2016年10月23日

最近発注した基板の話


お久しぶりです。
生きています。

最近、回路基板を設計and発注したのでその話をしようかと。

回路のおもて
回路のうら


唐突ですが、トランシーバを自作しようかなと思いました。
トランシーバの機能を実現するため、まず最初に下図のようなイメージを考えました。

ぶろっくず1

無線通信には、TWE-LITEを使おうと考えました。

音声をサンプリングする場合、トランシーバ用途ならば8kHz程度のサンプリング周波数があれば聞き取れるとのこと。

仮に、1サンプル8bitとして8kHzサンプリングをすると、
8bit × 8kHz = 64kbps になります。

TWE-LITEは公称250kbpsですので、理論値的にはこのままでも作れそう…

でも、TWE-LITEが常時250kbpsも本当に出るのだろうか…
仮に双方向で電話のように会話しようとしたら128kbps必要になるし…

もっと音声を圧縮する方法は無いものか?
音声符号化を8kbpsとか16kbpsくらいでやってくれる素敵システムは無いか?

調べたところ世の中には"ボコーダ"というものがあって、
例えば携帯電話などでは
8kHz/16bitでサンプリングした音声を8kbpsで送出できるという
摩訶不思議な技術が用いられているそうです。

ボコーダを使えばいいじゃん!と最初は思ったのですが、
ライセンスの関係がややこしかったり、ボコーダICがどこで売っててどう買えばいいのかもよくわからん!

オープンソースのそういうコーデックもあるっぽいけど、こんなもんマイコンに組み込む能力は自分には無い!

色々まわりまわって、VS1063A オーディオコーデックICを使うことに決めました。

このIC、16kbpsで割と高音質な音を実現してくれるOggVorbis形式で音声符号化/復号化ができます。
多少遅延が大きめなようですが、電話じゃなくてトランシーバだから問題ない!
(双方向で会話?なんのことかな?最悪、G.711やG.722も使えるICだし!)

ICの中にA/D変換器もD/A変換器もアンプも何もかも入ってる!
マイクもイヤホンもほとんど直結できて楽ちん!

ぶろっくず2

さて、VS1063Aを使ってみるとして、どうやって使うのかよくわからないですね。使った経験がありませんから。

ちゃんと動かすことができるか、確認する回路を作らないと…ということで作ったのが、一番最初に写真でお見せした写真になります。

ブロック図と回路図は下記のような感じです。
kicadを用いて設計しました。
ぶろっくず3

↓↓回路図
かいろず
↑↑クリックで拡大

発注先はElecrowで、届くのに3週間くらいかかりました。
Registered Airmailオプション付きで5枚で1700円くらい。安い。
(届いたのは7枚)

今後はこの基板用の各種部品を揃えて、ハンダ付けして、マイコンのプログラムを書いて、実際に音声が正しく符号化・復号化できるかを確認していきたいと思います。

最近、お金が無いので部品買うのがしばらく先になりそうで辛いです。



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