Die innere Einrichtung des digitalen Audiowalkmans

Jewgenij Rudometov

rudometov@rudometov.com

In letzter Zeit hat den breiten Vertrieb der kompakte, mobile, digitale Audiowalkman bekommen. Eine Grundlage der gegebenen Einrichtungen sind die modernen Halbleiterelemente, einschlieЯlich die spezialisierten Prozessoren der Bearbeitung audiokontenta

Dank den Erfolgen der Halbleitertechnologien erscheinen die neuen Einrichtungen stдndig. Viele breit bekannte elektronische Erzeugnisse magern"ungestьm"ab, sich in den Umfдngen verringernd. Damit es sich darin, sich zu ьberzeugen, ьber die Rechner zu erinnern ist genьgend.

Man hat keine Zeit die riesigen und unzuverlдssigen "Rechenmonster", die einnehmend die Hundert der Quadratmeter und die Hundert das Kilowatt der Elektroenergie "fraЯen", heute gehen in den erneuerten Varianten auf den Desktops verhдltnismдЯig einfach hinein. AuЯerdem, die kompakten Handys, die auf der Handflдchen leicht unterbracht werden ьbertreffen, nach der Rechenmacht in oftmals die mдchtigen Rechnersysteme der ersten Generation. Also, und die ersten Rechner mit den Notebooks, die ьber den breiten Umfang der Funktionalitдt verfьgen zu vergleichen, es ist ьberhaupt unkorrekt.

Eine Evolution der Halbleitertechnologien betrachtend, muss man bemerken, dass die Prozesse der Miniaturisierung nicht nur die groЯen und kleinen Rechner berьhrt haben. Der vorliegende Prozess hat auch die Haushalts-elektronischen Einrichtungen erfasst, zu deren Zahl sich Video und die Audiogerдtetechnik verhalten. Die stationдren Systeme wurden kompakter, und mobil nicht nur haben sich in den Umfдngen verringert, sondern auch haben die neue Funktionalitдt gefunden.

Den Platz vollstдndig oder teilweise der Analog-mobilen Gerдte haben die winzigen Digitalgerдte, die off-line zu bearbeiten Videos und audiokontent begabt sind eingenommen. Und wenn die tragbaren Videosysteme Exotik in irgendwelchem Grad sind – ihre Uhrzeit eigentlich ist noch nicht getreten, so hat der Audiowalkman den Konsummarkt schon fest gestohlen. Diese kompakten, leichten digitalen Audioeinrichtungen sind in den Dutzenden, oder vielleicht sogar in Hundert Modelle zur Zeit vorgestellt. Ihre Ausgabe wird schon in Millionen Stьcke berechnet eben setzt schnell fort, mit der Zunahme in die Dutzende der Prozente im Jahr zuzunehmen. Das hohe Tempo wird schon im Laufe einiger Jahre gespeichert.

Es ist nцtig zu bemerken, was nicht in die letzte Reihe zur ungestьmen GrцЯe der Popularitдt dieser Einrichtungen die Ausgabe der neuen elektronischen Elemente, die Vervollkommnung der Architektur der Einrichtungen, die Verbesserung der Interfaces und der Algorithmen der Codierung, die System- und von der Anwendersoftware unterstьtzt sind beitrugen. Zum Wort, ungeachtet des Widerstands der Firmen, die sich mit dem Vervielfдltigen und die Realisierungen der lautlichen Aufnahmen beschдftigen zu sagen, die vielfдltigen Algorithmen der Kompression audiokontenta haben den breitesten Vertrieb gefunden. AuЯerdem, MP3 haben und WMA des Stahls eigentlich von den Fachstandards die Verkцrperung in den zahlreichen Digitalgerдten eben gefunden. Wie die Anerkennung dieser Tatsache, der digitale Audiowalkman die Benennung «MP3 den Walkman bekommen hat».

Diese Benennung wurde allgemeinanerkannt, obwohl die gegebenen Einrichtungen in der Regel nicht nur etwas Formate unterstьtzen, sondern auch nicht selten verfьgen ьber die Funktionen der Aufnahme vom Mikrofon, das heiЯt sind die Diktiergerдte. AuЯerdem die Mehrheit von ihnen gewдhrleisten die Aufnahme und die Codierung der Audioinformationen durch den linearen Analogeingang. In Ergдnzung dazu sind viele den gegebenen Einrichtungen eingebaut FM mit dem Radioapparat versorgt. Und, natьrlich, aller Walkman hat den digitalen Eingang, der fьr "zakachki" audiokontenta in der digitalen Form vom Personalrechnern oder das Notebooks vorbestimmt ist. In letzter Zeit verwenden fьr dieses Ziel die AnschlьЯe USB 2.0, die die Ьbertragungsrate der Daten bis zu 480 Mbit/mit gewдhrleisten.

Dieser Mцglichkeiten werden von der entsprechenden elektronischen Fьllung des digitalen Walkmans unterstьtzt. Ungeachtet des Ьberflusses der verwendeten aktiven und passiven Radioelemente, eine Grundlage der Architektur ist die begrenzte Zahl der integrierten Schaltkreise. Unter ihnen nimmt der zentrale Platz den Audioprozessor, der die Bearbeitung des Audiostroms gewдhrleistet, einschlieЯlich die Kompression und das Dekodieren der Daten, sowie die Verwaltung der ьbrigen Komponenten des Walkmans ein.

Das vereinfachte Schema der Architektur des typischen digitalen Audiowalkmans ist auf der Abb. 1 gebracht.

Die Abb. 1. Das Schema der Arbeit des digitalen Audiowalkmans

Man muss bemerken, dass zum Bestand alles Walkmans das nicht flьchtige Gedдchtnis, das fьr die Arbeit und langwierige, dient gehцrt ist unbeschrдnkt, der Speicherzeit der Audioinformationen sogar nach elektrisch obestochivanija der elektrischen Schaltung des Walkmans praktisch. Gerade besteht darin die Energieunabhдngigkeit eben. Als solches Gedдchtnis zur Zeit in der Architektur der Audioeinrichtungen werden die Speicher auf den Festplatten und die integrierten Schaltkreise des flesh-Gedдchtnisses verwendet. Die ersten von ihnen werden mit der hohen Kapazitдt und dem niedrigen Wert der Aufbewahrung der Informationen charakterisiert. Doch wird es auf Kosten von den erhцhten Kosten der Energie fьr den Vergleich der wetteifernden Lцsungen, sowie bol'shego den Umfang und das Gewicht erreicht. Zweite gewдhrleisten die groЯe Kompaktheit der Systeme bei ihrer verhдltnismдЯig hoch energoekonomichnosti.

Das Ersetzen in den tragbaren Audiosystemen der Analogtrдger der Informationen, die frьher hauptsдchlich von den Magnetbдndern vorgestellt sind, hat die entsprechenden Berichtigungen zu den verwendeten Komponenten und der Architektur beigetragen. Ungeachtet des Ьberflusses shemotehnicheskih der Lцsungen, bleiben die Hauptprinzipien unverдnderlich. Eben sie bestehen vor allem im Umwandeln der Analogsignale, die die Informationen ьber den Laut tragen, in den Zahlencode.

Diese Operation verwirklicht der sogenannte Analogdigitalumwandler — ATSP. Das Prinzip seiner Arbeit besteht in der Dimension der Niveaus der Anstrengung des Eingangssignals in regelmдЯigen Zeitabstдnden mit der verhдltnismдЯig groЯen Frequenz. Diese Frequenz entspricht der mindestens verdoppelten Frequenz der oberen Komponente des Hдufigkeitsspektrums des Audiosignals. Es bedeutet, dass, wenn die obere Frequenz des Walkmans 20 kgts bildet, so soll die Frequenz, von der sich die Dimension verwirklicht, mindestens 40 kgts sein.

Die gemessenen Werte ATSP wird in mehrentladungs-binдr, der Zahlencode umwandeln. Von der Zahl der verwendeten Kategorien hдngt der Umfang der binдren Vorstellung des nьtzlichen Signals — von am meisten klein bis zu den maximal mцglichen Werten ab. Entsprechend entsprechen alle gemessenen Niveaus des Audiosignals den digitalen Werten, die im Umfang der binдren Zahlen von allen Nullen bis zu allen Einheiten gelegen sind. Es bleibt ьbrig zu bemerken, dass bei 16 Kategorien, die die 2 Bytes bilden, wie bei traditionell audio-CD, der mцgliche Umfang mehr 90 db bildet.

Das hohe Tempo der Abnahme der Abzдhlen und des Ausfьhrens der Umwandeln garantiert den breiten Hдufigkeitsumfang, und shestnadtsatirazrjadnoe die Codierung — der groЯe Dynamikbereich. Doch bewirkt das alles die Dateien des bedeutenden Umfanges, der entsprechenden fьr die Aufbewahrung fordernden Umfдnge des eingebauten nicht flьchtigen Gedдchtnisses. So sind zum Beispiel, 60 Minuten der Qualitдt CD ungefдhr 600 Mbytes. Fьr die Einsparung der Speicherkapazitдt verwenden die Codierung mit der Nutzung verschiedener Algorithmen der Kompression. Den breiten Vertrieb haben die Algorithmen MP3, sowie WMA bekommen.

Die annehmbare Senkung der Qualitдt des Audiosignals gewдhrleistend, verringern die angegebenen Algorithmen der Kompression die Umfдnge der Dateien wesentlich. So verringert zum Beispiel, die Kompression MP3 bis zum Wert des DatenfluЯes in 128 Kbit/mit (den am meisten verbreitete Niveau der Kompression fьr die musikalischen Informationen) den Umfang der Audiodatei in 10 Male. Und die Nutzung des Stroms in 256 Kbit/mit gewдhrleistet die Abkьrzung der DateigrцЯe ungefдhr fьnfmal. Dabei ist vцllig ausreichend es der Qualitдt, die 128 Kbit/mit MP3 gewдhrleistet wird , wie wohl die Mehrheit der Benutzer halten, unter Anwendung von den winzigen Kopftelefonen.

Das Umwandeln des Ausgangs-digitalen Signals, zu dessen Quelle zum Beispiel audio-CD dient, verwirklicht sich oder mit Hilfe des Tischpersonalrechners, oder des Notebooks mit nachfolgend "zakachivaniem" der umgewandelten Datei mittels werdend standardmдЯig der AnschlьЯe USB in den digitalen Audiowalkman. Also, gewдhren und, natьrlich, die Mehrheit der modernen Modelle die Mцglichkeit des Umwandelns des Analogsignals, das vom linearen Eingang oder des Mikrofone handelt, den Mitteln des Audiowalkmans. Dazu wird eingebaut ATSP verwendet, und das Umwandeln verwirklicht sich nach den Algorithmen MP3 vom Audioprozessor des Walkmans.

Das bearbeitete Signal wird ins nicht flьchtige Gedдchtnis gespeichert, woher er sich wдhrend der Wiedergabe der Audioinformationen dem Rьckumwandeln aus dem zusammengepressten Zustand in den gewцhnlichen nicht zusammengepressten Zahlencode unterzieht. Diese Operation verwirklicht auch der Audioprozessor.

Also, erfьllt und aus dem nicht zusammengepressten Zahlencode zurьck ins Analogsignal das Umwandeln das entsprechende Element — der Digital-Analogumwandler — TSAP, eingebaut auch in die elektronische "Fьllung" des Audiowalkmans.

Die weitere Verstдrkung des Analogsignals osushchestvljut die speziellen elektrischen Schaltungen. Sie kцnnen oder in der Integralart aufgrund der integrierten Schaltkreise erfьllt sein, oder mit Hilfe der diskreten Elemente aufgrund der Transistoren, ist feld-gewцhnlich.

Was als das eingebaute nicht flьchtige Gedдchtnis betrifft, so entwickelt sich unter Berьcksichtigung der schnellen GrцЯe der Kapazitдt und der Senkung des Preises der entsprechenden integrierten Schaltkreise des sogenannten Festkцrpergedдchtnisses die Richtung des digitalen Audiowalkmans, die aufgrund des flesh-Gedдchtnisses erstellt sind schnell.

Wirklich nimmt zum Beispiel die Zahl der Modelle, die aufgrund seiner als das Gedдchtnis erstellt sind, stдndig zu. Zum Wort, zu sagen, darьber zeugen die zahlreichen Pressenotizen der Gesellschaft Creative — einen der Fьhrer der Audiolцsungen. Zur Zeit sind auf dem Firmenstandort 9 Modelle vorgestellt. Mit der Berьcksichtigung der Pressenotizen solcher Modelle ist mehr es wesentlich.

Als das Beispiel des kompakten, raumsparenden digitalen Audiowalkmans charakterisiert mit dem kleinen Gewicht und der groЯen Funktionalitдt, kann man das Modell Creative Rhomba NX bringen.

Der digitale audio-Walkman Creative Rhomba NX ist eine kompakte Audioeinrichtung, die sich das ergonomische Design unterscheidet. Er wird in der Hand bequem unterbracht eben kommt mit der Hilfe der winzigen Tasten und des eingebauten Grafikdisplays zurecht. Ist mit den Funktionen der Arbeit mit FM den Rundfunk versorgt. Gewдhrleistet die Wiedergabe und die Aufnahme. Dieser Walkman verfьgt ьber das Gedдchtnis 256 Mbytes und unterstьtzt das Interface USB 2.0, was zulдsst die musikalischen Dateien vom PC mit der Geschwindigkeit ungefдhr das Lied in die Sekunde zu laden. Er ist fдhig, bis zu 60 Liedern im Format MP3 oder 120 Lieder im Format WMA im Gedдchtnis zu behalten (bei der mittleren Dauer des Liedes 4 Minuten - 64 kbit/peitschte WMA, 128 kbit/peitschte MP3). Der Walkman ernдhrt sich von zwei standardmдЯigen Batterien AAA, deren fьr 14 Stunden der fortlaufenden Wiedergabe packt. Bezьglich groЯ ZHK gewдhrleistet der Bildschirm mit der blauen Hervorhebung anschaulich und den schnellen Zugriff zu allen Funktionen. Der Walkman Creative Rhomba NX lдsst zu, die Aufnahme mit dem gleichzeitigen Umwandeln in MP3 eines beliebigen linearen eingehenden Signals, sowie mit FM den Rundfunk und des Mikrofons zu verwirklichen.

Den Liefersatz des Audiowalkmans CreativeRhomba NX

Den Walkman Creative Rhomba NX

stereo die Kopfhцrer

Die kurze Instruktion ьber die Installation und die Ausbeutung auf einigen Sprachen, der Russe aufnehmend

Das Kabel USB

Das Kabel stereo-stereo 3.5 mm minidzhek

2 Batterien AAA

SHejnyj den Riemen

DAS CD-ROM c DIE SYSTEMUNTERLAGE

Den Foto 1. Den Satz des digitalen Audiowalkmans Creative Rhomba NX

Die Hauptparameter des Audiowalkmans Creative Rhomba NX

Die Charakteristiken			Die Werte
Das eingebaute Gedдchtnis		Den Typ	Das flesh-Gedдchtnis
		Den Umfang	128/256/512
Die Formate der Wiedergabe			MP3 (Bis zu 320 Kbit/mit) / WMA (bis zu 256 Kbit/mit)
Die Formate der Aufnahme		Die Stimmen	MP3, mono, 16 Bit, 128 Kbit/mit
		FM den Rundfunk	MP3, stereo
		Des linearen Eingangs (12 Klumpen, 1)	MP3, stereo, 128 Kbit/mit, 44.1 kgts
Das Interface			USB 2.0 (die Vereinbarkeit mit USB 1.1)
Das Verhдltnis das Signal/Lдrm			Bis zu 90 db
Den Koeffizienten der nichtlinearen Verfдlschungen			<0.1 %
Die Abgabemacht			8 (L) + 8 (R) mW
FM den Tuner			Mehrregional (nach Wahl des Benutzers)
Den Umfang FM den Rundfunk			76 MHz ~ 108.0 MHz (hдngt vom ausgewдhlten Umfang ab)
Den Stecker fьr die Kopfhцrer			3.5 mm, stereo, minidzhek
Die Umfдnge (die Breite h die Hцhe h die Tiefe)			82.1 x 44.5 x 23.2 mm
Das Gewicht	Ohne Batterien		40 g
	Mit den Batterien		64 g
Energopitanie	Den Typ der Batterien		AAA
	Die Zahl der Batterien		2 sht
Die Arbeitszeit vom Satz der Batterien			Bis 14 Stunden

Den Foto 3. Das Aussehen des digitalen Audiowalkmans CreativeRhomba NX

Die minimalen Systemforderungen

Intel Pentium II 233МГц oder AMD K6 266МГц

128 Mбайт des Arbeitsspeichers

Den AnschluЯ USB

Microsoft Windows 98SE/ME/2000/XP

Eine Grundlage des Audiowalkmans des Audiowalkmans Creative Rhomba NX ist der integrierte Schaltkreis des Audioprozessors Philips SAA7750EL. Das Fragment der Printplatte des Walkmans mit diesem Prozessor ist auf der Abb. 3 gebracht. Hier ist der Kontroller USB 2.0 Firmen Phison  — PS2002 auch vorgestellt , die Stecker ZHK des Bildschirmes, des linearen Eingangs, der Kopftelefone, die multifunktionalen Tasten der Verwaltung (in der geordneten Art), den Umschalter der Sperrung (hold) der Tasten der Verwaltung, die Federkontakte der Batterien, andere aktiv sind die elektronischen Elemente eben passiv.

Die Abb. 4. Das Fragment der Printplatte des Audiowalkmans CreativeRhomba NX

Zum Bestand des Prozessors Philips SAA7750EL gehцrt der Kern des Prozessors der Bearbeitung der Audioinformationen (der Kern DSP) und 32 Bit den Kern ARM RISC. Hier muss man bemerken, dass der erwдhnte Kern ARM RISC nah ist, wie auch alle Varianten ARM RISC, den Prozessoren der bekannten Familie Intel XScale, die in modern KPK breit verwendet werden und unterstьtzen das System der Befehle der Firma ARM. Dieses System wurde ein Standard des Zweiges, der das hohe Niveau der Vereinbarkeit des breiten Spektrums der Einrichtungen gewдhrleistet, sowie der System- und angewandten Systemunterlage tatsдchlich.

Das Vorhandensein der angegebenen Besonderheiten zeugt von der architektonischen Vollkommenheit des im Walkman verwendeten Prozessors und seiner Funktionalitдt, einschlieЯlich die Rechenmacht. Es bleibt ьbrig, zu ergдnzen, dass in den Bestand des Prozessors Philips SAA7750EL auch obenerwдhnt ATSP und TSAP eingehen. Die Integration dieser Komponenten in den Bestand des Kristalls des Prozessors lдsst zu, die Zahl der integrierten Schaltkreise zu verringern.

Das Interface USB 2.0 gewдhrleistet der integrierte Schaltkreis Phison PS2002. Die notwendigen Informationen werden auf eingebaut in die Konstruktion des Walkmans ZHK den Bildschirm dargestellt. Die Verwaltung verwirklicht sich mit Hilfe der Sensortasten und der Umschaltern. Der Tuner FM den Rundfunk ist mit Hilfe des integrierten Schaltkreises Philips TEA5767, die auf der speziellen Karte gelegen sind, auf diesen integrierten Schaltkreis gerechnet ist mit den umgebenden Elementen der Unterstьtzung realisiert. Die Umfдnge dieser Karte ьbertritt die Umfдnge des integrierten Schaltkreises unbedeutend. Diese Karte ist zur Hauptprintplatte einfach angelцtet.

Auf der Abb. 4 ist die vereinfachte Architektur des Audiowalkmans Creative Rhomba NX gebracht. Auf ihr sind die informativen Strцme, die die Wechselwirkung der die gegebene Einrichtung bildenden Komponenten demonstrieren vorgestellt. Hier kann man die Hauptelemente der Architektur des Audiowalkmans Creative Rhomba NX sehen.

Die Abb. 4. Die vereinfachte Architektur des Audiowalkmans CreativeRhomba NX

Es bleibt ьbrig, dass die gebrachte Architektur, die die Arbeit des Audiowalkmans Creative Rhomba NX illustriert zu bemerken, man kann als die typische Lцsung betrachten.

Zum Schluss ist nцtig es zu bemerken, dass auch andere bekannte Gesellschaften nicht im Begriff sind, in der Seite zu bleiben. Wьnschend, den Anteil des Marktes audiousrojstv abzuringen, sie geben die groЯe Zahl der Modelle aus. Daraufhin hat auf dem gegebenen Segment des Marktes der harte Konkurrenzkampf gewendet, deren Ergebnis die schnelle Vervollkommnung dieser Klasse der Erzeugnisse bei der allgemeinen Senkung ihres Preises sind. Das alles erhцht die Popularitдt des Audiowalkmans und trдgt zur VergrцЯerung der Zahl der Benutzer bei.

Was die Mцglichkeiten und die Architektur der Erzeugnisse anderer Produzenten betrifft, so ist es das Thema schon anderer Artikel.

Der Audiowalkman CreativeRhomba NX ist von der Gesellschaft EASTSIDE Consulting gewдhrt