Микросхема BP1048B2 (MVSilicon). Цоколёвка, схема и даташит.

Микросхема с маркировкой MVsilicon BP1048B2 – это аудиопроцессор с поддержкой радиоинтерфейса Bluetooth (Bluetooth Audio Processor).

В детальном рассмотрении BP1048B2 – это cпециализированная система на кристалле (SoC) со встроенным цифровым сигнальным процессором (DSP) для обработки аудио и звука.

Особенностью микросхемы является поддержка радиоинтерфейса Bluetooth, а также возможность настройки её сигнального процессора (DSP) через компьютер посредством специальной программы.

Внутреннее устройство, функционал, блок-схема самого процессора и его DSP подробно описаны в материале «Аудиопроцессор BP1048B2 с Bluetooth. Тех. описание».

Здесь же будет рассказано о более прикладных вещах, которые помогут в ремонте и модификации устройств, собранных на базе микросхемы BP1048B2.

Список тем:

• Что умеет аудиопроцессор? Краткая справка;

• Основные характеристики аудиопроцессора BP1048B2;

• Цоколёвка и назначение выводов процессора;

• Типовая схема включения процессора BP1048B2 (пример).

Исходные файлы технической документации:

• Datasheet: «MVSilicon BP1048B2».

Что умеет аудиопроцессор? Краткая справка.

Процессор имеет 32-битное RISC-ядро, встроенную оперативную (SRAM) и постоянную память (FLASH). Поддерживает интерфейсы: UART, USB 2.0 (OTG), I²S, I²C, IR, S/PDIF с поддержкой аудио HDMI и ARC.

Дополнительные выводы GPIO могут быть задействованы для расширения функционала устройства или прибора.

Имеется четыре аналого-цифровых преобразователя (АЦП, ADC). Два отведены для микрофонных входов и два для линейных.

Высокоточные АЦП поддерживают частоту дискретизации 8 кГц/11,025 кГц/12 кГц/16 кГц/22,05 кГц/24 кГц/32 кГц/44,1 кГц.

Также есть три цифро-аналоговых преобразователя (ЦАП, DAC) (правый R/левый L канал + третий настраиваемый канал X).

Поддерживаемые аудиокодеки: MP2/MP3, IMA-ADPCM.

Поддержка декодирования: MP2, MP3, WMA, APE, AAC, FLAC, MP4, M4A, WAV (IMA-ADPCM & PCM), AIF и AIFC.

Встроенный модуль двухрежимного радиоинтерфейса Bluetooth (Dual mode) версии 5.0 совместим с версией V4.2 и V2.1+EDR.

Цифровой сигнальный процессор (DSP), а также входные предусилители, АЦП, ЦАП и интерфейсы можно настроить с помощью специальной рабочей среды – программы ACPWorkbench.

Для этого нужно подключить микросхему BP1048B2 к компьютеру посредством интерфейса USB (HID) или UART (serial). После успешного подключения программа ACPWorkbench сама определит версию микросхемы и загрузит текущую конфигурацию. Сделать это можно только в том случае, если прошивка процессора не защищена паролем.

В продаже имеются аудиомодули Arvin DSP Bluetooth 5.0, Nvarcher Bluetooth 5.0 DSP на базе микросхемы BP1048B2, которые имеют для своей работы минимально необходимую обвязку, но зато открытый доступ к настройке цифрового сигнального процессора (DSP).

Микросхема BP1048B2 является универсальным аудиопроцессором, которая применяется в том числе и для создания Bluetooth-колонок. Но это не единственное её применение.

Основные характеристики аудиопроцессора BP1048B2.

Таблица №1. Основные электрические характеристики аудиопроцессора BP1048B2.

Для питания аудиопроцессора требуется напряжение 3,3...5V. Все остальные напряжения, необходимые для его работы, формируют встроенные LDO-стабилизаторы (5V → 3,3V; 3,3V → 1,2V для питания ядра и некоторых узлов радиочастотной части).

Процессор имеет узлы сброса питания при включении POR (Power On Reset), а также детектор низкого напряжения LVD (Low Voltage Detector).

В режиме низкого энергопотребления имеется четыре опции:

• Понижение тактовой частоты CPU;

• Понижение системной тактовой частоты;

• Режим «сна»;

• «Глубокий сон».

Цоколёвка и назначение выводов процессора.

Процессор BP1048B2 выполнен в корпусе LQFP48 для поверхностного SMT-монтажа.

Таблица №2. Обозначение выводов процессора BP1048B2 и их функциональное назначение.

Расшифровка сокращённых обозначений в столбце «Тип»:

• I – цифровой вход;

• O – цифровой выход;

• AI – аналоговый вход;

• AO – аналоговый выход;

• I/O – цифровой вход или выход;

• PWR – цепи источников питания;

• GND – заземление, общий провод.

В четвёртом столбце таблицы №2 указаны сигналы соответствующих интерфейсов и внутренних узлов процессора, которые могут быть задействованы на данном выводе. Они имеют сокращённое обозначение.

Так, сигналы SD_DAT, SD_CLK, SD_CMD – это сигналы интерфейса SDIO (например, для подключения TF/microSD карты памяти).

USB_DM, USB_DP – линии данных интерфейса USB.

UART1_RXD, UART1_TXD – сигналы интерфейса UART, где TXD – передача данных, RXD – приём.

I2C_SDA, I2C_SCL – сигналы последовательной шины I²C.

SPDIF_AI_0, SPDIF_AI_1, SPDIF_AI_2, SPDIF_AI_3, SPDIF_DI, SPDIF_DO – сигналы интерфейса S/PDIF.

IR – сигнал инфракрасного интерфейса.

I2S1_DO, I2S1_DI, I2S1_LRCLK, I2S1_BCLK, I2S1_MCLK_IN, I2S1_MCLK_OUT – сигналы цифровой звуковой шины I²S.

Типовая схема включения аудиопроцессора BP1048B2.

Микросхема BP1048B2 разрабатывалась как универсальный аудиопроцессор для применения в различной аудиоаппаратуре с поддержкой радиоинтерфейса Bluetooth.

Поскольку процессор можно конфигурировать под определённые приложения (конкретные устройства), то реальная схема может отличаться от предложенной, но основные узлы будут выполнены по стандартной схеме. Например, подключение антенны радиомодуля Bluetooth, шины USB или I²S, ИК-приёмника будут выполнены похожим образом, поскольку в процессоре под них выделены определённые выводы. Всё это указано в таблице №2.

Исключение составляют выводы GPIO, которые можно запрограммировать под выполнение конкретных задач. Они служат для расширения функционала устройства. Естественно, для этого нужно написать программу в специальной среде программирования и залить прошивку в чип.

Мы же рассмотрим простую принципиальную схему – вариант применения процессора BP1048B2 в составе портативной Bluetooth-колонки с автономным питанием.

Данная схема поможет при ремонте, модификации устройств и повторном использовании процессора BP1048B2 в самодельных устройствах с Bluetooth.

Знание цоколёвки и наличие типовой схемы облегчит проверку работоспособности аудиопроцессора. Например, одним из методов проверки является замер типовых напряжений питания.

Для микросхемы BP1048B2 типовые напряжения на выводах 2 (LDOIN, +3,3...5V), 3 (LDO12O, +1,2V – питание ядра), 10 (LDO33DO / RF3V3_IF, +3,3V), 13 (RF3V3_TR, +3,3V), 14 (RFVDD12, +1,2V), 1 (AVDD33, +3,3V).

Процессор и его обвязка. Основная часть.

Типовая принципиальная схема обвязки аудиопроцессора BP1048B2 представлена далее.

Типовая схема включения микросхемы BP1048B2.

Для своей работы аудиопроцессор требует минимум обвязки, так называемого списка материалов (BOM, Bill of Materials).

Для тактирования процессора необходим внешний кварцевый резонатор Y1 на частоту 24 мегагерца.

Процессор BP1048B2 имеет встроенные стабилизаторы напряжения (LDO) – источники постоянного тока с выходным напряжением 3,3V, а также 1,2V.

C внутреннего LDO-стабилизатора напряжение 3,3V поступает на 10 вывод аудиопроцессора. Полученное напряжение 3,3V (D3.3) используется для питания цифровых узлов или цепей управления и индикации.

Напряжение D3.3 используется для питания как внутренних узлов процессора, так и внешних устройств.

Проходя через SMD-дроссель подавления электромагнитных помех FB3 (FB@600R) напряжение 3,3V (D3.3) поcтупает на 13 вывод аудиопроцессора – вход питания трансивера RF3.3V_TR (приёмопередающей части блока Bluetooth).

Также напряжение 3,3V (D3.3) используется для питания TF/microSD карты памяти, а также инфракрасного приёмника и индикаторного светодиода BT_LED (D1).

Напряжение с вывода 1 (AVDD3.3) служит для питания аналоговых узлов схемы напряжением 3,3V. К таким относится, например, микрофон.

Подключение кнопок управления.

Поскольку 5 вывод POWERKEY (ADC_KEY1) оснащён встроенным АЦП, то к нему можно подключить несколько управляющих кнопок. По уровню напряжения на входе АЦП определяется, какая из кнопок была нажата. В соответствии с этим определяется функция, выбранная пользователем.

На схеме показано подключение четырёх кнопок. Кнопкой SW1 осуществляется включение/выключение устройства. Кнопками SW2 и SW4 регулируется уровень громкости (VOL-, VOL+) или производится переключение трека (PREV, NEXT).

Нажатие кнопки SW3 запускает воспроизведение (PLAY) и приостанавливает его при повторном нажатии (PAUSE). Также кнопка SW3 включает функцию TWS (True Wireless Stereo) для сопряжения Bluetooth-аудиоустройств для работы в паре.

Схема питания на литиевой батарее.

Схема питания на литиевой батарее выполнена на известной многим микросхеме TP4056, которая является контроллером заряда литиевого аккумулятора по алгоритму CC/CV.

Данная микросхема осуществляет зарядку литиевого аккумулятора током, уровень которого задаётся резистором R5, подключенным между 2 выводом PROG и общим проводом GND.

Далее с 5 вывода (BAT) микросхемы TP4056 напряжение подаётся на контроллер заряда/разряда литиевого аккумулятора, микросхему PT8202. Данная микросхема является защитной и аналогична по своему функционалу таким микросхемам, как DW01-P.

Особенностью микросхемы PT8202 является то, что она уже имеет встроенные MOSFET-транзисторы, коммутирующие зарядный и разрядный ток литиевой ячейки.

Напряжение питания +5V подаётся от внешнего источника (адаптера питания), который подключается к разъёму microUSB (USB 2.0 Micro-B). Таким образом, портативную Bluetooth-колонку можно зарядить от любого USB-адаптера питания с выходным напряжением 5V.

Напряжение питания от литиевого аккумулятора поступает на 2 вывод (LDOIN) аудиопроцессора BP1048B2. Минусовая клемма от аккумулятора подсоединяется к 4 выводу (DVSS) процессора.

Подключение USB-устройств.

Процессор допускает подключение USB-устройств, поддерживающих стандарт USB 2.0 (OTG).

В портативных Bluetooth-колонках интерфейс универсальной последовательной шины используется в основном для чтения аудиофайлов с внешней USB-флешки.

Далее на изображении показана схема подключения USB-разъёма к процессору BP1048B2.

Так как USB Flash память (флешки), как правило, имеют разъём USB Type A (Male), то в качестве ответного разъёма используется угловой или прямой разъём USB Type A (Female), смонтированный на плате устройства.

У разъёма имеется четыре контакта. Два из них используются для подачи питания на подключаемое устройство (1 – «+5V», 4 – «GND»).

По двум оставшимся контактам 2 (DM, D-) и 3 (DP, D+) передаются данные, которые в таблице №2 обозначены как USB_DP и USB_DM. Контакты от USB-разъёма подключаются напрямую к процессору к выводам 26 (DM) и 27 (DP).

Поскольку внешнее устройство, в данном случае USB Flash-память, требует подачи питающего напряжения +5V, то в главном устройстве (блютуз-колонке) должен быть источник постоянного тока с напряжением +5V и выходным током, достаточным для штатной работы USB Flash-памяти.

В рассматриваемой схеме данного источника питания нет, так как всё устройство работает от одного литиевого аккумулятора, максимальное напряжение которого составляет 4,2V.

Схема подключения USB-разъёма приведена в ознакомительных целях, так как такое подключение возможно, и аудиопроцессор BP1048B2 имеет все необходимые интерфейсы для работы с периферийными USB-устройствами вроде USB Flash-карт памяти.

Так, в портативной аудиосистеме SVEN PS-650, которая собрана на чипе BP1048B2, схема питания выполнена следующим образом.

Напряжение питания 5,6...8,4V поступает от составной литиевой батареи, собранной по схеме 2S2P, а затем понижается интегральным стабилизатором HT7350-A до уровня 5V, которое используется для питания аудиопроцессора BP1048B2, а также подаётся на контакты питания USB-разъёма.

Также посредством USB-порта аудиопроцессор BP1048B2 подключается к компьютеру. В таком случае он является ведомым. Если программное обеспечение аудиопроцессора не защищено паролем, то в таком случае возможна настройка цифрового сигнального процессора (DSP), который встроен в аудиопроцессор, при помощи специальной программы ACPWorkbench.

Подключение слота SD/TF card.

Интерфейс SDIO используется в основном для чтения аудиофайлов с внешней TF/microSD карты памяти.

На следующей схеме показано подключение слота карт памяти к аудиопроцессору BP1048B2.

Как уже говорилось, для питания карты памяти используется напряжение 3,3V (D3.3) от внутреннего LDO-стабилизатора микросхемы BP1048B2.

Линии SD_DATA, SD_CLK и SD_CMD необходимы для работы с TF/microSD картой памяти и подключаются напрямую к выводам процессора 23 (SD_DATA), 24 (SD_CLK) и 25 (SD_CMD).

Подключение микрофона.

Выход микрофона M1 через разделительный конденсатор C29 подключается к 43 выводу аудиопроцессора – микрофонному входу MIC1_IN (LINEIN3R/MIC1).

Поскольку микрофон требует подачи питающего напряжения, то оно берётся с 1 вывода процессора (AVDD3.3) от внутреннего стабилизатора на 3,3V, предназначенного для питания внешних аналоговых узлов схемы.

Подключение разъёма AUX IN.

Аудиопроцессор имеет встроенные предварительные усилители и АЦП, что позволяет подавать на него стереофонический аудиосигнал с внешнего устройства для его последующей обработки цифровым сигнальным процессором (DSP).

Для подключения внешнего источника сигнала используется разъём 3,5 мм. mini-jack (PJ-320D). Это и есть входной разъём «AUX IN».

Поступающий с разъёма аудиосигнал правого (R) и левого (L) каналов подаются на делители напряжения из резисторов R2, R4 (правый канал) и R9, R8 (левый канал), а затем через разделительные конденсаторы C4, C5 на линейные входы аудиопроцессора – выводы 40 (LINEIN5_R) и 41 (LINEIN5_L).

Подключение ИК-приёмника.

Процессор поддерживает ИК-интерфейс. Вывод 37 (IR) может быть использован для подключения внешнего ИК-приёмника. Это позволяет реализовать управление прибором или устройством с пульта дистанционного управления (ДУ). Аудиопроцессором поддерживаются стандарты NEC и SONY (протоколы ИК-пультов).

Схема подключения ИК-приёмника показана на следующем изображении.

Сигнальный выход IR (1) инфракрасного приёмника подключается к 37 выводу аудиопроцессора BP1048B2 напрямую. Для питания ИК-приёмника используется напряжение 3,3V (D3.3), которое поступает с внутреннего LDO-стабилизатора микросхемы BP1048B2.

Подключение усилителя мощности звуковой частоты.

Схема подключения усилителя звуковой частоты к аудиовыходам процессора BP1048B2 показана на следующем изображении.

В качестве усилителей задействованы две микросхемы CS8139S, которые представляют собой монофонические усилители звуковой частоты класса D.

На самом деле, исходя из сведений даташита на данную микросхему, она способна работать и в классе AB. Для этого на 3 вывод микросхемы нужно подать низкий уровень напряжения.

Здесь же микросхемы работают в классе D, так как на 3 вывод подан высокий уровень напряжения, который формируется из напряжения D3.3 от внутреннего стабилизатора процессора BP1048B2 цепью на резисторе R10. С него управляющий сигнал AB_D поступает на 3 вывод обеих микросхем CS8139S.

Аудиосигналы правого (DAC_R) и левого (DAC_L) каналов поступают с аудиовыходов процессора BP1048B2 – выводов 46 и 47. Далее они поступают на цепь из разделительных конденсаторов и ограничительных резисторов (C11, R11, C12 и C14, R12, C15), а затем на входы микросхем CS8139 – 4 вывод IN.

Сигнал на приглушение звука «MUTE» поступает с аудиопроцессора – 8 вывода микросхемы BP1048B2.

Микросхемы CS8139 получают питание от литиевой батареи по выводу BAT+, которое подаётся на 6 вывод (VDD) микросхем.

Выходная мощность одной микросхемы CS8139S составляет 1,4...2,6W (THD+N = 1%) при подключенном динамике с сопротивлением звуковой катушки 4Ω и сильно зависит от уровня питающего напряжения (3,7...5V).

Техническое описание (datasheet): MVSilicon BP1048B2.

• Техническое описание MVSilicon BP1048B2 (.pdf, на англ.);

• Техническое описание MVSilicon BP1048B2 (.pdf, на китайском).

Внимание! Информация в материале и даташитах может содержать ошибки. При работе с микросхемой существует риск порчи изделий на её основе из-за ремонта или модификации.

Главная → Мастерская → Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

• Ремонт усилителя «Avatar ATU-2000.1D». Не включается после переполюсовки.

• Устройство усилителя DL Audio Gryphon Lite 1.1500. Предусилитель и фильтры.