Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Радио: приемники, передатчики, антенны
Войти
Регистрация
Восстановить пароль
 
 
Рейтинг 4.88/76: Рейтинг темы: голосов - 76, средняя оценка - 4.88
2 / 2 / 0
Регистрация: 26.09.2016
Сообщений: 177
1

Мой ЧМ демодулятор

30.07.2019, 21:07. Просмотров 13952. Ответов 248
Метки нет (Все метки)

Это устройство создано DIY Audio для самодельного HOME MADE ТЮНЕРА
История его появления начинается в 1970-х годах, потом подобное по схеме устройство появилось в тюнере Ласпи-005 в качестве ЧД-детектора. Там оно выглядит нагромождением, но принцип тот же.
Устройство встроено в мой тюнер.
Самое секретное это принцип работы. Про Ласпи-005 ничего не известно, его ЧМ-демод не описывался.



Самое важное это найти суть работы, понять, почувствовать, пропустить через разум.
Схема эта напоминает детектор отношений однако контуров 2 и они настроены на разные частоты, расстроенные контура.
Амплитуда с одного контура 11,6МГц выпрямляется диодом к минусу, амплитуда с контура 9,8МГц выпрямляется диодом к плюсу.
Это не случайно, для более низкой частоты дискриминационная характеристика повышается от минуса к плюсу.
При настройке на станцию С10 заряжается до почти полного напряжения с вторичек ШП трансформатора, фазы напряжения приложены так что диоды открываются одновременно. Это соответствует трансформатору со средней точкой.
С10 зарядившись создает запирающее смещение на диодах и тем самым вынуждая их открываться на пиках сигнала, при этом ток течет от одной катушки к другой через оба диода R9 R10 и цепочку авто-смещения С10 R11 R12 и направление тока сохраняется одно и то же. Образуется однотактный режим с однонаправленным током.

Предположим, из-за модуляции мгновенное напряжение на катушке L3 больше чем на L2. Напряжение на VD2 больше чем на VD1, ток течет через VD2 и резисторы, но импульсный ток замыкается мгновенно через С29 и приходит с обратной стороны к диоду VD1 на котором напряжение уменьшилось и импульс тока с VD2 добавляет VD1 столько, сколько ему нужно чтобы быть столь же открытым как и VD2. При этом импульсный ток течет по короткому пути через R9 R19 C29 но также заряжает и цепочку авто-смещения. Элементы VD2 R10 C29 R9 VD1 это шунт для колебаний на катушках и ток протекая по шунту уравнивает эдс катушек в каждом цикле включения диодов. Так происходит подавление Амплитудной Модуляции между этими катушками. Одновременно с этим зарядовый датчик , С не указано, 100пф подвешенный к + входу ОУ, пусть это будет С заряда регистрирует величину перетекшего заряда по шунту и направление. Заряд может перетекать в оба направления но направление тока неизменно. Постоянная времени цепочки авто-смещения 14Гц, значительно ниже звукового диапазона частот и для частот ЗЧ напряжение на цепочке не меняется.
На Сзаряда выделяется КСС- выходной сигнал. Суть метода в реагировании на количество импульсов проходящих через шунт и направление уравнивания заряда. Я назвал метод цифровым однотактным методом потому что ток импульсов не меняется, амплитудная модуляция подавлена (до 30дб в центре характеристики), присутствуют два полюса сравнения различающихся по частоте и напряжению+ и -. Выходной сигнал регистрирует датчик заряда на конденсаторе. Это подобно однобитным ЦАП.
Однобитность это входные данные по 1 линии, входная частота ПЧ.
Можно представить и как ШИМ, в реальности длительность импульсов не постоянна как и их частота.

Что достигается в этой схеме? Хорошее звучание, это само собой, но еще в одном и том же процессе подавляется АМ и демодулируется ЧМ. Как писал В. Поляков в книге "Вещательные ЧМ приемники с ФАПЧ" идеальный ЧД полностью подавляет АМ и его низкие нелинейные искажения обусловлены глубиной подавления АМ. Так, демодцлятор с ФАПЧ подавляет АМ на 60дб при отсутствии расстройки (по центру).

Итого: схема является синтезом между балансным ЧД с расстроенными контурами и детектором отношений, взяв отовсюду самое нужное. За счет двух контуров настроенных на разные частоты протяженность дискриминационной линии больше чем в детекторе отношений.

Чтобы было понятно как перетекает заряд в обе стороны а ток не меняет направления возьмем "трубопроводную" тему, по трубе течет вода с некотором давлением, с одного конца втекает с другого вытекает. Если с одного конца произвести воздействие давлением или звуком тогда воздействие передастся на другой конец по упругости потока. Передача давления возможна в обе стороны, но вода выливается только с одной стороны.

Добавлено через 6 минут
СХЕМА https://yadi.sk/i/sN4J4d3AEATysA
0
Миниатюры
Мой ЧМ демодулятор  
Programming
Эксперт
94731 / 64177 / 26122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 116,782
30.07.2019, 21:07
Ответы с готовыми решениями:

Фазовый демодулятор
Здравствуйте, есть схема в simulink (скриншоты не получается приложить, так как в личном кабинете...

Демодулятор PSK
Собираемся использовать в проекте микросхему UART-PLC (power line sommunication). Пишут мол...

Балансный демодулятор
Здравствуйте, интересует вопрос, есть ли балансные демодуляторы, способные работать в частотном...

Демодулятор в уравнениях
Здавствуйте, у меня возникла трудность с пониманием преобразования электрических сигналов. В схеме...

248
2 / 2 / 0
Регистрация: 26.09.2016
Сообщений: 177
20.07.2020, 23:37  [ТС] 241
Убрал два инвертора из линии задержки, проверил " частоту искажений", а она не изменилась, на 13,2 искажает. Перенастроил на ровно 13мгц и получилась 2-я ПЧ 2,3МГц - ИГРАЕТ АБЮСОЛЮТНО ЧИСТО. контур тоже подстроил на 2,3мгц
Теперь надо найти силы и проверить добавление инверторов, как это повлияет. Понятно что мне надо как хотели японцы чтобы на частоте 13,2 не было искажений. Однако по моему результат движется не в ту сторону, при снижении частоты второй ПЧ требуемая задержка должна добавится а я напротив отнял.
Первая версия детектора у японцев в тюнере Т-106 содержала кварц на 13,1мгц.
Чесгря я уже привык к катушке (без кварца) и даже видимо пока забью, покупать не стану. Хотя на 13 должно быть просто найти.
Выходной ФНЧ хитрый, изменил первую конструкцию, добавился резистор который резко снизил уровень шума.
Разделение стерео хорошее на мой взгляд, сцена чувствуется и объем. Этот резистор и кондер ФНЧ образуют фильтр с частотой среза звуковых частот, расчет на 60кГц. За ним усилитель КСС почти в 10 раз. У японцев только в 3 раза а микруха-декодер LA3401 у нее норм. сигнал 700мВ, выходит у японцев детектор выдает 200-230мВ а у меня только 50мВ.
Это подозрительно. Или не правильно сняты номиналы резисторов с фото.
Пока не могу сказать однозначно что лучще ФАПЧ играет, но необычно звучит это факт. И сигнал-шум отношение выше чем у фапч. Но моя ФАПЧ работала без ограничителя вообще.
0
Миниатюры
Мой ЧМ демодулятор  
2 / 2 / 0
Регистрация: 26.09.2016
Сообщений: 177
21.07.2020, 22:09  [ТС] 242
ADGL
21 июля 2020
обзор плавно частота
https://yadi.sk/d/Hsuz9n_m3AK8IQ
891_4
https://yadi.sk/d/WeObyEOkjOfJ5A
разделение каналов
https://yadi.sk/d/vAaWh11yMtnS-g
relax 90,8
https://yadi.sk/i/xj2ML_7yk5U9vw
https://yadi.sk/i/nOYCSX23dN9s_Q
104,2
https://yadi.sk/d/5AKAEMMvfsHQkQ


Это первая запись, частота сдвига 13мгц ровно, вторая пч 2,3 мгц два инвертора исключены из ЛЗ, сигнал внутри ЛЗ инвертирован относительно японского положения

то есть отступления от японской схемы есть
0
2 / 2 / 0
Регистрация: 26.09.2016
Сообщений: 177
22.07.2020, 17:26  [ТС] 243
Вчера записывал с тюнера и нового детектора, впечатления положительные. На радио Релакс получается соотношение сигнал/шум 80 дб, это зафиксировал измеритель в программе SDR.
Антенна -1,5 метра не колючей проволоки на окне.

Успешно прошла адаптация длины линии задержки, вероятно направление было выбрано верное и китайские микросхемы по времени задержки больше чем по даташиту на этот тип микросхем и потому было слишком много, я даже попробую еще убрать 1-2 инвертора. С другой стороны если поднять напряжение питания на 0,1в тоже может повысится быстродействие, сейчас 4,85в из-за падения на резисторах развязки.

На разных станциях отношение s/n разное, тут и антенна виновата и сам сигнал, как они его вещают.
Пионеры пишут что удвоение девиации частоты ведет к повышению s/n так что есть что прикрутить.
Для этого придется дополнить переносчик ПЧ удвоителем частоты и сменить частоту переноса на 23,7МГц.

Насчет звучания у меня ощущения двойственные, если слушать через АС то звучит просто супер а если в наушниках то есть ощущение не полной непрерывности, возможно это из-за передачи сигнала в сжатом виде на радиостанциях, как будто на некоторых станциях шершавость звучания а на АС отлично, там нивелируется. У меня такое было раза 2, когда я принимал шершавость за деградацию но потом понимал что это возросло разрешение и стала чувствоваться сильно разница звука у вещателей. Буду сравнивать на слух записи с ФАПЧ и новые чтобы понять что куда ушло.
0
2 / 2 / 0
Регистрация: 26.09.2016
Сообщений: 177
22.07.2020, 17:33  [ТС] 244
А вот декодер пионер я рассмотрел поближе, в нем нет ни единой детали цифровой. Это тюнер Pioneer F-90 в нем некий
Прямой цифровой декодер. При ближайшем рассмотрении это аналоговый декодер с низкого качества MAIN декодер а разделитель стерео чисто аналоговый. Даже не удается вычленить операцию мультиплексирования каналов, в нем сумматоры а не мультиплексоры. Сумматоры применялись ранее, в древних схемах стереодекодеров. Элемент вполне конкретный синусоидальное напряжение поднесущей 38кГц разделяет сигналы на тональный и надтональный. Синус напряжение- ну какое тут "цифровое" и мультплексирование?
Желтым обвел чисто аналоговые элементы обычного стереодекодера.
0
Миниатюры
Мой ЧМ демодулятор  
2 / 2 / 0
Регистрация: 26.09.2016
Сообщений: 177
22.07.2020, 19:11  [ТС] 245
Только что: нашел в закромах микросхему Motorola 74AC86N и вставил в панельку. И стало лучше!
Шершавость почти ушла. Видимо задержка у нее еще меньше а быстродейсвие выше. Со всех сторон правильное решение.
Тогда есть смысл поискать такие же микрухи 74AC04 тоже моторольные.
0
2 / 2 / 0
Регистрация: 26.09.2016
Сообщений: 177
25.07.2020, 22:00  [ТС] 246
Добавил шунтирование контра второй ПЧ, последние впечатления песочка в звуке исчезли.
Этот резистор был запроектирован, но удален на этапе настройки и до некоторых пор его влияние не обнаруживалось.
Теперь это обнаружено. Хайенд приближается к 99,5%
Самое сложное это функции XOR -были расшифрованы и ФНЧ, его конструкция и номиналы были синтезированы.
Вопросы с компаратором были прокачаны ранее.

РАДИО РОК играет практически чисто и в хорошем стерео, чего у меня никогда не было даже с ФАПЧ демодуляторами.

Однако остается вопрос с деталями, то что удалось приобрести на создание прототипа это частично нормальные детали.
Так, пришлось убрать 2 инвертора из ЛЗ чтобы уменьшить задержку и замена микрухи XOR на 74AC86N еще снизила задержку примерно на 2 элемента.
Всего убрано примерно от 20 до 30 нс задержки, точно не определить. Всего надо по заявлениям разрабов 116 градусов сдвиг фазы и это для частоты 2,3мгц
=0,140095 мкс

Очевидна такая вещь: при использовании каких попало микросхем с инверторами и XOR будет какой попало результат т.к. у них время задержки различается.
У современных китайских оно выше чем у TOSHIBA 90-х годов. Форма импульсов тоже может различаться в зависимости от производителя.

Добавлено через 3 часа 4 минуты
Подсоединил фапч демод- играет ну очень приятно! Пытаюсь понять какие отличия от ADGL.
Ну во первых отношение сигнал шум на радио джаз ТАКОЕ ЖЕ 65дБ, на 99,2 орфей чуть ли не лучше или такое же 65-70дБ, на 90,8 релакс примерно 72Дб, на 5дБ меньше или просто фонера такая.
НО ЭТО ВООБЩЕ БЕЗ ОГРАНИЧИТЕЛЯ !!! В ADGL очень крутой ограничитель. В такие моменты понимаешь что ограничение не то значит что ему приписывают или не столько.
На ADGL только РЕЛАКС выдавал порой 80Дб но в основном 75.

А ВОТ БАС ДРУГОЙ ! У ADGL лучше, мощнее и упруже. Да, фапч звучит более нежно.
Выходит аналоговая ФАПЧ система без ограничителя уступает сильно ограниченной системе только 5дБ? НУ И ДЕЛА.
0
2 / 2 / 0
Регистрация: 26.09.2016
Сообщений: 177
26.07.2020, 23:24  [ТС] 247
Сегодня переключал варианты длины задержки и инверсия +/-, нашел опытно очень хорошее положение. Наверное лучше не будет.
БАС явно лучше чем у ФАПЧ и почти как у сидюка.
высокие также чистые, разделение стерео очень хорошее, ну это зависит от микросхемы. Остается небольшое мычание на 600Гц, есть идея что это может быть.
Сегодня попробовал снова прогнать переносчик по диапазону, после укорочения линии задержки на 4 инвертора кручу верчу вниз до 12,7 а сверху до 13,5 как минимум-НИКАКИХ ИСКАЖЕНИЙ НИГДЕ НЕТ. Даже не понятно какую частоту оставлять. Решил оставить 13мгц, уже заказал кварцы на эту частоту.
Надо пробовать с кварцем. Кстати! Генератор который щас использую его вых. напряжение меньше чем у кварца наверняка а также кварц дает более узкополосный сигнал.
С кварцем может улучшиться отношение сигнал-шум.
Это же обстоятельство заставляет думать что высококачественный клок для переносчика может иметь место и смысл.
Нужен высококачественный дроссель с намоткой без емкости и без сердечника. Как в советских телевизорах.
0
2 / 2 / 0
Регистрация: 26.09.2016
Сообщений: 177
27.07.2020, 13:54  [ТС] 248
Катушка генератора переносчика может рассматриваться как источник шума клока. Генератор LC с катушкой обладает повышенным уровнем шума, который обусловлен работой транзистора генератора, в какие-то моменты ПОС максимальна, в другие ООС, ПРОИСХОДИТ ШУМОМОДУЛЯЦИЯ т.е. изменение формы. Даже если форма б.м. чистая то все равно шум катушки и генератора повышен и ничем не фильтруется. Только очень узкополосным фильтром. А зачем это если надо применить кварц в генераторе и когерентность сигнала резко вырастет.

Это значит что также вырастет точность передачи полосы сигнала с 1-й ПЧ на вторую. Ограничитель будет получать более точную информацию и как следствие будет повышение качества звучания в итоге. Увеличится отношение сигнал-шум и улучшиться адекватность и детальность звука.
Этот шум клока (частоты переносчика) это ухудшение сигнала джиттером.
Интересно заметить что в свете аналоговых технологий перенос ПЧ не портит сигнал, в случае применения цифрового детектора уже портит и надо принимать меры. Смесители двойные балансные на диодах желательно.

Добавлено через 1 час 32 минуты
запись звука 89_1
https://yadi.sk/d/dz78kkKgS3y--w
https://yadi.sk/d/ay94wnn10VTSEw

запись с видео спектра
https://yadi.sk/d/IiBWdQ7Us2CfEA
https://yadi.sk/i/-0qAIJaCQMFibA
0
2 / 2 / 0
Регистрация: 26.09.2016
Сообщений: 177
31.07.2020, 16:41  [ТС] 249
Интересное исследование:
Если на частоте ПЧ 2,5мгц искажало, но снизив до 2,3мгц искажения пропали. Покрутив частоту генератора переносчика я полагал что найду что-то вроде области дискриминаторной характеристики где по центру самое правильное положение а к краям искажения. НО Я НЕ НАШЕЛ ТАКОЙ ОБЛАСТИ ! Перестраивал контур LC генератора переносчика от 12МГц ! до 13,5Мгц, где явно начинает шуметь. До того как я отключил 4 инвертора шум также начинался снизу при частоте ниже 12,7МГц. Теперь до 12МГЦ шума нет и поднимается уровень баса. Но никакого намека на дискриминатор.

Видимо к этому надо привыкнуть, у этого детектора нет дискриминаторной характеристики.
0
IT_Exp
Эксперт
87844 / 49110 / 22898
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 92,604
31.07.2020, 16:41

Заказываю контрольные, курсовые, дипломные и любые другие студенческие работы здесь.

Модулятор и демодулятор на умножителе MPY634
Здравствуйте уважаеміе форумчане, необходим совет - имеется аналоговый умножитель MPY 634...

Демодулятор SSB сигнала и вывод панорамы на TFT
Здравствуйте! Есть огромное желание сделать панораму для трансивера .Т.е. Использую STM32F429. С...

Демодулятор для фотодиода в условиях переменной освещённости
Появилась у меня тут интересная задача - передавать сигналы через мигание освещением. Сразу говорю...

Сигма-дельта цифровой демодулятор или sinc фильтр
Подскажите, пожалуйста, не работал ли кто с сигма-дельта АЦП с цифровым выходом? Например,...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
249
Ответ Создать тему
Опции темы

КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2020, vBulletin Solutions, Inc.