелектриком типуX7R або X5R. Вибираємо C3= 1 мкФ (SMD-конденсатор, 0805, 10%, 16 В, X5R). Згідно DataSheet вихідний конденсатор Step-Up стабілізатора
повинен бути керамічним з ємністю від 2.2 мкФ до 10 мкФ та діелектриком типуX7R або X5R. Приймемо
=4.7 мкФ (SMD-конденсатор, 0805, 10%, 25 В, X7R). Живлення аналогових кіл мікрофону та підсилювача здійснюється від напруги AVCC=3.0 B, яка формується LDO- стабілізатором DA2 . Якщо запис не ведеться, то для зменшення енергоспоживання мікросхема DA2 відключається мікроконтролером, шляхом подачі сигналу логічного нуля на вивід MICEN. В якості вхідного конденсатора
рекомендований керамічний з ємністю 1...