Nadajnik IR– S/PDIF (ang. Sony/Philips Digital Interface Format)

r_911_05_1
Najbardziej znanymi sposobami przesyłania cyfrowego sygnału audio (S/PDIF) jest użycie standardowego kabla koncentrycznego 75Ω lub modułów optycznych Toslink z dopasowanym kablem optycznym.

Oczywiście może się zdarzyć, że z jakiegokolwiek powodu nie możesz (lub nie chcesz) prowadzić kabla między przedmiotowymi elementami wyposażenia.
Dzięki rozwiązaniu bezprzewodowemu masz do wyboru szerokopasmowy RF nadajnik lub wariant optyczny.
Tutaj opisujemy prosty nadajnik optyczny.
Chociaż zaprojektowanie takiego systemu nadajnika/odbiornika podczerwieni nie musi być szczególnie trudne, w praktyce wciąż istnieje kilka przeszkód do pokonania.
Po pierwsze, diody LED muszą mieć wystarczającą prędkość przełączania optycznego, aby poprawnie przepuszczać wysokie częstotliwości sygnału S/PDIF, a także muszą wytwarzać wystarczającą intensywność światła, aby dostarczyć bezszumowy sygnał do odbiornika na rozsądnej odległości.
Przy częstotliwości próbkowania 48kHz konieczna jest możliwość przesyłania impulsów o szerokości zaledwie 163ns!
Wybrane tutaj diody LED (Agilent HSDL-4230) mają czasy narastania i opadania wynoszące 40ns, co w praktyce okazało się wystarczająco szybkie.
Dzięki kątowi wiązki wynoszącemu tylko 17° mogą również zapewniać wysoką intensywność światła.
Minusem jest to, że połączenie nadajnika i odbiornika jest wysoce kierunkowe, ale mały kąt wiązki ma również swoje zalety.
Oznacza to, że potrzeba mniej diod LED i istnieje mniejsze ryzyko ciągłego patrzenia na intensywne źródło podczerwieni.
Obwód jest zasadniczo zbudowany zgodnie ze standardową konstrukcją.
Sygnał S/PDIF odebrany na złączu K1 jest wzmacniany przez IC1a do poziomu, który jest odpowiedni do dalszego wykorzystania.
Złącze JP1 pozwala w razie potrzeby użyć modułu Toslink jako źródła sygnału.
Po złączu JP1 następuje dzielnik napięcia, który polaryzuje układ IC1b przy nieco poniżej połowy napięcia zasilania.
To powoduje, że poziom wyjściowy stopnia bufora tranzystora sterującego przełączającego T1 jest niski logicznie przy braku sygnału, co z kolei powoduje, że diody IR D1 i D2 pozostają wyłączone.
Stopień bufora tworzą pozostałe bramki układu IC1.
Dokonano tego przede wszystkim z uwagi na podwyższone obciążenie pojemnościowe, w mało prawdopodobnym przypadku, gdy zdecydujesz się na użycie większej ilości diod LED.
Mały tranzystor DMOS (BS170) jest używany dla T1; doskonale nadaje się do szybkiego przełączania aplikacji.
Maksymalny czas przełączania wynosi tylko 10ns (zazwyczaj 4ns).
Zapewnienie diod D1 i D2 w stanie przewodzenia nie stanowi problemu.
Jednak wstrzymanie procesu przewodzenia diod D1 i D2 wymaga niewielkiego uzupełnienia, co w innym przypadku byłoby raczej standardowym stopniem nadajnika IR, ze względu na obecność pasożytniczych pojemności.
Składa się z rezystorów R7 i R8, które są połączone równolegle z diodami LED w celu szybkiego rozładowania pasożytniczych pojemności kondensatorów.
Wadą tego dodatku jest oczywiście to, że nieco zwiększa bieżące zużycie, ale w przypadku prototypu okazało się, że wynosi to tylko około 10 procent.
Bez sygnału obwód zużywa tylko 25mA.
Za pomocą sygnału stopień wyjściowy odpowiada za prawie cały pobór prądu, który wzrasta do około 170mA.
Aby zapobiec możliwym zakłóceniom przy tak wysokich prądach i uniknąć pogorszenia obsługi sygnału stopnia wejściowego, wszystko musi być dobrze odsprzężone.
Na przykład kombinacja elementów L2, C4 i C5 służy do odsprzężenia układu IC1.
Obwód wokół tranzystora T1 musi być jak najbardziej kompaktowy, jak to możliwe i umieszczony jak najbliżej regulatora napięcia, aby zapobiec wytwarzaniu zewnętrznych zakłóceń lub zakłóceń wejściowych.
W razie potrzeby umieść dławik tłumiący hałas (z kondensatorem odsprzęgającym do masy) szeregowo z rezystorem R9.
Należy pamiętać, że dławik ten musi być w stanie wytrzymać prąd 0,3A, a jeśli zastosujesz dodatkowe stopnie, należy zwiększyć proporcjonalnie ten wskaźnik.
Obwód powinien być najlepiej umieszczony w dobrze ekranowanej obudowie i zaleca się stosowanie filtra sieciowego dla wejścia 230V zasilacza.
Dla pełnego kompletu został umieszczony standardowy schemat zasilania w całościowym projekcie, ale można również użyć dowolnego innego stabilizowanego źródła zasilania 5V. Dioda D3 służy, jako obowiązkowy wskaźnik zasilania sieciowego.
Autor: T. Giesberts