Архив Галактики

MP3-модулятор 1. Как он устроен и можно ли его улучшить?

KosachenkoSV's blog / 17.07.2012

Статья о том, как был разобран MP3-модулятор, изучено его устройство и перепаян для более удобного его использования. Некоторые приемы, о которых здесь говорится, обязательно буду показывать ребятам на уроках микроэлектроники.

Подвигла на изучение этого гаджета статья Дмитрия Блинова "Автомобильный MP3-модулятор на уроке физики", за что я ему очень благодарен, т. к. в ходе работы и написания этого поста узнал для себя немалого нового и интересного.

Началось все с того, что мне пришлось переделать автомобильную магнитолу (см. ссылку в конце статьи *).
Успешно протестировал звук, используя обычный mp3-плейер, и уже думал, что куплю портативный MP3-плейер специально для использования в авто, но статья об автомобильном MP3-модуляторе подсказала мне другое направление. Тут, кстати, в магазине продавался недорогой (250 руб.) MP3-модулятор, который я и решил купить для своих опытов.

Тест звука

Сначала решил попробовать этот гаджет «как есть». Подключение MP3-модулятора в гнездо прикуривателя, настройка частоты в магнитоле заняли буквально минуту-другую. Вставил USB-флешку и начал тест. Управление модулятором простое — всего 5 кнопок на приборе, жаль только, что громкость и выбор папок с проигрываемой музыкой доступен только с ИК-пульта. Звук, который послышался из колонок, мне как-то не очень понравился: басы «не дожимали», и частоты верхнего уровня явно были «срезаны» где-то примерно на частоте 15 килогерц — все-таки низкая цена прибора... Составим схему, как работает этот прибор с автомагнитолой.

MP3-файл считывается с флешки, затем декодируется из формата MPEG-1 Layer 3 и преобразуется в звуковой стереосигнал, который потом модулируется и передается по радиоволнам в FM-диапазоне. Магнитола ловит частоту, демодулирует сигнал, извлекая с радионесущей частоты звуковые волны, и через усилитель воспроизводит их в колонках.



Однако, возникла мысль: «А если подключить прибор напрямую, исключив передачу сигнала по радиоканалу с его помехами и искажениями, то качество звука в колонках закономерно должно улучшиться?»

Вскрытие

Разобрав MP3-модулятор, обнаружил там радиоплату, на которой было видно ЖК-экран, TSOP для получения сигналов от пульта дистанционного управления на ИК-лучах, разъем для карты памяти SD, разъем USB для подключения флешек, залитый черный пластиком микропроцессор и еще две микросхемы. С помощью увеличения изображения через лупу можно разобрать символы и прочесть надпись на микросхемах: T24C02A и BK1081.

Поиск datasheet

Постараемся по надписям на микросхемах определить, для чего они предназначены. Для этого нужно найти в интернете техническую документацию на интересующую микросхему (Datasheet). Ищем в Google по запросу «datasheet T24C02A», хотя можно воспользоваться и специализированным поиском на сайте www.alldatasheet.com, но как показала практика, Google «знает» больше источников. При поиске наша задача найти и скачать PDF-файл с описанием микросхемы. Чаще всего информация в datasheet на английском языке, что еще раз подтверждает важность его изучения и позволяет практически потренироваться в переводе и понимании текста.

Итак, поиск в интернете привел к пониманию того, что T24C02A — это микросхема EEPROM, т. е. «память». Полагаю, что она помогает микроконтроллеру для распаковки mp3-файла перед преобразованием в звуковую частоту музыкального произведения.

Вторая микросхема BK1081 — FM stereo transmitter (стерео радиопередатчик в диапазоне FM): он модулирует аналоговый стереосигнал на радиочастоту и передает на антенну. Эта микросхема управляется микроконтроллером для выбора FM-частоты, на которой будет осуществляться радиопередача. По сути, эта микросхема и есть маленький радиопередатчик!

Изучив в datasheet более подробное описание характеристик этой микросхемы и схему подключения, определил через какие контакты подключаются левый и правый аудио канал, а также уровень сигнала (напряжение в вольтах), который можно подавать на эту микросхему.

Фрагмент datasheet:


Судя по datasheet, уровень сигнала сравним со стандартными выходами MP3-плейеров, куда подключаются обычные стерео-наушники. А значит, если к этим контактам RCH и LCH (обозначены на схеме зеленым цветом) через конденсаторы 1 мкф, как рекомендуется по схеме из datasheet, подключить наушники, то можно услышать воспроизводимый звук из mp3-файла, который в этот момент «проигрывает» микроконтроллер. Проверим наши догадки слегка модернизировав прибор.


Модернизация прибора

Найдем на радиоплате конденсаторы (на плате они темно-желтого цвета), через которые подключаются левый и правый аудио-входы микросхемы BK1081, чтобы подпаять к ним разъем для подключения наушников. Для этого берем тестер, включаем его в режим измерения сопротивления. Один щуп тестера прижимаем к ножке 9 микросхемы BK1081 левого канала (LCH) и второй щуп поочередно прижимаем к конденсаторам на схеме, глядя при этом на показания тестера. Когда увидим, что сопротивление на тестере покажет «0», значит, мы нашли вывод нужного конденсатора, при этом подпаять разъем для аудио-наушников нужно к другому выводу этого же конденсатора.

Затем так же ищем конденсатор, соединенный с правым каналом (RCH - ножка 10) микросхемы BK1081, он скорее всего находится поблизости с первым найденным конденсатором. Найдя вывод конденсатора, между которым и ножкой 10 микросхемы сопротивление будет равно «0», можно подпаять к другому выводу этого конденсатора правый канал разъема наушников. Массу разъема наушников подпаяем к общей массе на радиоплате FM-модулятора, например, к USB-разъему.

Я припаял разъем вот так:


Пайка тонкая, и чтобы провод случайно не оборвать, приклеил его термоклеем к боковой стенке USB-разъема, а для изоляции применил термоусадочную трубку черного цвета, которая после нагревания феном или пламенем спиртовки сжимается и изолирует провода - так будет надежнее.

Проверка. Сборка

После пайки еще раз визуально проверяем качество пайки, отсутствие наплывов олова. Следим, чтобы тонкие проводки радиопровода не торчали в стороны, чтобы не было замыкания дорожек.

Аккуратно собираем прибор. Для дополнительного провода понадобилось выводное отверстие в корпусе — я его осторожно проплавил паяльником и оплавления пластмассы на краях срезал канцелярским ножом.

Чтобы использовать более компактный блок питания для удобства решил дополнительно припаять компактный разъем для питания к контактам платы стабилизатора питания, которые подключаются в разъеме автомобильного «прикуривателя»: центральный к +12Вольт и боковые к -12Вольт.



Тест

Подключаем к MP3-модулятору питание 12 Вольт (мне для этого удобнее использовать блок питания от старого персонального компьютера), вставляем флешку и подключаем к припаянному разъему стереонаушники от обычного mp3-плеера. Ура! Работает! Затем подключил MP3-модулятор к автомобильному усилителю через линейный вход. И снова работает! И звук теперь субъективно гораздо лучше и чище звучит, что и неудивительно, т. к. аналоговый звук сразу подается на усилитель, минуя радиоканал с его помехами и искажениями.

Итак, повторим вкратце, что мы проделали:

1) Разобрали корпус прибора.
2) Нашли надписи на микросхемах.
3) В интернете нашли описание микросхем datasheet.
4) Изучили в datasheet характеристики и схемы подключения.
5) С помощью тестера нашли нужные точки по радиосхеме.
6) Подпаяли свой стерео радио-разъем.
7) Собрали прибор.
8) Получили в свое распоряжение модифицированный прибор.

Мы получили бюджетный (читай недорогой) mp3-плейер, считывающий mp3 и wma файлы с USB-флешки или SD-карты памяти и преобразующий их в аналоговый звуковой сигнал, который:

• можно слушать через стерео-наушники,
• можно подать на линейный вход звукового усилителя, например, в автомобиле или во время мероприятий (дискотека, музыкальный вечер, радиопередача и т. п.),
• можно подать на линейный вход компьютера (иногда линейный вход комбинирован с микрофонным входом) для микширования с другими источниками звука (например, караоке = музыка + микрофон) или для трансляции в локальную сеть или интернет.

*)
В нашем семейном автомобиле установлена mp3-магнитола с качественным звуком, приемлемой акустической системой, которую сам с удовольствием устанавливал, подбирая динамики и балансируя звук. Это мое хобби . И все устраивало, но в последнее время начал беспокоить один «пунктик», который заставлял подумывать о смене магнитолы: работает магнитола только с CD дисками. CD-диски, как носители информации, устраивают меня все меньше, т. к. возиться с их записью мне уже не хочется, да царапины на поверхности диска могут стать фатальными при хранении и привести к потере информации. В то же время такие носители как Flash-память - «флешки» стали доступнее по цене, удобнее при использовании, а потому набрали заслуженную популярность. В общем, хочется слушать музыку с флешек, но менять магнитолу не хочется.
В своей JVC магнитоле сначала нашел разъем для подключения внешнего CD-ченжера и, немного погуглив, выяснил какие контакты в этом разъеме предназначены для левого и правого каналов линейного входа. В магазине автомузыки за кабель с таким разъемом запросили 700 рублей, что меня не устроило, поэтому я просто припаял к контактам на плате аудиопровод со стандартным разъемом мини-jack 3,5 мм таким же, как у обычных стерео-наушников. Оставалось решить, что будет источником звука, который я подключу к этому разъему линейного входа.