Decodificadores de señal de audio MPEG 2.5 LAYER III STA013/013B/013T. Dato de referencia

Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Aplicación de microcircuitos

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Visión de conjunto

El chip STA013 es un decodificador de audio MPEG Layer III universal totalmente integrado con especificaciones MPEG 1, MPEG 2 y MPEG 2.5. Estas son las funciones principales del chip: Soporte completo para los siguientes formatos de señal de audio comprimido:

• Capa III en los estándares ISO/IEC 11172-3 (MPEG 1 Audio) e ISO/IEC 13818-3.2 (MPEG 2 Audio);
• flujos de baja frecuencia de muestreo conocidos como MPEG 2.5;
• Transmisiones de capa III en modos estéreo, de doble canal y de un solo canal (mono).

Además, el microcircuito proporciona y tiene:

• compatibilidad con todas las frecuencias de muestreo estándar para MPEG 1 y MPEG 2 más un conjunto ampliado de frecuencias para MPEG 2.5: 48; 44,1; 32; 24; 22,05; dieciséis; 16; 12 y 11,025kHz;
• Soporte de transmisión MPEG 2.5 Layer III con tasas de codificación de 8 a 320 kbps;
• control de software de cambio de canal en la señal de salida;
• control digital del nivel de la señal de salida;
• control digital del nivel de frecuencias altas y bajas en la señal de salida (control de timbre);
• operación de la interfaz serial para datos;
• soporte para formato de datos controlado por software para la interfaz serial de salida (PCM);
• bajo consumo de energía (85 mW a tensión de alimentación de 2,4 V y tasa de muestreo de señal máxima);
• verificación de integridad de datos de entrada (CRC) y detección de errores de sincronización de flujo de entrada con la posibilidad de registrar estos errores por un controlador externo.

El microcircuito se controla a través del bus I.²C.

Se pueden conectar resonadores de cuarzo externos con frecuencias de 10, 14,31818 y 14,7456 MHz al microcircuito (es posible admitir otras frecuencias, pero esto requerirá la versión adecuada del software interno (firmware). El área principal de aplicación del El microcircuito es un equipo de audio compatible con el formato MP3: reproductores de CD, reproductores de MP3, sistemas estéreo. El bajo voltaje de alimentación y el bajo consumo de energía hacen que este chip sea especialmente conveniente para su uso en dispositivos portátiles y portátiles. El chip también se puede utilizar en tarjetas de sonido de computadora. para reproducir audio MP3 sin la participación de un procesador central. Las principales características del microcircuito se dan en la Tabla 1.

Tabla 1

Los principales subsistemas del chip STA013.

El diagrama de bloques del microcircuito se muestra en la fig. 1. La interfaz serie de entrada se utiliza para recibir un flujo de datos de entrada desde una fuente externa. Orden de bits: el bit más significativo de los bytes transmitidos se transmite primero. Los datos se reciben a través de la entrada SDI y se sincronizan con el cambio en el nivel de la señal en la entrada SCKR. El ajuste de sincronización (recepción de datos en el borde o caída del pulso) se realiza mediante programación. Un nivel bajo en la entrada BIT_EN inhabilita la interfaz de entrada para recibir datos.

Arroz. 1. Diagrama estructural del microcircuito.

El sintetizador de frecuencia y el módulo de sincronización se utilizan para generar señales de reloj para el núcleo informático del microcircuito y para la interfaz de audio de salida. Las frecuencias de muestreo de salida se obtienen dividiendo la frecuencia de remuestreo de OCLK por un factor definido por software. El sintetizador de frecuencia puede generar señales de salida para controlar la mayoría de los chips DAC comunes.

La interfaz serial de salida se utiliza para generar datos de audio decodificados en formato PCM. Los datos se transmiten a través de la línea SDO y se registran en la salida SCKT. El ajuste de sincronización (transmisión de datos en el borde o caída del pulso) se realiza mediante programación. El nivel de la señal en la salida LRCKT indica el canal (izquierdo/derecho) para el cual se transmite la palabra de datos. La precisión de representación de la señal se puede seleccionar mediante software entre cuatro valores: 16, 18, 20 o 24 bits. Con una precisión de representación de 16 bits seleccionados, se transmiten 32 bits de datos en un período de la señal LRCKT. Si la precisión de representación es de 18, 20 o 24 bits, se transmiten 64 bits de datos en un período de la señal LRCKT. El formato de los datos transmitidos está controlado por software, lo que le permite conectar al chip muchos tipos diferentes de DAC externos que admiten un protocolo de transferencia de datos en serie.

La interfaz I2C se utiliza para controlar los modos de funcionamiento del microcircuito mediante un microcontrolador externo, así como para obtener información sobre el estado actual de los módulos del microcircuito. Todos los parámetros de ajuste del microcircuito se registran en registros internos y están disponibles para escribir en el bus I.²C. El núcleo informático del chip es un procesador de señal digital (DSP) de alto rendimiento, que proporciona decodificación de flujo de audio MP3, filtrado de señal digital y control del módulo de sincronización del chip.

Modos de funcionamiento de chips

El chip STA013 puede funcionar en dos modos: modo multimedia (MM) o modo de transmisión (en lo sucesivo, BM). En el modo MM, el flujo de datos de entrada es controlado por el propio chip STA013 al cambiar el nivel de la señal en la salida DATA_REQ. Una señal activa en esta salida indica a una fuente externa que es necesario transmitir datos al chip STA013. Cuando se opera en este modo, el pin SRC_INT debe estar conectado a una fuente de alimentación. En el modo BM, el flujo de datos de entrada está completamente controlado por la fuente de datos. En caso de discrepancia entre la tasa de datos de entrada real y la tasa nominal especificada, el microcircuito STA013 proporciona la sincronización interna necesaria automáticamente. El modo BM se requiere principalmente para el funcionamiento del chip en dispositivos portátiles o portátiles.

El pinout del microcircuito para cada una de las realizaciones se muestra en la fig. 2, y el circuito de conmutación está en la fig. 3 y 4.

Arroz. 2. Pinout del microcircuito

Arroz. 3. Esquema de conmutación

Arroz. 4. Esquema de conmutación

La asignación de pines del chip STA013 se proporciona en la Tabla. 2.

Tabla 2

Autor: Vladimir Zaitsev; Publicación: cxem.net

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