DDS Stereo Hi-end передатчик UltraDDS

Проекты, схемы, Ваши вопросы - наши ответы.

Модератор: stas633

DDS Stereo Hi-end передатчик UltraDDS

Сообщение Eger » Ср мар 10, 2010 7:12 pm

«Цифровой стереофонический ЧМ модулятор
на прямом синтезаторе частоты»


Устройство представляет собой блок FM модулятора, формирующий частотно-модулированные колебания УКВ (65-74 МГц и 87,5-108 МГц) диапазона. Предназначен для высококачественной трансляции аудио программ на небольшие расстояния – дома, на даче, в автомобилях, в отличие от подобных готовых устройств, продающихся в магазинах а так же самодельных и других аналоговых ЧМ (FM) модуляторов, обладает исключительно высоким качеством передачи звукового сигнала. Относительно простых FM стереомодуляторов на микросхемах BA1404 (радио № 3 2007г. стр. 18 ), BH1415 и им подобных данный модулятор формирует комплексный стерео сигнал с более чистым спектром, за счёт чего улучшается дальность приёма сигнала при одинаковой мощности. Формирование комплексного стерео сигнала данным FM стереомодулятором происходит согласно стандарта (ETS300 384 http://www.irational.org/sic/radio/384_e1.pdf ) по суммарно- разностному принципу, в отличие от подобных аналоговых формирователей, обеспечивает лучшую стабильность параметров. По сравнению с компьютерными программами – стереокодерами (http://www.diffusionsoftware.com/stereocoder.php, http://www.burnill.co.uk/) обеспечивает большее разделение каналов, за счёт более высокой частоты дискретизации (384 кГц) а так же значительно меньшую задержку аудио сигнала (несколько миллисекунд против единиц секунд у компьютерных программ).

Основой для разработки послужил документ AN-543 компании Analog Devices (http://www.analog.com/en/AN-543/productSearch.html) с описанным в нём FM модулятором на прямом синтезаторе частоты AD9850. Конструкция была расширена и дополнена- применен более мощный цифровой сигнальный процессор, тем не менее юзабельный в «домашних» условиях с использованием лазерно-утюжной технологии изготовления печатных плат, вследствие чего добавлены функции фильтрации входного аудио сигнала, согласно стандарта ЧМ радиовещания, функции управления режимами устройства, а так же повышена частота дискретизации для улучшения качества звука и разделения каналов. Так же использована более современная микросхема прямого синтезатора частоты, с более высокой частотой дискретизации формирования ВЧ сигнала, что позволило легко отфильтровать алиасы (побочные продукты преобразования), ближайший из которых находится на частоте примерно 300 мегагерц, так что достаточно применить для фильтрации обычный ФНЧ, хотя в данном устройстве для удобства использован готовый полосовой фильтр на керамике.

Принцип действия данного FM модулятора заключается в следующем. Сигнал, поступающий на вход проходит через цепь предыскажений постоянной времени 50 мкС, выполненной на ОУ DA1, оцифровывается аналогово-цифровым преобразователем AD1871, по шине SPI поступает в цифровой сигнальный процессор tms320f2801pza, в котором производится цифровая фильтрация сигнала с частотой среза 15 кГц, передискретизация к частоте 384 кГц, для каждого полученного отсчёта подсчитывается значение комплексного стерео сигнала (в режиме стерео), на основе которого вычисляется слово настройки частоты (Frequency Tuning Word, FTW), определяющее значение частоты на данный момент, которое должно появиться на выходе синтезатора. По шине SPI полученные данные поступают в прямой синтезатор частоты AD9859. Поскольку частота у прямого синтезатора изменяется без скачков фазы, получаем частотную модуляцию сигнала. В режиме моно передискретизации сигнала не происходит, на основе каждого поступившего отсчёта (с частотой дискретизации 96 кГц) производится вычисление FTW. Сигналы обоих каналов в этом режиме просто суммируются, а так же фильтруются с частотой среза 15 кГц.
Цифровой сигнальный микроконтроллер (терминология оригинально взята от производителя микроконтроллера - фирмы Texas Instruments) совместно с функциями обработки сигнала имеет так же встроенные функции управления режимами и параметрами устройства а так же к нему подключено оборудование для управления и отображения режимов устройства – жидкокристаллический индикатор и валкодер, микросхема внешней энергонезависимой памяти для сохранения настроек. Прошивка внутренней энергонезависимой памяти микроконтроллера программой обработки сигнала и управления производится по шине USB (дополнительного программатора не нужно), для этого собран узел преобразования на микросхеме FT232. Применение внешней микросхемы энергонезависимой памяти вызвано небольшим ресурсом циклов стирания-записи энергонезависимой памяти микроконтроллера (от 100 до 1000 циклов).

На жидкокристаллическом индикаторе отображаются текущая рабочая частота, пиковый уровень девиации несущей частоты в килогерцах, а так же при входе в меню (происходит при нажатии на кнопку валкодера) – отображается режим, которым происходит управление и его значение. Через меню можно установить рабочую частоту и ражим работы «стерео» или «моно». Если после входа в меню был изменён какой либо из параметров, то при выходе из меню параметры будут записаны в энергонезависимую память. При подаче питания на устройство, микропроцессор считывает параметры из энергонезависимой памяти и далее использует их для работы.
Питание устройства. Минимальное напряжение питания устройства – 7,2 вольт (можно использовать батарею из двух литиевых аккумуляторов). При достаточном радиаторе микросхемы DA1 можно повысить напряжение до 14 вольт (питать от бортовой сети автомобиля), можно так же питать от нестабилизированного выпрямителя 8-12 вольт.

Функции, выполняемые устройством:
1. Частотные предыскажения входного (аудио) сигнала с постоянной времени 50 мкС.
2. Оцифровка входного (аудио) сигнала высококачественным АЦП с частотой дискретизации 96 кГц с цифровой антиалиазинговой фильтрацией сигнала.
3. Цифровая фильтрация сигнала фильтром с частотой среза 15 кГц.
4. Формирование (в случае использования данной функции) комплексного стереосигнала стандарта с пилот- тоном с частотой дискретизации 384 кГц.
5. Вывод сформированного сигнала в прямой синтезатор частоты.
6. Фильтрация выходного высокочастотного синала.
7. Управление частотой настройки и режимами «моно-стерео».
8. Индикация уровня девиации несущей частоты, в килогерцах
9. Сохранение настроек в энергонезависимой памяти и считывание их из неё при включении устройства.
10. Отображение состояния на жидкокристаллическом индикаторе.
11. Индикация выходной мощности передатчика и значения КСВ (с внешних датчиков, оцифровывается АЦП процессора).

Основные параметры:
Напряжение питания…………………………………………………………..7-10 В*
Диапазон частот образцового генератора……………65-74, 87,5…108 МГц
Шаг перестройки несущей частоты………………………………………..30(50) кГц
Диапазон частот стереокодера…………………………………………….20…15000 Гц
Разделение стереоканалов, не менее………………………………………60 дБ
Уровень поднесущей 38 кГц, не более................................-85 дБ
Уровень нелинейных искажений аудио сигнала, не более……………….0,03%
Номинальный уровень входного сигнала……………………………………250 мВ
Максимальная девиация несущей частоты…………………………………±197 кГц
Частотные предыскажения…………………………………………………….50 мкС
Уровень побочных (внедиапазонных) ВЧ излучений, не более………….-40 дБ

Звук, формируемый таким модулятором превосходит имеющиеся на данный момент аналоговые станции, мало отличим от оригинала, поступающего на него, с использованием хорошего тюнера можно получить качество, очень близкое к CD. Отсутствуют шумы, искажения, сохраняются пространственные эффекты, локализация.

Cкачать инструкцию по применению стереомодулятора на DDS
Вложения
Untitled-1.jpg
Untitled-1.jpg (39.01 KiB) Просмотров: 43252
Последний раз редактировалось Eger Вс апр 24, 2011 8:32 pm, всего редактировалось 10 раз(а).
Аватар пользователя
Eger
Admin
 
Сообщений: 1804
Зарегистрирован: Пн апр 02, 2007 10:30 pm
Откуда: 33rus

Сообщение Eger » Ср мар 10, 2010 7:15 pm

Поподробнее про прямой синтез можно почитать здесь
Вложения
0_7cd78_4868cc1a_XXL.jpeg
0_7cd78_4868cc1a_XXL.jpeg (251.02 KiB) Просмотров: 38494
Последний раз редактировалось Eger Чт апр 26, 2012 11:34 pm, всего редактировалось 2 раз(а).
Аватар пользователя
Eger
Admin
 
Сообщений: 1804
Зарегистрирован: Пн апр 02, 2007 10:30 pm
Откуда: 33rus

Сообщение alexis » Вс мар 14, 2010 10:33 am

http://ttv.ru/catalog/element.php?IBLOC ... EMENT_ID=5
Может кто сталкивался с сиём девайсом? На каком принципе он сделан: PLL или DDS?
Интересует возможная цена... Ежели там моща всего 20 мВт, то и цена должна быть невысокой по логике.
Так как малосигналка стоит не так уж дорого, по сравнению с мощными узлами (БП, УМ, радиаторы и т.д.)...
Интересно, цена будет сродни Ультра ДДС или нет?
ВСЁ ХОРОШЕЕ ДАЁТСЯ ОЧЕНЬ БОЛЬШОЙ ЦЕНОЙ - ВСЁ САМОЕ ЛУЧШЕЕ ДАЁТСЯ ПРОСТО ТАК!
Аватар пользователя
alexis
Профи
 
Сообщений: 523
Зарегистрирован: Пт май 25, 2007 8:12 pm

Сообщение Eger » Вс мар 14, 2010 11:20 am

гибкая система коррекции переходных затуханий означает наличие аналоговой части. Просьба не оффтопить в теме, буду удалять и банить. Одну тему уже загадили- хватит.
Аватар пользователя
Eger
Admin
 
Сообщений: 1804
Зарегистрирован: Пн апр 02, 2007 10:30 pm
Откуда: 33rus

Сообщение alexis » Вс мар 14, 2010 11:50 am

Eger писал(а):гибкая система коррекции переходных затуханий означает наличие аналоговой части.

А это разве однозначно обозначает аналоговую обработку?
-------------------------------
...Нет, просто хотелось для себя взвесить соотношение цена-качество-возможность использования как сертифицированное изделя для комм. вещания. И это нисколько не умаляет Ваших заслуг, Денис.
Но я не совсем пират и буду вставать на легальную основу полюбому,
поэтому и определяюсь для себя насколько затратно и насколько разрешено к применению... Лишних денег нет на приобретение полного промышленного передатчика 100 ватт. Да и УМ у меня уже есть... Зачем двойные траты... А с 20 мВт можно до 30 ватт поднять всего за 2 тыс. руб. в том же корпусе формирователя добавив всего один модуль RA30H0608M. Далее внешний УМ (отдельным блок блоком) поднимет до нужных 100-200 ватт.
Если же брать плату у тебя то ещё нужен корпус к ней 19" плюсом ещё работы по установке и т.д.
Вобщем пока всё ВЗВЕШИВАЮ. Не обижайся. :lol:
ВСЁ ХОРОШЕЕ ДАЁТСЯ ОЧЕНЬ БОЛЬШОЙ ЦЕНОЙ - ВСЁ САМОЕ ЛУЧШЕЕ ДАЁТСЯ ПРОСТО ТАК!
Аватар пользователя
alexis
Профи
 
Сообщений: 523
Зарегистрирован: Пт май 25, 2007 8:12 pm

Сообщение themaster » Вс мар 14, 2010 12:46 pm

Хотелось бы спросить:
1. Cколько стоит это устройство?
2. Будут ли размещены схемы этого устройства, а также другие файлы такие как разводка печатной платы для самостоятельной сборки, на вашем сайте? отсюда вытекает вопрос.
2.1 Будет ли прошивка для устройства бесплатна или же за $?
3. В устройстве на текущий момент имеется поддержка RDS?
4. Какая мощьность этого устройства(ВЧ выход)?
Аватар пользователя
themaster
Стажёр
 
Сообщений: 75
Зарегистрирован: Вс сен 21, 2008 5:08 pm

Сообщение Erotica » Пн мар 15, 2010 11:32 pm

+1 к вопросу про RDS, и еще один вопрос:

возможно ли устанавливать девиацию вручную?
Cocaine
Аватар пользователя
Erotica
коренной
 
Сообщений: 139
Зарегистрирован: Чт дек 04, 2008 7:40 pm
Откуда: Волжский Волгоградская область

Сообщение Eger » Вт мар 16, 2010 4:09 pm

alexis писал(а):
Eger писал(а):гибкая система коррекции переходных затуханий означает наличие аналоговой части.

А это разве однозначно обозначает аналоговую обработку?

я бы просто так писать не стал наверное.
Да, однозначно. В цифровом виде оно не применяется, т.к совершенно не нужно (при достаточной частоте дискретизации хорошее разделение достигается автоматически).

-------------------------------
...Нет, просто хотелось для себя взвесить соотношение цена-качество-возможность использования как сертифицированное изделя для комм. вещания. И это нисколько не умаляет Ваших заслуг, Денис.
Но я не совсем пират и буду вставать на легальную основу полюбому,
поэтому и определяюсь для себя насколько затратно и насколько разрешено к применению... Лишних денег нет на приобретение полного промышленного передатчика 100 ватт. Да и УМ у меня уже есть... Зачем двойные траты... А с 20 мВт можно до 30 ватт поднять всего за 2 тыс. руб. в том же корпусе формирователя добавив всего один модуль RA30H0608M. Далее внешний УМ (отдельным блок блоком) поднимет до нужных 100-200 ватт.
Если же брать плату у тебя то ещё нужен корпус к ней 19" плюсом ещё работы по установке и т.д.
Вобщем пока всё ВЗВЕШИВАЮ. Не обижайся. :lol:

Здесь достаточно, и кстати, более оправдано чем всё вышеописанное всего лишь наличие какого нибудь трупа ИНЕЯ (к примеру), лишь бы был на него сертификат, а уже внутрь вставляй всё что хочешь! Только следи чтобы параметры соответствовали, внутрь никто не полезет. А в случае 20 милливатт так это ещё усилитель надо будет сертифицированный искать.

Хотя, дело хозяйское и ничего никому навязывать я не собираюсь. У каждого своё мнение, желания, в конце концов своя голова.
Маленький пример ещё приведу - это как я сделал аналог инеевского стереокодера на DAC7513 (схемы лежат на этом форуме).
Во-первых, аналогично, не требуется для него коррекции переходных затуханий (не вносим в сигнал искажений соответственно не надо их корректировать), а так же автоматически он обеспечивает отличную динамику и мягкий аналоговый звук. Но даже эта схема имеет отличие по звуку от DDS - хотя его очень трудно различить в реальных условиях. Последний поинтересней в плане того, как он "дежит" стереопанораму и пространственные эффекты. Про переходные затухания, понятно, что речь никакая уже не идёт. Здесь достигается уже теоретический предел.

Не думаю, что в аналоге всё же это невозможно реализовать, но цена и сложность этого будет на порядок выше.
Может, несколько сумбурно но думаю мысль моя понятна.
Аватар пользователя
Eger
Admin
 
Сообщений: 1804
Зарегистрирован: Пн апр 02, 2007 10:30 pm
Откуда: 33rus

Сообщение Eger » Вт мар 16, 2010 4:17 pm

themaster писал(а):Хотелось бы спросить:
1. Cколько стоит это устройство?
2. Будут ли размещены схемы этого устройства, а также другие файлы такие как разводка печатной платы для самостоятельной сборки, на вашем сайте? отсюда вытекает вопрос.
2.1 Будет ли прошивка для устройства бесплатна или же за $?
3. В устройстве на текущий момент имеется поддержка RDS?
4. Какая мощьность этого устройства(ВЧ выход)?

1. В настоящий момент 6000р, в том виде в котором оно есть. Возможны изменения, если будет изменяться аппаратная комплектация устройства.
2. Да, планируется публикация в каком нибудь издании сначала, затем уже девайс и модификации смогут поползти и на сайт. Прошу ещё немного времени на оформление материала.
2.1. Прошивка без RDS будет бесплатна. С последним - за мелкий прайс договоримся.
3. Сейчас пока что нет, но работа в этом направлении ведётся ормальным порядком и уже могу сказать, что RDS будет. ПодвИги есть.
4. 5 мВт.
Аватар пользователя
Eger
Admin
 
Сообщений: 1804
Зарегистрирован: Пн апр 02, 2007 10:30 pm
Откуда: 33rus

Сообщение Eger » Вт мар 16, 2010 4:21 pm

Erotica писал(а):+1 к вопросу про RDS, и еще один вопрос:

возможно ли устанавливать девиацию вручную?

Вполне возможно, но боюсь что в связи с тем что процессор целочисленный, возможно эта регулировка не будет иметь много градаций. Т.е. 3-4 определённых положения.
Аватар пользователя
Eger
Admin
 
Сообщений: 1804
Зарегистрирован: Пн апр 02, 2007 10:30 pm
Откуда: 33rus

Сообщение Eger » Вт мар 16, 2010 4:25 pm

Новости на сегодняшний день.
Кнопки для управления функциями устройства заменены на валкодер.
Перехожу к написанию RDS.
Аватар пользователя
Eger
Admin
 
Сообщений: 1804
Зарегистрирован: Пн апр 02, 2007 10:30 pm
Откуда: 33rus

Сообщение alexis » Пн мар 22, 2010 10:27 am

...На днях общался с несколькими промышленными производителями FM радиопередатчиков в России.
На вопрос "...почему в Вашем оборудованиии применяется обычный синтезатор с петлей ФАПЧ, вместо современного DSP+DDS"
они отвечают: "вследствие плохого спектра в рабочей полосе частот передатчика". Мол якобы спуры-палки через каждые 5 МГц чередуются и от них никуда не деться... :(
В связи с этим вопрос к Егерю - насколько это правдоподобно и какая чистота спектра всё таки достижима? До ГОСТа дотягивает?
Может это лишь отговорки консервативных отечественных производителей, не желающих менять технологию производства в ногу со временем? :wink:
ВСЁ ХОРОШЕЕ ДАЁТСЯ ОЧЕНЬ БОЛЬШОЙ ЦЕНОЙ - ВСЁ САМОЕ ЛУЧШЕЕ ДАЁТСЯ ПРОСТО ТАК!
Аватар пользователя
alexis
Профи
 
Сообщений: 523
Зарегистрирован: Пт май 25, 2007 8:12 pm

Сообщение Eger » Пн мар 22, 2010 11:31 am

я когда был на выставке 'натэкспо' звучало другое мнение. В частности, от представителей зарубежной промышленности. Соответственно, макароники заявляют, что попросту рынок обвалится. На той же выставке проверка обсуждаемого Модулятора на приборе за 60 тыс баксов показала отсутствие какого то криминала, спектр соответствует даташиту. Так что несостоятельно утверждать такие вещи.
Аватар пользователя
Eger
Admin
 
Сообщений: 1804
Зарегистрирован: Пн апр 02, 2007 10:30 pm
Откуда: 33rus

Сообщение alexis » Пн мар 22, 2010 2:14 pm

Eger писал(а):я когда был на выставке 'натэкспо' звучало другое мнение. В частности, от представителей зарубежной промышленности. Соответственно, макароники заявляют, что попросту рынок обвалится. На той же выставке проверка обсуждаемого Модулятора на приборе за 60 тыс баксов показала отсутствие какого то криминала, спектр соответствует даташиту. Так что несостоятельно утверждать такие вещи.

Вот и я к тому же... :D Конкуренция, что с неё возьмешь, а тем более сейчас в обострившихся условиях рынка. Поэтому и говорят, не то что хотят.
ВСЁ ХОРОШЕЕ ДАЁТСЯ ОЧЕНЬ БОЛЬШОЙ ЦЕНОЙ - ВСЁ САМОЕ ЛУЧШЕЕ ДАЁТСЯ ПРОСТО ТАК!
Аватар пользователя
alexis
Профи
 
Сообщений: 523
Зарегистрирован: Пт май 25, 2007 8:12 pm

Сообщение Eger » Пн мар 22, 2010 5:08 pm

алиасы через каждые 5 мегагерц могут возникать при применении прямого синтезатора с малой частотой дискретизации, как это например сделано в исходном примере (см. начало темы 'DDS', которая закрыта). Такие составляющие действительно трудно отфильтровать, поэтому от этой модели было решено отказаться изначально. В обсуждаемом девайсе первый алиас находится в районе 300 МГц и легко отфильтровывается.
Аватар пользователя
Eger
Admin
 
Сообщений: 1804
Зарегистрирован: Пн апр 02, 2007 10:30 pm
Откуда: 33rus

След.

Вернуться в Технические вопросы

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 7

cron