Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất chương trình phát thanh và máy thu thanh theo công nghệ số báo cáo chuyên đề

Sơ đồ khối máy phát radio truyền thống Bộ điều chế: Ở đây, tín hiệu âm thanh được mã hóa vào trong sóng mang bằng cách sử dụng một sơ đồ điều chế xác định, có thể là điều chế biên độ só

ĐÀI TIẾNG NÓI VIỆT NAM

7584-1

30/12/2009

ĐÀI TIẾNG NÓI VIỆT NAM

SẢN PHẨM CỦA ĐỀ TÀI CẤP NHÀ NƯỚC

“NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHƯƠNG TRÌNH PHÁT THANH VÀ MÁY THU THANH THEO CÔNG NGHỆ SỐ”

MÃ SỐ KC.01.01/06-10 Chủ nhiệm đề tài: THS ĐÀO DUY HỨA

SẢN PHẨM 1 THIẾT KẾ MẪU MÁY THU THANH SỐ RẺ TIỀN

THEO TIÊU CHUẨN HD-RADIO

Người thực hiện: Trương Vũ Bằng Giang

Cơ quan: Trung tâm ĐT-VT, ĐHQG Hà Nội

HÀ NỘI – 2009

MỤC LỤC

Trang

1 Xây dựng sơ đồ khối của máy thu HD-Radio 2

2 Thiết kế phần cứng của máy thu HD-Radio 4

2.1 Sơ đồ nguyên lý thực hiện máy thu HD-Radio 4

2.2 Đầu vào AM/FM – T4260 5

2.3 Bộ biến đổi ADC IF – AFEDRI8201 8

2.4 Bộ xử lý số băng tần sơ sở – TMS320DRI350 9

2.5 Bộ xử lý âm thanh số 11

2.6 Khuếch đại công suất âm thanh 16

2.7 Bộ hiển thị thông tin – LCD PG 12864 20

2.8 Mạch nguồn 21

2.9 Bảng danh sách linh kiện 22

3 Phần mềm điều khiển máy thu HD-Radio 22

2

1 Xây dựng sơ đồ khối của máy thu HD-Radio

1.1 Sơ đồ khối của máy thu truyền thống

Hệ thống máy phát hay trạm phát radio là nơi phát đi các tín hiệu RF Máy phát bao gồm các khối chức năng thể hiện trên hình 3-1

Hình 1 Sơ đồ khối máy phát radio truyền thống

Bộ điều chế: Ở đây, tín hiệu âm thanh được mã hóa vào trong sóng mang bằng

cách sử dụng một sơ đồ điều chế xác định, có thể là điều chế biên độ sóng mang (AM) hoặc điều chế tần số sóng mang (FM) Trên thực tế để tiết kiệm chi phí cho mạch điện tử, tín hiệu âm thanh đầu tiên được chuyển sang dải tần số IF trước khi thực hiện điều chế sóng mang

Bộ chuyển đổi lên: Tín hiệu từ lối ra bộ điều chế được chuyển đổi sang dải tần số

RF được yêu cầu

Bộ khuếch đại: Cuối cùng, tín hiệu RF được khuếch đại và gửi tới ăng ten của bộ

phát sao cho nó có thể được truyền đi trong vùng phủ sóng

Để thu lại tín hiệu âm thanh ban đầu được phát đi từ máy phát, máy thu thực hiện một quá trình ngược lại so với máy phát Nó gồm các khối như trên hình 3-2

Hình 2 Sơ đồ khối máy thu radio truyền thống

Bộ điều hưởng: Bộ điều hưởng được dùng để chọn ra một tín hiệu RF mong muốn

(tương ứng với một kênh radio nào đó) Nó cũng thực hiện việc chuyển đổi ngược tín hiệu

RF về tín hiệu IF Điều này sẽ giúp tiết kiệm mạch điện vì sẽ không cần phải có các mạch tách biệt cho mọi kênh hay trạm phát thanh

Bộ giải điều chế: Tín hiệu IF sau đó được giải điều chế dựa trên định dạng điều

chế của nó bên máy phát (AM hay FM) Quá trình này sẽ giải mã tín hiệu tần số radio ngược trở lại tín hiệu âm thanh

Bộ khuếch đại: Cuối cùng, tín hiệu âm thanh được khuếch đại và chuyển ra loa

1.2 Sơ đồ nguyên lý của máy thu HD-Radio

Mô hình hoạt động của hệ thống HD-Radio được trình bày trên hình 3-3 Từ hình 3-3 ta nhận thấy hệ thống HD-Radio có những khác biệt quan trọng với hệ thống radio truyền thống như sau

- Các đài phát gói các tín hiệu âm thanh tương tự và số (với dữ liệu có tính văn bản, ví dụ như thông tin nghệ sĩ và bài hát, thời tiết và giao thông, thông tin chứng khoán

và còn nhiều hơn nữa) (1)

- Lớp tín hiệu số được nén lại bằng công nghệ nén HDC của iBiquity (2)

- Các tín hiệu tương tự và số đã kết hợp được phát đi (3)

- Hầu hết dạng chung của nhiễu, méo đa đường, xảy ra khi đường đi của một tín hiệu bật ra từ một vật thể và đến máy thu ở các thời gian khác nhau so với tín hiệu chính Các máy thu HD-Radio được thiết kế để chọn được các tín hiệu phản xạ và làm giảm nhiễu khí quyển, tạp âm nền, các tiếng lách tách, và các hiệu ứng tắt dần (4)

- Tín hiệu sẽ được tương thích với các máy thu HD-Radio và các máy thu tương tự (5)

Với yêu cầu thu tín hiệu HD-Radio và phát lại âm thanh với chất lượng cao, âm thanh 3 chiều, âm thanh vòm hay các dịch vụ radio theo yêu cầu, radio tua lại, các dịch vụ

dữ liệu,… các máy thu HD-Radio được thiết kế theo sơ đồ nguyên lý sau

Hình 3 Sơ đồ nguyên lý máy thu HD–Radio

Mô tả các thành phần chính trong hệ thống máy thu máy thu HD-Radio

Khối đầu vào tương tự (Analog Front End – AFE): Khối này được xây dựng xung

quanh một bộ ADC tốc độ cao, nó bao gồm: Bộ khuếch đại đại tạp âm thấp, bộ tạo tần số

4

vào RF để tạo thành tín hiệu IF Bộ ADC tốc độ cao biến đổi tín hiệu IF thành các mẫu dạng số

Khối chuyển đổi xuống (Digital Down Converter – DDC): Thực hiện một chuyển

đổi xuống, sau đó trộn tín hiệu và thực hiện lọc để tạo ra hai tín hiệu I và Q băng tần cơ bản

Khối xử lý tín hiệu số và điều khiển trung tâm (DSP/CPU): Thực hiện giải mã I/Q

đưa ra âm thanh dạng số và dữ liệu CPU điều khiển giao diện người sử dụng, giao diện bus và giao diện mạng

Khối đưa ra tín hiệu tương tự (Analog Output): Sử dụng các bộ DAC và các

khuếch đại công suất âm thanh để đưa âm thanh tương tự đến các loa và tai nghe

Khối nguồn xung nhịp (Clock Source): Cung cấp xung nhịp cho các lựa chọn nhận

dữ liệu khác nhau và các chế độ

Khối giao diện người dùng (User Interface): Bao gồm màn hình tinh thể lỏng hiện

thị các thông tin đài phát và nội dung dữ liệu, các đèn LED báo hiệu, bàn phím điều khiển, giao tiếp điều khiển từ xa bằng hồng ngoại

Khối nguồn (Power Conversion): Biến đổi nguồn vào để cung cấp cho các khối

chức năng riêng biệt

2 Thiết kế phần cứng của máy thu HD-Radio

2.1 Sơ đồ nguyên lý thực hiện máy thu HD-Radio

Trong phần này chúng ta sẽ đi sâu phân tích từng khối quan trọng của một máy thu HD-Radio và giải pháp để thực hiện các khối này

Phương án đề xuất trong thiết kế máy thu HD-Radio là sử dụng bộ xử lý số băng tần cơ bản TMS320DRI300 hoặc TMS20DRI350 Các bộ xử lý này kết hợp công nghệ xử

lý số của hãng TI và phần mềm của hãng iBiquity Digital Corporation với tất cả các chức năng số được yêu cầu để chế tạo một máy thu AM/FM và HD-Radio, thêm vào đó là khả

xử lý âm thanh bổ xung hỗ trợ CD MP3 và WMA (Windows Media Audio) Bộ vi xử lý TMS320DRI350 có thể xử lý đồng thời cả tín hiệu AM/FM và HD-Radio đã được lấy mẫu

ở dải tần IF trên cùng một chip, trong khi đó thì bộ xử lý TMS320DRI300 dành cho các giải pháp chỉ có HD-Radio

Nguyên lý thực hiện máy thu HD-Radio được thể hiện trên hình 3-5

Đầu vào AM/FM

T4260 Biến đổi A/D IFAFEDRI8201

Xử lý tín hiệu số Giải mã HD-Radio

TAS5121 +TAS6100A2

Màn hình hiển thị

LCD 64 x 128 pixel

Bàn phím Nguồn DC

Tai nghe

Hệ thống loa Bus EMIF

Hình 4 Sơ đồ nguyên lý thực hiện máy thu HD-Radio Tín hiệu RF được thu từ anten sau đó được đi qua bộ đầu vào AM/FM để chọn ra một tần số mong muốn tương ứng với tần số của kênh cần thu Tín hiệu ở lối ra của tầng này đã được biến đổi thành tín hiệu IF Nó được đưa tới bộ ADC trước khi được đưa tới

bộ xử lý tín hiệu số Trong bộ xử lý tín hiệu số, tín hiệu số thu được sẽ trải qua một chuỗi các phép xử lý số như: giải điều biến AM/FM, giải mã, tách âm thanh và dữ liệu, theo đúng các quy định trong chuẩn HD-Radio được đưa ra bởi iBiquity Dữ liệu cuối cùng được đưa ra sẽ thuần tuý là dữ liệu dạng số của âm thanh và có thể cả các dữ liệu khác như: văn bản, tên bài hát, thông tin dự báo thời tiết v.v… Tín hiệu âm thanh số được đưa qua bộ DAC sau đó khuếch đại công suất và đưa ra loa Các dữ liệu khác được hiển thị ra màn hình

Lựa chọn linh kiện thực hiện các khối chức năng chính

- Tầng đầu vào AM/FM sử dụng IC T4260 của ATMEL với nhiệm vụ biến đổi sóng thu được để đưa ra tín hiệu IF

- Tầng tiếp theo sử dụng IC AFEDRI8201 của TI Tầng này biến đổi tín hiệu IF thành tín hiệu số, cung cấp 2 tín hiệu lối ra dải băng cơ bản I và Q cho bộ xử lý tín hiệu số

- Bộ xử lý số sử dụng DSP TMS230DRI300/DRI350 của TI Đây là thành phần quan trọng nhất của máy thu Nó xử lý tín hiệu IF, giải mã HD-Radio và đưa ra âm thanh cùng với dữ liệu dạng số

- Tầng xử lý âm thanh sử dụng các IC TAS3103A, TAS5508, TAS5121, TPA6100 của TI Các IC này sẽ xử lý âm thanh dạng số, tạo các hiệu ứng (âm thanh 3 chiều, âm thanh vòm), khuếch đại công suất để đưa ra loa và tai nghe

- Bộ điều khiển trung tâm sử dụng vi điều khiển ATmega128L của Atmel Vi điều khiển này giám sát và điều khiển toàn bộ hoạt động của máy thu như: Xử lý thông tin điều khiển của người dùng (qua bàn phím hoặc qua giao tiếp hồng ngoại), xử lý và hiển thị các thông tin đài phát (tần số, kênh, …) và dữ liệu…

2.2 Đầu vào AM/FM – T4260

6

- Đầu vào điều hưởng AM/FM với PLL tích hợp sẵn

- Hệ thống chuyển đổi lên AM (AM-IF: 10.7 MHz)

- Hệ thống chuyển đổi xuống FM (FM-IF: 10.7 MHz)

- Dải tần IF lên tới 25 MHz

- Các bước điều hưởng, tinh chỉnh: AM = 1kHz và FM = 50kHz/25 kHz/12.5 kHz

- PLL nhanh (thời gian khóa < 1 ms)

- RF-AGC nhanh, có thể lập trình theo các bước 1dB

- IF-AGC nhanh, có thể lập trình theo các bước 2dB

- Thay đổi tần số nhanh nhờ 2 bộ chia N có thể lập trình được

- Hai bộ DAC dùng cho bộ điều hưởng tự động

T4260 thực hiện biến đổi lên đường thu AM từ tín hiệu vào RF thành tín hiệu ra

IF Một VCO và một bộ đếm gộp trước dao động nội (LO prescaler) cho AM được tích hợp để sinh ra tần số dao động nội cho bộ trộn AM Đường thu FM phát ra tần số dao

8

khiển các tầng tiền khuếch đại trong các đường thu AM và FM Để việc thực hiện được cải tiến, PLL có một mức logic phân đoạn dịch 2 bit, đặc biệt được tích hợp với sự triệt tiêu sai sót, điều này cho phép thay đổi tần số nhanh chóng trong chế độ AM và FM bởi tần số bước thấp Thêm vào đó hai DAC lập trình được, hỗ trợ điều chỉnh thông qua một

vi điều khiển Khái niệm điều hưởng kép, điện thế bên ngoài có thể được áp dụng ở lối vào của các bộ DAC, PLL bên trong có thể được tắt và bộ đệm OSC ( ở lối ra) cũng có thể được sử dụng như lối vào Một vài bit thanh ghi (bit 0 tới bit 145) được sử dụng để điều khiển hoạt động của mạch và để lắp vào các tham số mạch điện cố định cho các ứng dụng đặc biệt Các bít điều khiển được đưa vào trong 4 thanh ghi 8 bit, bốn thanh ghi 16 bit và 3 thanh ghi 24 bit việc này có thể được lập trình với giao thức bus 3 dây

2.3 Bộ biến đổi ADC IF – AFEDRI8201

Đặc tính AFEDRI8201

- Các giao diện với các bộ xử lý HD-Radio băng tần cơ bản DRIx50

- Một bộ lấy mẫu tốc độ 80MHz (80MSPS)

- Một bộ ADC 12 bit với dải điện áp vào lập trình được

- Một bộ chuyển đổi xuống kĩ thuật số tích hợp

- Các bộ lọc số người dùng có thể lập trình với các hệ số 16 bit

- Giao diện điều khiển SPITM

Mô tả chức năng AFEDRI8201

Bộ biến đổi ADC AFEDRI8201, của hãng TI, được thiết kế để kết hợp với bộ xử

lý số DRIx50 cũng của TI, ứng dụng cho radio HD-Radio và AM/FM AFEDRI8201 lấy mẫu tín hiệu IF ở lối ra của bộ điều hưởng với tốc độ lên tới 80MHz để giảm ồn và cải nâng cao dải động của tín hiệu Tín hiệu IF ở lối ra của bộ điều hưởng như chỉ ra ở phần trên là 10.7 MHz cho cả AM và FM Bộ AFEDRI8201 sau đó thực hiện các chức năng trộn, lọc và giảm tốc độ mẫu của tín hiệu để cung cấp 2 tín hiệu lối ra dải băng cơ bản I và

Q cho bộ xử lý tín hiệu số AFEDRI8201 cũng tích hợp sẵn một bộ biến đổi số tương tự

12 bit để cung cấp tín hiệu khiển độ lợi và đường phản hồi tương tự tới bộ điều hưởng

Bộ xử lý số DRIx50 truy xuất tới thanh ghi điều khiển cũng như viết các hệ số cho

bộ lọc giảm tốc của AFEDRI8201 thông qua giao diện ghép nối chuẩn SPI Các tín hiệu lối ra băng cơ bản được chuyển tới DRIx50 thông qua giao diện ghép nối nối tiếp tốc độ cao của Texas (McBSP)

Linh kiện này yêu cầu nguồn nuôi cho phần tương tự là 3.3V và cho phần số là 1.8V Sự tiêu tán công suất điển hình là 490mW

Hình 3-1 Sơ đồ khối của AFEDRI8201

Hình 7 Sơ đồ khối ghép nối AFEDRI8201 AFEDRI8201 được thiết kế để lấy mẫu tín hiệu AM, FM và HD-Radio và trộn số, lọc và giảm đi 1/10 các tín hiệu tới giải tần cơ bản Bộ ADC tích hợp một bộ khuếch đại lấy và giữ mẫu với độ lợi có thể lập trình từ 1x tới 4x để thay đổi dải điện áp vào toàn thang của thiết bị từ 1.0V đỉnh tới 0.25V đỉnh Khi độ lợi được thay đổi, hai chu kỳ lấy mẫu có thể cần thiết cho lối ra của ADC ổn định tới giá trị đúng Sự thực thi được chỉ rõ cho tín hiệu IF 10.7MHz cho AM/FM cũng như tín hiệu IF AM 450/455 KHz Các tần số tín hiệu IF khác có thể được sử dụng, nhưng không phải với băng tần cơ bản tín hiệu số AM/FM/HD chuẩn và phần mềm của bộ xử lý Nhiều thanh ghi và các thông số của AFEDRI8201 có thể được lập trình thông qua giao diện SPI Tuy nhiên các bộ xử lý tín hiệu số băng tần cơ bản DRIx50 cung cấp tất cả các lập trình cần thiết cho thiết bị

Việc ghép nối với AFEDRI8201 với tầng trước và tầng sau thể hiện trên hình 3-9

2.4 Bộ xử lý số băng tần sơ sở – TMS320DRI350

Những đặc tính chủ yếu TMS320DRI350

- Tương thích với hệ thống AM/FM số IBOC của iBiquity

- Thực hiện giải mã dữ liệu ngay trên chip

- Tương thích với giao diện DAC audio

10

- Có thể thực hiện việc mô phỏng thông qua cáp JTAG

Mô tả chức năng TMS320DRI350

Bộ vi xử lý TMS320DRI350 của Texas tích hợp sẵn công nghệ HD-Radio và AM/FM tương tự cho phép có thể xử lý đồng thời cả tín hiệu HD-Radio và AM/FM tương

tụ đã được lấy mẫu ở dải tần IF trên cùng một chip Còn TMS320DRI300 chỉ xử lý Radio, nó thích hợp cho các giải pháp chỉ có HD-Radio hoặc để phát triển hệ thống AM/FM tương tự sãn có một cách đơn giản và nhanh chóng Cả TMS320DRI300 và TMS320DRI350 đều tích hợp sẵn khả năng xử lý các định dạng âm thanh MP3/MMA ứng dụng cho các giải pháp thiết kế đa dạng với giá thành thấp hơn

HD-Hình 8 Sơ đồ khối TMS320DRI300

Hình 9 Sơ đồ khối TMS320DRI350

Hình 10 Sự khác nhau giữa DRI300 và DRI350

2.5 Bộ xử lý âm thanh số

Mục đích của tầng này là chuyển đổi âm thanh dạng số từ lối ra của TMS320DRI350 sang dạng tương tự, tạo các hiệu ứng âm thanh trước khi đưa đến tầng khuếch đại công suất để đưa ra loa hoặc tai nghe Trên thực tế ta có thể sử dụng một bộ DAC hoặc một bộ xử lý âm thanh có bộ điều biến độ rộng xung Trong thiết kế này sử dụng bộ xử lý âm thanh TAS5508 của TI, ngoài ra nếu muốn có hiệu ứng 3 chiều ta có thể

sử dụng một bộ xử lý âm thanh khác cũng của TI là TAS3103A

Bộ xứ lý âm thanh số 8 kênh – TAS5508

12

- Tự động tìm tốc độ xung đồng hồ chủ và tốc độ mẫu lấy dữ liệu

- 8 kênh vào âm thanh nối tiếp

- 8 kênh ra âm thanh điều biến độ rộng xung có cấu hình được như 6 kênh với đường ra lập thể hoặc 8 kênh riêng

- Line Output là một lối ra điều biến độ rộng xung để điều khiển bộ khuếch đại bên ngoài sử dụng lối vào vi sai

- Headphone PWM Output để điều khiển một bộ khuếch đại vi sai bên ngoài

- Các lối ra điều biến độ rộng xung hỗ trợ cả tải nối kiểu đơn và kiểu cầu

- Dải điều chỉnh âm lượng + 36dB tới – 127dB

Điểu chỉnh âm lượng chủ trong dải +18dB đến – 100dB

Điều chỉnh âm lượng 8 kênh riêng rẽ trong dải + 18 dB đến – 127 dB

- Âm lượng và các tốc độ cập nhật tắt tiếng có thể lập trình mềm

- Bốn bộ điều khiển trầm bổng với dải ±18 dB, các tần số góc có thể lựa chọn, và các đường dốc bậc 2

Trái phải và trung tâm (L, R, and C)

Bên cạnh trái, phải, (LS, RS)

Phía sau trái, phải (LR, RR)

Phụ (Sub)

- Bù âm lượng có thể cấu hình

- 2 bộ nén dải động với 2 ngưỡng, 2 bộ bù lệch và 3 đường dốc

- 7 Bi-quad trên một kênh

- Bộ trộn giao nhau đầy đủ 8x8 lối vào Mỗi lối vào kênh xử lý tín hiệu có thể là tỉ

lệ của 8 kênh lối vào

- Bộ trộn 8x2 lối ra, các kênh 1 – 6 Mỗi lối ra có thể là tỉ lệ nào đó của bất kì hai kênh tín hiệu đã xử lý

- Bộ trộn 8x3 lối ra, các kênh 7 và 8 Mỗi lối ra có thể là tỉ lệ nào đó của bất kì 3 kênh tín hiệu đã xử lý

- 3 bộ hệ số lưu trên thiết bị có thể được lựa chọn thủ công hoặc tự động (Dựa vào tốc độ dữ liệu đặc trưng)

- Các bộ lọc DC Blocking

- Có thể hỗ trợ sự đa dạng các thuật toán điều khiển âm trầm

* Xử lý điều biến độ rộng xung

- Cấu trúc xử lý điều biến độ rộng xung 32 Bit với độ chính xác 40 Bit

- Tiền gia tăng tín hiệu số cho tốc độ dữ liệu 32, 44.1, và 48 kHz

- Mức logic tự động tắt tiếng mềm dẻo với khoảng thời gian và ngưỡng có thể lập trình được cho hoạt động tự do nhiễu ồn

- Hệ thống tránh nhiễu AM tích hợp cung cấp cho ta phép thu AM sạch

- Điều khiển âm lượng nguồn cung cấp hỗ trợ cho việc tăng dải động trong các ứng dụng hiệu suất cao

- Giới hạn điều biến có thể điểu chỉnh được

* Các đặc trưng chung

- Hoạt động tự động với giao diện điều khiển dễ sử dụng

- Giao diện tớ (slave) điều khiển nối tiếp I2C

- Hệ mạch điện tránh nhiễu AM tích hợp

- Nguồn cung cấp đơn 3.3V

- Linh kiện dạng TQFP 64 chân

- Các lối vào có thể chịu được 5V

Mô tả chức năng TAS5508

TAS5508 là bộ điều biến độ rộng xung số 8 kênh nó cung cấp đặc tính nâng cao và một mức tích hợp hệ thống cao TAS5508 được thiết kế để giao tiếp tốt với hầu hết các bộ

xử lý tín hiệu số âm thanh TAS5508 tự động điều chỉnh các cấu hình điều khiển trong sự tham gia của xung đồng hồ, các sự thay đổi tốc độ dữ liệu và các trạng thái nghỉ Điều này cho phép TAS5508 cung cấp một cách dễ dàng để sử dụng giao diện điều khiển

14

Hình 11 Sơ đồ khối chức năng của TAS5508 TAS5508 có thể điều khiển 8 kênh của các tầng công suất mạch cầu H (H-bridge) Các linh kiện mạch cầu H của Texas Instruments như TAS5111,TAS5112, hoặc TAS5182 + FET được thiết kế để làm việc tốt với TAS5508 TAS5508 hỗ trợ cả các cấu hình tải nối kiểu đơn và kiểu cầu TAS5508 cũng cung cấp một lối ra vi sai hiệu suất lớn để điều khiển một bộ khuếch đại tai nghe choàng đầu bên ngoài với lối vào tương tự vi sai

TAS5508 được khuyến cáo sử dụng kết hợp với tầng khuếch đại công suất TAS5121 Hình 3-16 là sơ đồ cấu hình các kênh khác nhau khi ghép nối TAS5508 với TAS5121

Hình 12 Khuyến cáo cấu hình kênh TAS5508 + TAS5121

Bộ xử lý âm thanh số với hiệu ứng 3 chiều – TAS3103A

Các đặc tính của TAS3103A

* Giao diện vào/ra

- Bốn kênh âm thanh vào nối tiếp

- Ba kênh âm thanh ra nối tiếp

- Hỗ trợ tốc độ mẫu trong khoảng 8kHz tới 96kHz

- Hỗ trợ 15 định dạng dữ liệu Stereo/TDM

- Chọn định dạng dữ liệu vào ra độc lập

- Kích thước từ dữ liệu có thể là 16, 18, 20, 24 và 32 Bit

* Kênh điều khiển nối tiếp I2C chủ/tớ

* Hỗ trợ 3 kênh xử lý độc lập

- Bộ trộn với bốn lối vào âm thanh lập thể, có thể thay đổi bằng phần mềm

- Hỗ trợ hiệu ứng 3 chiều (3D)

- Điều khiển số trầm bổng (Treble/Bass)

- Điều khiển số âm lượng

- Điều khiển tắt tiếng mềm (Soft Mute/Unmute)

* Đặc tính điện

- Nguồn nuôi 3.3V

- Chế độ ngủ tiêu thụ công suất thấp

Mô tả chức năng TAS3103A

TAS3103A là bộ xử lý âm thanh số giúp tạo ra âm thanh số chất lượng cao bằng việc sử dụng đường dẫn dữ liệu 48 bit, các hệ số cho bộ lọc 28 bit, bộ hợp kênh 48 bit và một bộ cộng tích luỹ 76-bit Với cấu trúc cho phép người sử dụng có thể thay đổi được các thông số thiết lập cho phần cứng bằng phần mềm dẫn đến rất nhiều các chức năng xử lý

âm thanh theo yêu cầu của người sử dụng có thể được thực thi với thời gian phát triển nhanh chỉ trong một thiết bị nhỏ giá thành thấp và tiêu thụ ít năng lượng

Hình 13 Sơ đồ khối phần cứng TAS3103A

16

Hình 14 Sơ đồ khối chức năng của TAS3103A

2.6 Khuếch đại công suất âm thanh

Bộ khuếch đại công suất ra loa – TAS5121DKD

Các đặc tính của TAS5121DKD

- Công suất hiệu thực 100W (Nối tải kiểu cầu) tải 4Ω với THD+N thấp hơn 10%

- Công suất hiệu thực 80W (Nối tải kiểu cầu) với THD+N thấp hơn 0.2%

- THD+N là 0.005% ở 1W với tải 4Ω

- Hiệu suất tầng khuếch đại lớn hơn 90% với tải 4Ω

- Thiết kế bảo vệ hoàn toàn tự động

- Linh kiện kiểu PSOP3 36 chân

- Giao diện tín hiệu số 3.3V

Hình 15 Sơ đồ ứng dụng TAS5121

Mô tả chức năng TAS5121DKD

TAS5121 là một tầng khuếch đại công suất số hiệu suất cao được thiết kế để điều khiển một loa 4Ω lên tới 100W Thiết bị chứa công nghệ PurePath DigitalTM và có thể được sử dụng với một bộ xử lý âm thanh điều biến độ rộng xung của TI và bộ lọc giải điều biến thụ động đơn giản để thu được sự khuếch đại âm thanh số chất lượng và hiệu suất cao Hiệu suất của bộ khuếch đại âm thanh số có thể lớn hơn 90%, phụ thuộc vào thiết kế

hệ thống Bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá nhiệt và bảo vệ điện áp dưới có sẵn trong TAS5121, chúng bảo vệ thiết bị và các loa chống lại các tình huống sai lệch mà có thể làm hỏng hệ thống

Bộ khuếch đại công suất cho tai nghe – TPA6100A2

Các đặc tính của TPA6100A2

- Lối ra âm thanh lập thể 50mW

- Dòng cung cấp thấp 0.75mA

- Dòng tắt thấp 50nA

- Chân tương thích với LM4881 và TPA102

- Hệ mạch điện giảm tiếng lách tách

- Bảo vệ nhiệt độ và ngắn mạch

- Giải điện áp từ 1.6V đến 3.6V

18

Hình 16 Sơ đồ ứng dụng của TPA6100A2

Mô tả chức năng TPA6100A2

TPA6100A2 là một bộ khuếch đại công suất âm thanh lập thể được đóng gói kiểu SOIC 8 chân hoặc MSOP 8 chân, có khả năng thực hiện liên tục công suất thực 50mW trên mỗi kênh với tải 16Ω Độ lợi khuếch đại được cấu hình bên ngoài bởi giá trị của 3 điện trở trên mỗi kênh vào và không yêu cầu bù bên ngoài cho các thiết đặt từ 1 tới 10

TPA6100A2 được tối ưu hóa cho các ứng dụng sử dụng acquy/pin bởi vì dòng cung cấp, dòng tắt và THD+N thấp của nó Để đạt được dải điện áp cung cấp thấp, TPA6100A2 thiên áp BYPASS tới VDD/4 Một điện trở với trở kháng RF phải được nối

từ các lối ra xuống đất để cho phép các lối ra được thiên áp tới VDD/2

Khi điều khiển tải 16 Ω với công suất lối ra 45mW với nguồn 3.3V, THD+N là 0.04% ở 1 kHz và thấp hơn 0.2% qua băng tần âm thanh 20Hz tới 20 kHz Với 28mW cho các tải 32 Ω, THD+N được giảm ít hơn 0.03% ở 1 kHz và thấp hơn 0.2% qua băng tần

âm thanh 20 Hz tới 20 kHz

Bộ điều khiển trung tâm – ATmega128L

Trong sơ đồ này ta thấy sự xuất hiện của vi điều khiển ATmega128L, đóng vai trò của một bộ điều khiển trung tâm, giám sát và điều khiển toàn bộ hoạt động của hệ máy thu Vi điều khiển này tiếp nhận thông tin điều khiển khiển của người sử dụng thông qua

bộ điều khiển từ xa (giao tiếp hồng ngoại) hoặc trực tiếp từ các nút điều khiển trên máy thu và tạo ra các tín hiệu điều khiển thích hợp tới luồng hoạt động của máy thu, chẳng hạn

dò kênh, chuyển kênh kênh, tăng giảm âm lượng, hiển thị dữ liệu, thông số hệ thống trên LCD,

Các đặc tính của ATmega128L

* Vi điều khiển AVR 8-Bit công suất thấp hiệu suất cao

* Cấu trúc RISC cao cấp

- 133 lệnh mạnh mẽ – Hầu hết đều thực hiện trong 1 chu kỳ

- 32 x 8 thanh ghi làm việc đa năng + thanh ghi điều khiển ngoại vi

- Lên tới 16 MIPS thông lượng ở 16 MHz

- Bộ nhân 2 chu kỳ trên chip

* Các phân đoạn bộ nhớ không mất khả năng chịu đựng cao

- Bộ nhớ chương trình Flash có thể tự lập trình 128 K Byte

- 4K Byte EEPROM

- 4K Byte SRAM trong

- Số lần viết/xóa: 10,000 với bộ nhớ Flash/100,000 lần với EEPROM

- Nhớ dữ liệu: 20 năm ở 85°C/100 năm ở 25°C

- Đoạn mã khởi động tùy chọn với các bit khóa độc lập

* Lập trình trong hệ thống bởi chương trình khởi động trên chip

* Thao tác đọc trong khi viết thực sự

- Không gian nhớ bên ngoài tùy chọn lên tới 64 K Byte

- Khóa lập trình cho việc bảo mật phần mềm

- Giao diện SPI cho khả năng lập trình trong hệ thống

* Giao diện JTAG

- Hỗ trợ gỡ rối trên chip

- Lập trình Flash, EEPROM, các bit Fuse và bít khóa thông qua giao diện JTAG

* Đặc tính ngoại vi

- Hai bộ đếm/định thời 8-bit

- Hai bộ đếm/định thời 16-bit

- Bộ đếm thời gian thực

- Hai kênh điều biến độ rộng xung 8-bit

- 6 Kênh điều biến độ rộng xung với độ phân dải có thể lập trình từ 2 đến 16 bit

- Bộ điều biến so sánh lối ra

- Bộ ADC 10-bit 8 kênh

* 8 kênh đơn

* 7 kênh vi sai

* 2 kênh vi sai với độ lợi có thể lập trình ở 1x, 10x hoặc 20x

- Giao diện nối tiếp 2 dây

- Hai USART nối tiếp có thể lập trình

- Giao diện SPI nối tiếp chủ/tớ

- Watchdog Timer có thể lập trình với bộ tạo dao động trên chip

- Bộ so sánh tương tự trên chip

* Các đặc tính của bộ vi điều khiển đặc biệt

- Khởi động khi bật nguồn

- Bộ tạo dao động RC có thể điều chỉnh được bên trong

- Các nguồn ngắt bên ngoài và bên trong

- 6 chế độ ngủ: Chế độ nhàn rỗi, chế độ giảm nhiễu ADC, chế độ tiết kiệm nguồn, chế độ giảm nguồn, chế độ dự phòng và chế độ dự phòng bên ngoài

20

- Vô hiệu hóa khả năng kéo lên toàn bộ

* Đường vào/ra: 53 đường vào/ra có thể lập trình được

* Điện áp hoạt động: 2,7V đến 5,5V

* Các loại tốc độ: 0 đến 8MHz

Hình 17 Sơ đồ chân ATmega128L

2.7 Bộ hiển thị thông tin – LCD PG 12864

Hình 18 Màn hình LCD PG 12864-B

PG 12864 là màn hình tinh thể lỏng dạng đồ họa với 128x64 điểm ảnh PG 12864 được thiết kế cho các ứng dụng hiển thị các kí tự hoặc các hình vẽ PG 12864 sử dụng với điện thế thấp và tiêu thụ công suất thấp PG 12864 tích hợp vi điều khiển KS0108

7-14 DB0 ~ DB7 Đường bus dữ liệu

15 CS1 Điều khiển lựa chọn chip 1

16 CS2 Điều khiển lựa chọn chip 2

18 V out Lối ra điện áp âm

19 A Nguồn cung cấp cho LED nền (+)

20 K Nguồn cung cấp cho LED nền (-)

2.8 Mạch nguồn

Mạch nguồn DC

Một trong những mục tiêu quan trọng cần hướng tới của thiết kế là: tối ưu hoá công suất tiêu thụ Ngoài việc lựa chọn các linh kiện chính trong hệ thống có mức tiêu thụ công suất thấp, thì việc lựa chọn các linh kiện cho phần mạch nguồn nuôi và mạch quản lý nguồn cũng là một nhân tố quan trọng Các linh kiện được lựa chọn cho 2 phần mạch phải đảm bảo cung cấp đủ công suất cho toàn bộ hệ thống với một điện áp ổn định cao, đồng thời cũng phải đảm bảo công suất tiêu tán trên bản thân chúng ở mức thấp nhất có thể Các linh kiện được chọn như liệt kê trong phần danh sách linh kiện kèm theo là hoàn toàn thoả

22

Mạch này được sử dụng nhằm tối ưu sự tiêu thụ công suất của toàn bộ hệ thống tại

những thời điểm sử dụng khác nhau Chẳng hạn có những thời điểm mà một số bộ phận

của hệ thống như LCD, ghép nối hồng ngoại, không được sử dụng, chúng cần được

chuyển sang chế độ “ngủ” để giảm công suất tiêu thụ Hoặc khi hệ thống chuyển từ nguồn

nuôi cấp từ đường điện lưới sang dùng nguồn pin, thì một số chức năng của hệ thống cần

được ngắt hoàn toàn hoặc một phần nào đó, nhờ đó kéo dài được thời gian hoạt động của

pin

2.9 Bảng danh sách linh kiện

Bảng 3-2 Bảng danh sách linh kiện cho thiết kế máy thu HD-Radio

1 Advantage AM-1000 Ăng ten AM trong nhà Terk

3 AFEDRI8201 Radio Bộ ADC tín hiệu IF cho AM/FM và HD- TI

4 TMS320DRI350 TMS320DRI300 cho HD-Radio Bộ xử lý tín hiêu số băng tần cơ bản dành TI

6 TAS5508 Bộ xử lý PWM âm thanh số 8 kênh

7 TAS5121 Tầng khuếch đại công suất âm thanh TI

8 TPA6100A2 Tầng khuếch âm thanh cho tai nghe TI

9 ATmega128L nhớ chương trình Vi điều khiển họ AVR 8-bit, 128KB bộ ATmel

14 kiện khác Các linh Màn hình LCD, thạch anh, … Nhiều hãng

3 Phần mềm điều khiển máy thu HD-Radio

Phần mềm cho HD-Radio bao gồm 2 phần chính: Phần mềm HD-Radio nạp cho bộ

DSP TMS320DRI350 và Phần mềm điều khiển nạp cho vi điều khiển ATmega128L

Phần mềm HD-Radio nạp cho bộ DSP TMS320DRI350 là phần mềm kết hợp

với các phần cứng chuyên dụng tích hợp sẵn trên chip DSP sẽ thực hiện toàn bộ các phép

xử lý số để tách ra thông tin về âm thanh cũng như các dữ liệu số khác đã được bên thu mã hoá và điều chế vào sóng mang RF Để thực hiện được phần mềm này ta cần phải có các tài liệu kỹ thuật liên quan quy định về các tiêu chuẩn, định dạng mã hoá, định dạng dữ liệu, của chuẩn HD-Radio, cũng như tài liệu kỹ thuật của TMS320DRI350 Đây là các tài liệu kỹ thuật thuộc sở hữu trí tuệ độc quyền của iBiquity và Texas Instrument

Phần mềm điều khiển nạp cho vi điều khiển ATmega128L thực hiện chức năng

giám sát và điều khiển hoạt động của toàn bộ hệ thống Có nhiều lựa chọn cho việc viết phần mềm cho vi điều khiển ATmega128L, chương trình có thể viết bằng ngôn ngữ ASM hoặc ngôn ngữ C cao cấp hơn

24

KẾT LUẬN Báo cáo đã trình bày tổng quan về cơ sở lý thuyết của HD-Radio Việc phân tích chi tiết cấu trúc và thiết kế của cả hệ thống AM-IBOC và FM-IBOC làm rõ thêm việc có thể thực hiện HD-Radio trên băng tần sẵn có, là cơ sở để lựa chọn triển khai các hệ thống phát thanh HD-Radio như: AM-IBOC Hybrid, AM-IBOC toàn số, FM-IBOC Hybrid, FM-IBOC Hybrid mở rộng, FM-IBOC toàn số

Trên cơ sở lý thuyết đã trình bày, báo cáo đã đề xuất một mô hình cụ thể của máy thu HD-Radio có thể lắp ráp tại Việt Nam, bao gồm: Sơ đồ khối tổng thể, phân tích chức năng các khối, lựa chọn linh kiện để thực hiện các khối chức năng

Trong quá trình triển khai thực tế, linh kiện chính sử dụng trong quá trình sản xuất máy thu HD-Radio là các bộ xử lý số DSP TSM320DRI300/350 cần phải được mua bản quyền của iBiquity Các nhà sản xuất, lắp ráp máy thu HD-Radio ở Việt Nam trong tương lai cần phải mua bản quyền để triển khai lắp ráp Với lợi ích mà công nghệ HD-Radio mang lại, hy vọng tại Việt Nam trong những năm tới sẽ có cơ sở sản xuất lắp ráp, làm chủ công nghệ và mang lại các sản phẩm “Made in Vietnam”

ĐÀI TIẾNG NÓI VIỆT NAM

SẢN PHẨM CỦA ĐỀ TÀI CẤP NHÀ NƯỚC

“NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHƯƠNG TRÌNH PHÁT THANH VÀ MÁY THU THANH THEO CÔNG NGHỆ SỐ”

MÃ SỐ KC.01.01/06-10 Chủ nhiệm đề tài: THS ĐÀO DUY HỨA

SẢN PHẨM 2 CHUYỂN ĐỔI TƯ LIỆU LƯU TRỮ ANALOG TRÊN BĂNG COT

SANG ĐĨA CD BẰNG CÔNG NGHỆ SỐ

Người thực hiện: KS Dương Hồng Hải

Cơ quan: Trung tâm Âm thanh Đài Tiếng nói Việt Nam

HÀ NỘI – 2009

4 Các bước tiến hành thử nghiệm chuyển đổi tư liệu lưu trữ analog

trên băng COT sang đĩa CD bằng công nghệ số 6

5 Danh sách băng và đĩa CD chuyển từ băng COT sang đĩa CD 10

1 LỜI NÓI ĐẦU

Số lượng các tư liệu âm thanh trên băng Analog ngày càng nhiều lên theo cấp số nhân của sự phát triển nhu cầu nghe, nhu cầu về lưu trữ cũng như sự phát triển đa dạng của các tư liệu âm thanh cần lưu trữ Tuổi thọ của các băng analog cần phải ngày càng cao theo thời gian lưu trữ Thời gian lưu trữ càng dài thì nguy cơ ảnh hưởngđến chất lượng tín hiệu âm thanh càng lớn Đặc biệt là trên băng từ, đây là vật liệu đòi hỏi môi trường bảo quản nghiêm ngặt Cấu tạo từ bột từ tính chịu ản hhưởng của các nguồn gây

ra từ tường , bong rơi theo thời gian và tần suất sử dụng Do đó để đảm bảo an toàn cho các tư liệu âm thanh, việc chuyển đổi tư liệu lưu trữ analog trên băng tứang sangcác vật liệu lưu trữ mới là vấn đề quan trọng và bức thiết hiện nay

Kho băng của Trung tâm âm thanh Đài Tiếng nói Việt Nam từ trước đến nay lưu trữ tư liệu chủ yếu trên băng cối , trong đó có nhiều tư liệu đặc biệt quý, hiếm về Đảng , Bác Hồ, những tư liệu lịch sử Trải qua nhiều năm lưu trữ, do nhiều yếu tố chủ quan và khách quan nhiều băng đã ở trong tình trạng xấu , nhiều băng đang bị xuống cấp Trước tình hình đó cần phải có biện pháp xử lý ngay , không thể để để băng bị phá huỷ theo thời gian Băng từ được chuyển đổi sang vật liệu mới

Trong kho tư liêu, băng được lưu trữ với nhiều loại khác nhau, do thời điểm nhập băng khác nhau, công nghệ thay đổi Băng được nhập từ nhiều nguồn

- Băng typ C

- Băng typ cp, cpr, orwo typ 120,103, 104, 106

- Băng typ bas

- Băng typ maxell

Do chức năng nhiệm vụ của kho tư liệu là phục vụ cho việc sản xuất và truyền âm các chương trình phát thanh nên băng thường xuyên được sử dụng và có những băng được mượn với tần suất rất cao

Do thời gian lưu trữ, điều kiện thời tiết ở Việt Nam là nóng ẩm, điều kiện bảo quản băng những năm về trước không tốt nên một số băng từ có tuổi thọ cao bị suy giảm

về mặt vật lý như: dính băng, các lớp bột từ bị chồng lên nhau, băng bị cong vênh, xoắn những vấn đề này ảnh hưởng đến chất lượng tư liệu âm thanh

2.2 Cấu tạo của băng từ

Các loại băng từ trên được cuộn trên lõi nhựa, sắt, nhôm có đường kính 100mm, đựng trong vỏ hộp cát tông có kích thước:

- Hộp băng orwo 300 x 300 x 18mm

- Hộp băng maxell 277 x 277 x 20mm

- Hộp băng gia công 150 x 150 x 15mm; 200 x 200 x 15mm

- Hộp băng do các đài quốc tế gửi tặng 220 x 210 x 18mm, 150 x 150 x15mm Loại băng cpr 35u6 có độ dài 750m được cuộn lõi nhựa có đường kính 150 x 150mm, 200 x200mm

Băng từ có độ rộng 6,3 mm Bề dày của băng gồm có ba lớp:

Lớp kết dính thường là Polyeste, vải tổng hợp, nhựa tổng hợp

Lớp vỏ để bảo vệ băng, chống ẩm Cấu tạo là polyeste-polyurethane và carbon black

Tính từ hóa của băng từ:

- Chât lượng của lớp bột từ phụ thuộc vào việc nghiền nam châm

- Phần tử từ nhỏ nhất của hạt từ gọi là momen từ

Có hai loại từ hóa:

- Từ hóa ngang

- Từ hóa dọc

3 ĐĨA CD

3.1 Giới thiệu về đĩa CD

Đĩa compact hỗ trợ một loạt các dạng âm nhạc ghi âm trước, dữ liệu máy tính, video, trò chơi và các ứng dụng khác Điều này được minh hoạ trong biểu đồ bên dưới và được mô tả dưới đây

Chuẩn CD âm thanh số (được phát triển bởi Philíp và Sony và được áp dụng vào thị trường năm 1982 Đĩa Compact ưu việt hơn đĩa nhựa và băng caset ở một số điểm sau:

chất lượng âm thanh tốt hơn mà không có tiếng lách cách, tiếng huýt gió và các nhược điểm khác

Truy nhập ngẫu nhiên nhanh tới bất kỳ một rãnh nào

Tuổi thọ dài, CD không bị trầy xuớc

Kích thước CD: chỉ có đường kính 12 cm do vậy chiếm rất ít không gian lưu trữ Chất lượng ưu việt hơn của CD và kích thước nhỏ gọn của chúng cho phép sử dụng công nghệ số kết hợp với laser

3.2 Ưu điểm của công nghệ số so với công nghệ tương tự

Sử dụng công nghệ số, âm thanh được lưu không phải là giá trị tương tự mà là một

số các giá trị đặc trưng cho biên độ của tín hiệu âm thanh tại thời điểm nhất định Con số này phải chính xác để tránh lỗi có thể xảy ra Nhìn chung, bất kỳ kiểu chuyển đổi số tín hiệu nào sẽ đòi hỏi nhiều thông tin hơn so với chuyển đổi tương tự

Trong thực tế, dải giá trị và tỷ lệ lấy mẫu phải đủ lớn để đảm bảo việc tái tạo chính xác dạng sóng tương tự ban đầu Giới hạn trên của tai người là khoảng 16kHz do vậy âm thanh phải được lấy mẫu ở mức 40.000 lần/s hoặc cao hơn ( vì cần hai mẫu cho cả hai nửa dạng sóng hình sin) Để giảm méo và tạp âm lượng tử, mỗi mẫu phải được đại diện bằng

ít nhất một con số 16bit cho 65535 giá trị hay mức trên một mẫu (từ 0 –65525 mẫu) Điều này cho ta một dải đủ lớn từ âm trầm nhất đến âm to nhất mà không có méo nhận thấy được

Lấy mẫu âm thanh của CD là 44100 lần/s Do vậy thông tin tổng cộng cần cho 1 giây âm thanh là 44100 x 2 x 16 =1.411.200 bit Một bit là một số nhị phân và có giấ trị 0 hoặc 1 Mặc dù có thể lấy thời gian dài hơn, nhưng thời gian phát tối đa của tất cả các CD

nghĩa là một CD phải lưu 1.411.200 x 74 x 60 = 6.265.728 triệu bit tương đương với 783.216 triệu byte vì một byte bằng 8 bit Để giảm nguy cơ lỗi các mã sửa lỗi được thêm vào dữ liệu này, có nghĩa là gần bốn lần dữ liệu thực tế được lưu trên đĩa

CD âm thanh số cung cấp chất lượng cần thiết cho tất cả các ứng dụng âm thanh nhưng một cách tự nhiên thì điều này luôn luôn không đủ Vì lý do này, một dạng cải tiến (HDCD) được áp dụng và dạng DVD-Audio kết hợp các tính năng mới bao gồm tỷ lệ lấy mẫu cao hơn, nhiều bít hơn trên một mẫu và âm thanh vòng nhiều kênh

3.3 Công nghệ nghệ Laser

Các đĩa quang như CD dựa trên công nghệ laser để đọc (hoặc ghi) dữ liệu lên đĩa

Từ LASER là viết tắt của Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Khuyếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích) Laser phát ánh sáng có cấu kết, đó là tia sáng gồm các phôton có cùng bước sóng và pha Điều này cho phép chùm tia sáng được hội tụ tại một điểm có kích thước rất nhỏ tương tự như bước sóng thực tế của bản thân tia sáng Sự đến của tia laser và đặc biệt đối với các điot phát laser giá thấp cho phéo công nghệ CD trở thanhf một trong những công nghệ điện tử người tiêu dùng thành công nhất trong mọi thời đại

CD sử dụng lại chính xác phương pháp với kích thước và khoảng cách các pit y hệt nhau Tuy nhiên, các pit được sử dụng để chỉ thị đâu là bít 0 hay 1 Độ dài pít thay đổi theo các dãy 0 và 1 khác nhau

Các máy phát CD sử dụng lase điot phát ánh sáng đỏ sau để đọc dữ liệu chứa trong các pits, lase này rất chắc chắn và giá thấp Điot lase được gắn trên một đòn xoay,

có thể được dịch chuyển xoay tròn theo các pit lên và xuống để giữ các pit này tại tiêu

điểm Một thấu kính đối tượng (objective) được sử dụng để hội tụ chùm tia lase trên các pit Một gương lăng kính hai mặt cho phép phản xạ ánh sáng ngược trở lại bộ tách sóng

ánh sáng Khi chùm tia lase chiếu trên một pit, tia sáng bị toả ra và một phần ánh sáng rất

nhỏ bị phản xạ Mẫu ánh sáng đang thay đổi nhận thấy được khi đó được chuyển thành một chuỗi các số 0 và 1, mà được mã hoă bằng máy phát điện tử

Điều khiển độ nhạy vị trí theo bán kính của điot lase và vị trí theo chiều dọc của thấu kính đối tượng được sử dụng để đảm bảo rằng lase theo sát các pit một cách chính xác, thậm chí ngay cả khi CD hơi lệch tâm, có thể do lỗ ở tâm hơi bị lệch Chùm tia hội tụ

có thể được dịch lên hoặc xuống để bù cho đĩa hơi bị lệch Khi chùm tia lase chiếu trên một pit có một phần rất nhỏ bị phản xạ Mẫu ánh sáng đang thay đổi nhận thấy được khi

đó được chuyển thành một chuỗi các số 0 và 1, và sau đó được giải mã hoă thành tín hiệu

âm thanh ban đầu hoặc dữ liệu máy tính ban đầu

3.4 Cấu trúc của điac CD

Đĩa compact bao gồm 3 lớp như biễu diễn trong hình vẽ Một lớp nền polycacbonat dày 1.2 mm chứa các pit được đúc trên bề mặt trên được tráng nhôm sau đó được bảo vệ bởi một lớp sơn trên đó in nhãn đĩa Một chùm lase bên dưới được hội tụ trên các bit thông qua lớp nhựa polycacbonat quang trong

Các bit được dập nổi trên bề mặt polycacbonat bằng quá trình dập phun Lớp nhôm tạo nên bề mạt phản xạ, bề mặt này được bảo vệ khỏi ăn mòn và hư hỏng băng một lớp sơn trên đó có in nhãn đĩa

3.4.1 Cách bố trí đĩa

Các đĩa có đường kính 120 mm với một lỗ ở tâm có đường kính 15 mm Dữ liệu

âm thanh hợc máy tính được lưu trữ từ bán kính 25 mm (sau đầu vào) tới bán kính tối đa

là 58 mm chỗ bắt đầu đầu ra, phần đĩa bị ghi phụ thuộc vào thời gian phát

Tất cả các CD âm thanh được phát ở tốc độ tuyến tính không đổi (CLV) giữa 1.2

và 1.4 m/s Tốc độ quay (rpm) sẽ giảm từ đầu vào tới đầu ra bởi hệ số 58/25 = 2.32 Điều này có nghĩa là các bit nhớ được cùng một hình ảnh ở bất kỳ chỗ nào chúng ở trên băng

và sẽ không có thay đổi nào về hoạt động trên đĩa

Khoảng không gian hình khuyên được chia thành ba miền chính:

Đầu vào (Lead- in) không chứa dữ liệu âm thanh mà chứa các thông tin khác liên quan tới nội dung âm thanh Nó được sử dụng để cho phép lase giữ đầu từ theo các pit và đồng bộ hoá dữ liệu âm thanh trước khi bắt đầu âm thanh

Khu vực chương trình (Program area) chứa 74 phút dữ liệu âm thanh Dữ liệu này được chia thành 99 track, mỗi track ít nhất dài 4 giây Một khoảng dừng 2 giây có thể được chèn vào giữa các track Âm thanh có thể được chia một cách vật lý thành các track với khoảng lặng ở giữa hoặc chạy liên tục 2 hoặc nhiều track

Đầu ra (Lead-out) chứa khoảng lặng dữ liệu

Cách bố trí đĩa là giống nhau cho tất cả loại đĩa CD âm thanh hoặc dữ liệu máy tính cho dù bản thân dữ liệu có thay đổi

4 Các bước tiến hành thử nghiệm chuyển đổi tư liệu lưu trữ analog

trên băng COT sang đĩa CD bằng côngnghệ số

4.1 Sơ đồ khối

Băng gốc: lưu trữ tư liệu âm thanh tương tự trên băng từ (băng cối)

Chuyển đổi bằng công nghệ số: Tín hiệu âm thanh được chuyển đổi từ tín hiệu tương tự trên băng cối thành các file âm thanh số

Sau đó tín hiệu âm thanh số sẽ được chuyển sang vật liệu lưu trữ âm thanh số là đĩa CD

ta mới cho băng vào

- Thỉnh thoảng phải lau máy tính và bàn phím cẩn thận bằng dẻ, không lau dẻ có cồn vào khu vực bàn phím và những vùng có chữ in trên máy

Mượn và trả băng COT

- Mượn băng COT tại kho băng tư liệu của Đài TNVN tại Trung tâm Âm thanh

- Khi mượn băng và trả băng đều phải ghi vào sổ mượn và trả băng COT

Khi mượn băng phải ghi vào các cột mượn băng:

* Ngày mượn băng

* Số COT

* Có chữ ký xác nhận của nhân viên kho băng

Khi trả băng phải ghi vào các cột trả băng:

* Ngày trả băng

* Số COT

* Có chữ ký xác nhận của nhân viên kho băng

Cách đấu nối khi ghi từ máy băng cối - máy tính - máy ghi đĩa CD

Đầu ra của băng cối nối với đầu vào của máy tính thông qua bàn trộn 02R và pathbay Nối đầu ra của máy ghi tính vào đầu vào của bàn trộn O2R, sau đó nối từ đầu ra của bàn trộn O2R tới đầu vào của máy ghi âm đĩa CD Đầu ra của máy ghi âm băng cối được đấu nối tới đầu vào của bàn trộn để kiểm thính

Các bước tiến hành đấu nối: tiến hành trên Pathbay

- Dùng hai dây link hai đấu đầu ra của máy băng cối đến đầu vào của bàn trộn, sau

đó đấu đầu ra của bàn trộn vào đầu vào máy tính thông qua pathbay

- Dùng hai dây link hai nối từ đầu ra của máy tính trên Pathbay (đường tín hiệu ra của máy tính) tới đầu vào của bàn trộn O2R

- Dùng hai dây link nối từ đầu ra của bàn trộn 02R tới đầu vào trên Pathbay của máy ghi âm CD

- Dùng 2 dây link nối từ đầu ra của máy ghi âm băng cối trên Pathbay tới đầu vào của bàn trộn để kiểm thính

- Tua và trả băng một lần để tìm ra chỗ băng đứt, băng quá xấu nhằm mục đích giảm nhỏ nhất lỗi do băng gây ra và nâng cao nhất độ an toàn khi thu

Tiến hành thu tín hiệu âm thanh vào trạm máy tính

- Lấy đầu băng

- Mở phần mềm ghi âm chuyên dụng, bấm thu

- Bật máy phát băng cối

- Khi quá trình ghi âm kết thúc, bấm dừng ở máy phát trước rồi mơí dừng ở máy thu

- Đặt tên cho file âm thanh được số hóa

Tiến hành thu tín hiệu âm thanh từ trạm máy tính vào đĩa CD

- Đưa đĩa CD vào máy ghi đĩa

- Trước khi đưa đĩa vào máy phải kiểm tra:

* Đĩa nguyên vẹn không, có bị xước không

* Khi đưa đĩa vào máy, màn hình phải hiển thị NEW DISC

Nếu đĩa không đảm bảo chất lượng thì phải loại ra, không tiến hành ghi Lấy đĩa khác để kiểm tra cho đến khi đủ chất lượng mới đem vào sử dụng

- Trước khi ghi ta phải tiến hành đánh nhãn cho đĩa CD, để tránh nhầm lẫn

- Bật file âm thanh cần ghi vào CD để nghe kiểm tra Kiểm tra xem có đúng file cần ghi và tín hiệu đã đến đầu ghi đĩa CD chưa Sau khi kiểm tra tốt , bấm dừng để chuẩn

bị thu

- Bấm phím INPUT SELECTOR trên máy CD ghi CDR-830 để lựa chọn đầu

vào:

Coaxial: đối với trường hợp ghi số

- Bấm thu trên đầu ghi CD

- Sau khi ghi xong kỹ thuật viên phải đưa lên đầu đọc để kiểm tra đĩa: Kiểm tra TOC

Phát lại từng track

Xem thời lượng của từng track

- Nếu track nào có lỗi phải ghi lại track đó

5 Danh sách băng và đĩa CD chuyển từ băng COT sang đĩa CD

TT Mã băng

2 B0024 CB0001 Anh giải phóng quân Campuchia

3 B0025 CB0001 Đoàn quân sông Lô

5 B0051 CB0001 Những ngọn đèn gọi cá

6 B0052 CB0001 Người con gái Mỹ tho

9 B0055 CB0001 Miền Nam nhịp bước tiến công

13 B0059 CB0001 Đường hành quân vang lệnh tấn công

22 B0089 CB0001 Bài ca nghĩa binh

30 B0108 CB0002 Vào Quảng trị

34 B0112 CB0002 Người ở đừng về

35 B0113 CB0002 Pháo tiến công

36 B0114 CB0002 Bài ca tiến công

38 B0116 CB0002 Trên đỉnh Trường Sơn ta hát

46 B0142 CB0002 Con về quê mẹ Quảng Trị anh hùng

47 B0143 CB0002 Mừng hai miền đánh giỏi thắng to

48 B0144 CB0002 Trời Quảng trị tươi cờ giải phóng

50 B0146 CB0002 Ta vào trận đánh hôm nay

53 B0149 CB0003 Tiếng hát trên đảo nhỏ

54 B0150 CB0003 Chiến công tiếp chiến công

61 B0173 CB0003 Chú đi chiến đấu trăng cùng hành quân

62 B0175 CB0003 Bài ca công nhân

65 B0178 CB0003 Hành quân trên đất trị thiên

67 B0180 CB0003 Tình quê nhà

70 B0189 CB0003 Tiếng hát trên quê hương giải phóng

71 B0190 CB0003 Kèn giục giã tiếng công

72 B0191 CB0003 Người du kích và quả lựu đạn gài

74 B0193 CB0003 Quảng trị giải phóng

77 B0196 CB0004 Tiếng hát trên đường hành quân

78 B0197 CB0004 Bài ca chiến sĩ Hi rôn

82 B0121 CB0004 Chúng cháu mừng chiến thắng miền Nam

83 B0122 CB0004 Bài ca nổi dậy tiến công

84 B0123 CB0004 Nụ cười và tiếng hát

87 B0126 CB0004 Quảng trị giải phóng

88 B0131 CB0004 Bàn tay em

91 B0205 CB0004 Tạm biệt thủ đô ra đi đánh Mỹ

92 B0206 CB0004 Hành khúc công nhân Việt Nam

93 B0207 CB0004 Người Hải phòng

95 B0209 CB0004 Bài ca công nhân