Продолжая линейку своих мультимедийных плееров, компания Apacer выпустила очередную модель многофункционального устройства с возможностью воспроизведения не только аудио, но и видео на встроенном миниатюрном ЖК-экране
Евгений Рудометов
Рассматривая эволюцию полупроводниковых технологий, необходимо отметить, что процессы миниатюризации затронули не только большие и маленькие компьютеры. Данный процесс охватил и бытовые электронные устройства, к числу которых относятся видео и аудиоаппаратура. Стационарные системы становятся все компактнее, а мобильные не только уменьшаются в размерах, но и обретают новые функциональные возможности.
Аналоговые устройства постепенно уходят в прошлое. Их место постепенно занимают миниатюрные цифровые устройства, способные автономно обрабатывать аудио и видеоинформацию. Эти компактные, легкие цифровые устройства в настоящее время представлены в десятках, а может быть даже и в сотнях моделей. Их выпуск исчисляется уже в миллионах штук и продолжает быстро увеличиваться с приростом для некоторых моделей в десятки процентов в год. Высокий темп сохраняется уже в течение нескольких лет.
Следует отметить, что не в последнюю очередь стремительному росту популярности этих устройств способствовали выпуск новых электронных элементов и совершенствование архитектуры устройств, а также улучшение интерфейсов и алгоритмов кодирования, поддержанных системным и прикладным программным обеспечением. К слову сказать, несмотря на сопротивление фирм, занимающихся тиражированием и реализаций звуковых записей, разнообразные алгоритмы сжатия аудиоконтента нашли самое широкое распространение. Более того, MP3 и WMA стали, по сути, отраслевыми стандартами и нашли свое воплощение в многочисленных цифровых устройствах.
Данные устройства, как правило, не только поддерживают несколько форматов, но и нередко обладают функциями записи от микрофона, то есть являются диктофонами. Кроме того, некоторые из них обеспечивают запись и кодирование аудиоинформации через линейный аналоговый вход. В дополнение к этому многие из данных устройств снабжены встроенным FM радиоприемником. И, конечно, все плееры имеют цифровой вход, предназначенный для «закачки» аудиоконтента в цифровой форме с персонального компьютера или ноутбука. В последнее время для этой цели используют порты USB 2.0, обеспечивающие скорость передачи данных до 480 Мбит/с.
Немного теории
Все возможности цифровых плееров поддерживаются соответствующей электронной начинкой. Замена в портативных аудиосистемах аналоговых носителей информации, ранее представленных в основном магнитными лентами, внесла соответствующие коррективы в используемые компоненты и архитектуру.
Необходимо отметить, что основой архитектуры цифровых плееров является ограниченное количество микросхем. Эти микросхемы формируют необходимую инфраструктуру вокруг центрального чипа. Его роль в современных мобильных изделиях выполняет специализированный процессор, в состав которого как компонента входит DSP (DSP – digital signal processor – цифровой сигнальный процессор), выполняющий очень быструю обработку цифровых сигналов на аппаратном уровне.
Основные элементы плееров
Описывая электронные компоненты современных мультимедийный устройств, необходимо еще раз подчеркнуть, что среди основных элементов цифровых плееров центральное место занимает специализированный процессор. С помощью DSP он обеспечивает обработку информации, включая сжатие и раскодирование данных, а также управление остальными компонентами плеера.
Упрощенная схема архитектуры типичного цифрового аудиоплеера приведена на Рис. 1.
Рис. 1. Схема цифрового аудиоплеера
В состав всех плееров входит энергонезависимая память, служащая для работы и длительного, практически неограниченного времени хранения информации даже после электрического обесточивания электронной схемы плеера. Именно в этом и заключается энергонезависимость. В качестве такой памяти в настоящее время в архитектуре большинства аудиоустройств используются накопители на жестких магнитных дисках (HDD) и микросхемы флэш-памяти.
Первые из них характеризуются высокой емкостью и низкой стоимостью хранения информации. Однако это достигается за счет повышенного расхода энергии, а также сравнительно большего объема и веса плееров.
Вторые же обеспечивают большую компактность систем при их сравнительно высокой энергоэкономичности. Благодаря успехам полупроводниковых технологий цена хранения информации во флэш-памяти постоянно снижается. Все это обеспечивает рост сферы применеия этого типа памяти, особенно в компактных медиаустройствах.
Рассматривая приведенную структуру, необходимо отметить, что кроме процессора и памяти необходимы элементы, обеспечивающие их работу и облегчающие эксплуатацию плеера.
Вообще говоря, существует большое количество схемотехнических решений. Тем не менее, основные принципы остаются неизменными. И заключаются они, прежде всего, в преобразовании аналоговых сигналов, несущих информацию о звуке, в цифровой код и обратно.
Преобразование в цифры
Преобразовании аналоговых сигналов в цифровой код осуществляет специальный компонент, называемый аналого-цифровым преобразователем — АЦП.
Принцип его работы заключается в измерении уровней напряжения входного сигнала через равные промежутки времени. Данные компоненты работают со сравнительно большой частотой. Эта частота должна соответствовать (минимум) удвоенной частоте верхней составляющей частотного спектра аудиосигнала. Это означает, что, если верхняя частота звукового диапазона плеера составляет 20 кГц, то частота, с которой осуществляется измерение, должна быть минимум 40 кГц.
К слову сказать, необходимость удвоения частоты измерения (оцифровки) входных аналоговых данных следует из теоремы Котельникова — ученого, являющегося нашим соотечественником. Ему принадлежит большое количество работ, связанных с анализом и преобразованием сигналов.