هذا المقال يخولك للدخول إلى عالم تطوير وصنع البطاقات الحاسوبية المتعددة، ولعل صنع البطاقة الصوتية بذاتها هي خطوة مهمة في هذا المجال. وربما تعلم أنه يوجد العديد من البطاقات الأخرى ولعل أشهرها هي البطاقة الغرافيكية (الرسومية) وبطاقات الشبكة (الإنترنت) وبطاقة القمر الإصطناعي وغيرها...

لن تكون البطاقة الصوتية هذه صعبة الإنجاز ولكنها سهلة وبسيطة التركيب كما سترى. إذ أمكنك الحصول على المركب الإليكتروني PCM2702 فستتمكن من صنع بطاقة صوتية كاملة. يمكن لهذه البطاقة أن تُغذى بالطاقة الكهربائية عن طريق المنفذ USB ولها مخرج مجسامي (stereo output) واحد فقط. كما أنك لن تحتاج إلى تثبيت برامج أو تطبيقات خاصة لتشغيل البطاقة على أنظمة التشغيل ويندوز XP و Vista، لأن البرنامج المشغل لهذه البطاقة موجود أصلا بداخل النظام. وللعلم فإننا قد استوحينا صنع هذه البطاقة من بطاقة صوتية أخرى موجودة من قبل اسمها Alien CAD.

من فضلك اضطلع على المقالات الثلاث التالية ولو بنظرة خاطفة إذ أنها مهمة في تحويل الدارات الكهربائية إلى بطاقات إليكترونية بمهنية عالية وبصنع يدك فقط:

العربية

إنجليزية

فرنسية

الرمز في الدارة الكهربائية

الكمية

القيمة أو الصيغة

محول تناظري منطقي لواجهة USB

USB DAC

IO1

1

PCM2702

مقوم خطي

Linear Regulator

Regulateur Lineaire

IO2

1

TPS76733Q

IO3

1

TPS76701Q

مضخم التدقيق

Precision Amplifier

Amplificateur de Precision

IO4A, IO4B

2

OPA2353

متذبذب كريستالي

Crystal Oscillator

Quartz

X1

1

12 MHz

وشيعة (ملف)

Coil

Bobine

L11, L12, L13, L14, L15, L16, L17, L18

8

منفذ USB

USB port

Port USB

J1

1

USB

مخرج صوتي

Audio Output Port

Port de sortie audio

OUT

1

JACK 3.5 PCB

منفذ التغذية الكهربائية

Power port

Port d'alimentation

PWR

1

PWR25

مقحل (ترنزستور)

Transistor

T1, T2

2

PNP

صمام ضوئي

LED

D1, D2, D3

3

جسر

Jumper

Cavalier

W1, W2, W3

3

مكثف

Capacitor

Condensateur

C11

1

1 uF

C12

1

470 uF

C14

1

100 pF

C15, C16

2

33 pF

C13, C17, C18, C19, C20, C21, C31

7

100 nF

C32, C43, C46, C47

4

10 uF

C41, C44

2

1.8 nF

C42, C45

2

330 pF

مقاومة

Resistor

Resistance

R11, R12

2

22 Ohm

R13

1

1.3 KOhm

R14

1

1 MOhm

R0, R15, R18

3

600 Ohm

R16, R19

2

56 KOhm

R17, R20

2

150 KOhm

R31, R32

2

10 KOhm

R33

1

50 KOhm

R41, R43, R45, R47

4

12 KOhm

R42, R46

2

3.9 KOhm

R44, R48

2

100 Ohm

قلب هذه البطاقة هو محول رقمي – تناظري مجسامي ست عشري يدعى PCM2702. هذا المركب هو بمثابة العقل الإليكتروني لهذه البطاقة ويحتاج إلى مركبات إليكترونية أخرى بسيطة من أجل أن يكتمل المشروع. خطاطة البطاقة ليست بالمعقدة، ويمكن تزويد البطاقة بالطاقة الكهربائية عن طريق المنفذ USB (باستعمال الجسر W1) أو عن طريق تغذية خارجية (باستعمال الجسر W3).

يحتاج المحول PCM2702 جهدين كهربائيين 3.3 فولط (بين 3 و 3.6 فولط) و 5 فولط (بين 4.5 و 5.5 فولط) حيث:

* استعنا بالمقوم (المعدل) الكهربائي الثابت LDO TPS76733Q من أجل ضمان جهد ناتج ثابت وهو 3.3 فولط (IO2).

* من جهة أخرى، استخدما مقوما كهربائيا آخر هو LDO TPS76701Q من أجل توليد جهد قابل للتعديل ينبني على 5 فولط (IO3).

كلا هذين الجهدين يتم انتاجهما من طرف الترنستور T1. وللإشارة فقط فإن أي مقوم كهربائي صغير من صنف LDO يمكنك استعماله في هذا المشروع.

ومن الأفضل وضع جهد مخرج التيار لـ IO3 تحت جهد أقل بقليل من جهد مدخل التيار من أجل جعل المقوم الكهربائي LDO في استقرار جيد، حيث أنه في حالتنا قد قمنا بضبطه على 4.8 فولط. أسهل طريقة هو وضع مقاومة كهربائية متغيرة (R33) من أجل ضبط هذا الجهد.

تم وضع خرزات صغيرة قبيل كل دبابيس الطاقة للمركب PCM2702 وكذلك في Vbus والمربط الأرضي GND للمنفذ USB. والغاية من هذه هو تقليل الهمهمات الترددية العالية. يمكنك الحثول عليها من القطع الإليكترونية المهملة. فإن لم تجدهم فلا عليك لأنها ليست بالضرورية قطعا، ويمكنك استعمال مقاومات كهربائية قيمة 0 أوم عوضا عنها.

تم وضع مصفاة مرور ضعيفة في مسار مخرج الإشارة الصوتية من اجل تقليل التردد النموذجي. هذه المصفاة هي بكل بساطة عبارة عن مضخم عملياتي ثنائي من صنف OPA2353UA.

اشتغال الصمام الضوئي D3 يشير إلى تدفق الطاقة للبطاقة.

ويشير وميض الصمام الضوئي D2 إلى أن البيانات الصوتية التي تم استقبالها عن طريق المنفذ USB تتعرض للمعالجة والتمحيص من طرف المركب PCM2702.

أما الصمام الضوئي D1 فيشتعل عندما يقطع المنفذ USB مرور البيانات الصوتية للمركب PCM2702.

بالإعتماد على المقال الثاني في لا بد من قرائته يمكنك انجاز البطاقة الإليكترونية بسهولة.

قم بتحميلها من من خلال الرابط التالي:

EPS format

أو

PDF format

عند إنجازك للبطاقة باستعمال الطريقة التي تحب في ما ذكرناه في لا بد من قرائته، ستكون النتيجة شبيهة بما يلي وهو يعبر عن الوجه السفلي للبطاقة:

قم أولا بتثبيت المركبات الإليكترونية الصغيرة على الوجه السفلي كما يلي:

على الوجه العلوي قم بتثبيت المركبات المتبقية كما هو مبين في الصورة التالية:

تم اختبار البطاقة على أنظمة التشغيل ويندوز 2000 و XP و Vista. وقد تم اشتغالها بنجاح في هذه الأنظمة.

المحول PCM2702 تم انتاجه من طرف شركة Texas Instrument، وهذه الأخيرة أنتجت محولات صوتية مشابهة له ولها نفس الخاصيات إلا أنها تضم مصفاة داخلية وهي PCM2704 و PCM2705. كما أنها قابلهة لأن تشغل سماعات بشكل مباشر. أما حجم الصوت أو إيقافه تماما فيمكن أن يتحكم فيهما من خلال الناقل SPI في المحول PCM2705 أو بأزرار كهربائية مع المحول PCM2704.

المحولين PCM2704 و PCM2705 ينتميان لنفس الفصيلة TSSOP28. أما المحولين PCM2706 و PCM2707 فينتميان لنفس الفصيلة TQFP32. المحول PCM2706 شبيه بـ PCM2704 والمحول PCM2707 شبيه بـ PCM2705 إلا أنهما يحتويان على النقال I2S كزيادة. وننصح باستعمال المحولين الجديدين إذا كنت تريد تطوير هذه البطاقة بشكل أكبر.

PCM2702 Texas Instrument
PCM2702 Evaluation Board
Alien DAC