martes, 14 de mayo de 2013

Proyecto - Distorsionador. Circuito ADC/DAC.

--- Introducción ---

Hace tiempo que se me cruzo por la cabeza hacer un distorsionador de voz. Como no tenia ganas de comprar integrados específicos para la tarea decidí hacerlo por mi cuenta. Desde luego no pretendo lograr lo que los C.I. hacen y quizás no consiga nada pero es lo divertido de experimentar.


--- El circuito ---

El diagrama en bloques del circuito que tengo en mente es el siguiente:


Como se observa comienza por un micrófono que usare uno del tipo Elctret ya que poseo varios. La señal del micrófono pasara por un pre-amplificador acondicionador y luego a una de las entradas del PIC que posee un ADC (conversor analogo-digital). Este posee un pulsador que selecciona una distorsión a aplicarle a la señal de entrada.
Como el micro usado, un PIC12F675, no posee un DAC (conversor digital-analogo) hay que implementarlo por hardware. Para ello use el conocido DAC R2R ya que es fácil de implementar. Dado que el PIC tampoco posee los pines suficientes para manejar los 8Bits del DAC se usa el registro de desplazamiento 74HC595.
Luego la salida de la red R2R pasa a través de un buffer y por ultimo a un amplificador de audio que ataca un parlante para oír la señal.


--- Circuito 74595-R2R ---

Acá esta el diagrama usado en el 74595 mas la red R2R:
 

Como queda la placa una vez terminada con la disposición de los componentes y como queda la placa del lado de las pistas:


Para el que le interese, acá esta el PDF con el circuito impreso: http://www.mediafire.com/view/?6qcdwnx8fsuq3lj

Como se aprecia la placa tiene un detalle curioso y es la disposición de los pinheaders. Quizás ya lo habrán adivinado, la placa esta echa para ser "pinchada" sobre otra placa. Esto esta echo así porque esta misma placa puede ser usada para diferentes cosas. Por ejemplo, en mi caso, al estar diseñando una fuente de alimentación digital la placa me viene perfecto para controlar la tensión de salida del regulador. Debido a que me sobra un pin -GP5- sera el pin de comunicación desde otro micro para enviarle los comandos.
Lamentablemente la placa ya estaba echa cuando me di cuenta de que el pin GP3 tenia que haberle echo la conexión a un pin mas del pinheader así disponer de ese pin externamente ya que para la fuente de alimentación, por ejemplo, el pulsador no me sirve para nada.
También falta el regulador de 5V (el circuito puede ser alimentado desde 2.5v a 5v) y el amplificador operacional que hace las veces de buffer. Dado que quería hacer la placa lo mas chica posible decidí colocar esos componentes en la otra placa así me queda separado en dos placas la parte digital y la parte análoga.


--- Pruebas ---

Aun me falta jugar un rato con las demás partes. Ya había empezado montando todo en un protoboard pero la red R2R resulto ser complicada, los pines de las resistencias se tocaban, cables por todos lados, etc. Así que termine haciendo una placa.

Para probar la misma hice un pequeño programa que genera una señal senoidal: http://www.mediafire.com/download.php?5qe34a02q20q4cq

La salida en el osciloscopio es la siguiente:


Como queda la escalera de cada paso que compone la señal y  por ultimo le agregue un capacitor de 100nf a la salida para suavizar la señal quedando así:



--- Conclusión ---

Por ahora quede satisfecho con el circuito que anda perfectamente. El siguiente paso es montar el pre-amplificador, buffer y amplificador en el protoboard y comenzar a jugar con el software a ver que puedo obtener en la salida como distorsiones.

Como adelanto el pre-amplificador que ensayare sera este:
 

Ya se que no me dará 5v en la salida ya que el LM358 no es rail to rail pero si llega a 0v. Debería alimentarlo con 12v pero prefiero perder 1v a la salida y estar seguro de que al PIC no le llegara mas tensión de la que el pin pueda manejar. También se me cruzo hacer los cálculos y alimentarlo con una tensión tal que la salida máxima llegue a 5v.

Pero bueno, eso sera en la próxima parte.

Saludos.
- Javier -

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