Компания Apacer выпустила модель цифрового плеера с возможностью воспроизведения не только аудиоконтента через наушники, но и разнообразной видеоинформации на встроенном ЖК-дисплее
Евгений Рудометов
Замена в портативных аудиосистемах аналоговых носителей информации, ранее представленных в основном магнитными лентами, на цифровые внесла соответствующие коррективы в используемые компоненты и архитектуру. Повышению популярности этих устройств среди производителей и пользователей способствовали выпуск новых электронных элементов, совершенствование архитектуры устройств, улучшение компьютерных интерфейсов и алгоритмов кодирования.
Аудио и видеоплееры
Все возможности цифровых плееров поддерживаются соответствующей электронной начинкой. Несмотря на обилие используемых активных и пассивных радиоэлементов, основой архитектуры является ограниченное количество микросхем. Среди них центральное место занимает специализированный процессор, поддержанный соответствующими компонентами окружения, включая энергонезависимую память.
В качестве энергонезависимой памяти применяются в основном жесткие диски (HDD) или флэш-память (Flash).
HDD характеризуются высокой емкостью и низкой стоимостью хранения информации, но не могут использоваться в миниатюрных изделиях.
Флэш-память обеспечивает большую компактность систем при их сравнительно высокой энергоэкономичности. Однако она пока проигрывают в емкости и стоимости хранения больших объемов информации.
Несмотря на обилие схемотехнических решений цифровых плееров, основные принципы остаются неизменными уже много лет. Заключаются они, прежде всего, в преобразовании аналоговых сигналов, несущих информацию о звуке, в цифровой код. В дальнейшем уже цифровой сигнал хранится в энергонезависимой памяти компьютера — ПК или ноутбука, или же в в энергонезависимой памяти цифрового плеера. Для воспроизведения звука, закодированного в цифровую форму, требуется выполнить обратное преобразование.
Операцию преобразования аналоговых сигналов в цифровое представление осуществляет аналого-цифровой преобразователь — АЦП. Принцип его работы заключается в измерении уровней напряжения входного сигнала через равные промежутки времени. Измеренные значения АЦП преобразует в многоразрядный двоичный, цифровой код. От числа используемых разрядов зависит диапазон двоичного представления полезного сигнала. Например, при использовании 16 разрядов диапазон простирается до 94 дБ.
Для уменьшения объемов сгенерированных файлов и экономии места в энергонезависимой памяти применяют кодирование с использованием различных алгоритмов сжатия, таких как MP3 и WMA. Обеспечивая приемлемое снижение качества аудиосигнала, указанные алгоритмы существенно уменьшают размеры файлов. Так, например, сжатие MP3 до значения потока данных в 128 Кбит/с сокращает размер аудиофайла в 10 раз, при 256 Кбит/с — в 4-5 раз. Подготовка же файлов для плеера обычно осуществляется с помощью настольного компьютера или ноутбука с последующией передачей этих файлов в цифровой аудиоплеер посредством интерфейса USB.
Оценивая возможности современных плееров, необходимо отметить, что многие современные модели плееров предоставляют возможность преобразования аналогового сигнала, поступающего с линейного входа или микрофона, средствами самого аудиоплеера. Для этого используется встроенный АЦП, а общее управление, включая преобразование по алгоритмам сжатия, осуществляется специальным процессором, входящим в состав компонентов устройства.
Остается добавить, что обработанный сигнал записывается в энергонезависимую память, откуда во время воспроизведения аудиоинформации он подвергается обратному преобразованию из сжатого состояния в обычный несжатый цифровой код. Эта операция обычно осуществляется средствами встроенного процессора (сигнального процессора).
Дальнейшее преобразование в аналоговый сигнал выполняет цифро-аналоговый преобразователь — ЦАП, встроенный в состав электроники плеера. И после усиления аналоговый сигнал подается на наушники или встроенный динамик (Рис. 1).
Упрощенная схема архитектуры типичного цифрового аудиоплеера приведена на Рис. 1.
Рис. 1. Упрощенная схема работы цифровых аудиоплееров
Что же касается видеофункций, то их реализация до недавнего времени тормозилась возможностями компонентов. Однако с появлением высокопроизводительных процессоров, способных обрабатывать в реальном времени не только аудио, но и видеосигналы, данную проблему удалось успешно решить.
Здесь следует отметить, что приведенная на Рис. 1 структура плеера и в случае видео остается, по сути, той же. Действительно, все указанные принципы преобразования и описанные компоненты сохраняются. Только теперь от них требуется существенно большая производительность, а для памяти — и существенно больший объем. Конечно, процессорам в видеоустройствах приходится обрабатывать сразу два потока информации: аудио и видео.
Структурная схема цифрового плеера с функцией видео приведена на Рис. 2.
Рис. 2. Структурная схема цифрового плеера с видео
В дополнение к этому для отображения видеоинформации требуется более сложный и дорогой дисплей. А еще увеличивается нагрузка на систему энергопитания, что требует увеличения емкости батареи. Но в конце концов все проблемы удалось решить, и на рынке появились соответствующие многофункциональные устройства с функциями и аудио, и видео.
Остается отметить, что в все описанные компоненты реализуются сравнительно небольшим числом микросхем, которые в плеерах располагаются на миниатюрной плате из многослойного стеклотекстолита. Именно так создаются современные аудио/видео плееры.
В качестве примеров компактных, малогабаритных, цифровых плееров, способных работать с аудио и видеоконтентом, можно привести модели Apacer Audio Steno AU822 и AU840. С учетом накопленного опыта была выпущена модель более совершенная модель — Apacer Audio Steno AU860.