Poprzedni temat «» Następny temat
Analizator widma - filtrowanie sygnału
Autor Wiadomość
FireIsland 
Nowy na forum


Dołączył: 07 Lis 2013
Posty: 35
Skąd: Grybów
Wysłany: 2016-11-18, 18:43   Analizator widma - filtrowanie sygnału

Dzień dobry,

Od pewnego czasu myślę nad zbudowaniem analizatora widma od podstaw. Pasmo akustyczne chciałbym podzielić na kilka mniejszych, np 31,62,125,250,500, 1k,2k,4k,8k i 16kHz i sterować paskami taśm LED ułożonych w słupki. Mój problem dotyczy właśnie podziału pasma, czyli kwestii filtrowania sygnału. Czy da się to zrobić na drodze analogowej ? Myślałem, o zbudowaniu układów na bazie zwrotnic głośnikowych, tylko nie wiem czy uda się wtedy uzyskać odpowiednio strome charakterystyki aby poszczególne pasma nie nachodziły zbytnio na siebie. Wiem, że można też wykonać filtry cyfrowo na jakimś mikroprocesorze. Nie chce też kupować gotowych kitów filtrujących sygnał, chciałbym zrozumieć co robię. Jestem dość początkujący jeśli chodzi o przetwarzanie sygnałów. Jeśli możecie się podzielić jakimiś książkami, od których dobrze zacząć byłbym wdzięczny. Do tej pory myślałem o:
- Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Od teorii do zastosowań - T. Zieliński
- Wprowadzenie do Cyfrowego Przetwarzania Sygnałów - Lyons Richard G.
- Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. praktyczny poradnik dla inżynierów i naukowców - Steven W. Smith

Dziękuję za odpowiedzi,
Pozdrawiam Piotrek,
 
     
r-mik
Nowy na forum


Dołączył: 10 Wrz 2011
Posty: 46
Skąd: Warszawa
Wysłany: 2016-11-18, 19:42   

Myślisz o filtrach analogowych a wymieniasz książki o filtrach cyfrowych. O filtrach dowiesz się z książki
"Wzmacniacze operacyjne praktyka i teoria".
 
     
tom5555 



Wiek: 39
Dołączył: 23 Sty 2008
Posty: 562
Skąd: Zabrze
Wysłany: 2016-11-18, 19:59   

Lepsze były by aktywne filtry pasmowo-przepustowe.
http://serwis.avt.pl/manuals/AVT191.pdf Wersji analogowych analizatorów widma jest całe mnóstwo, wystarczy przeszukać internet lub stare czasopisma o elektronice.
 
     
Ertew 
-.^



Wiek: 26
Dołączył: 03 Lip 2005
Posty: 1345
Skąd: Leszno
Wysłany: 2016-11-18, 21:27   

Identyczne filtry znajdziesz w iluminofonii z PKE, tym razem połączone parami by uzyskać szersze pasmo przenoszenia i bardziej strome zbocza.
https://sklep.avt.pl/uploads/files/pke/pke15.pdf
Tutaj zestaw rezystorów też jest stały, a filtr przestrajasz zmieniając 4 pojemności.
 
 
     
FireIsland 
Nowy na forum


Dołączył: 07 Lis 2013
Posty: 35
Skąd: Grybów
Wysłany: 2016-11-23, 13:07   

Dziękuje za wszystkie odpowiedzi. Na pewno będą dobrym punktem zaczepienia.
Pozdrawiam,
 
     
FireIsland 
Nowy na forum


Dołączył: 07 Lis 2013
Posty: 35
Skąd: Grybów
Wysłany: 2016-11-24, 20:52   

Dzień dobry,
Zapoznałem się z filtrami oraz z kilkoma układami podobnego typu, opisywanymi w EP w latach 90. Póki co swoją uwagę skupiłem najbardziej na układzie Analizatora widma opisanego w EP 5/95 (kit AVT-210).
Zastanawia mnie układ wzmacniacze wstępnego, zaznaczony na tym obrazku:



Z tekstu wynika, że chodzi o amplitudę sygnału wejściowego, która powinna wynosić 0,707Vpp dla wzmocnienia 0dB oraz 1Vpp dla wzmocnienia 3dB. Ale co może/powinno być tym sygnałem wejściowym ? Sygnał z odtwarzacza mp3, wyjście karty dźwiękowej komputera, czy sygnał już za wzmacniaczem, idący do głośników? Posiadam wzmacniacz Unitra Tosca 303 i nie wiem, co potraktować jako sygnał wejściowy dla analizatora widma.

Tutaj zamieszczam schemat blokowy (jak widzę realizację tego analizatora):



Jak przeczytałem w opisie kitu AVT-210, podanie sygnałów wyjściowych filtrów na wejście układu LM3916 nie dawało zadowalających efektów, więc konieczne było dołożenie prostownika, zamieniającego sygnał zmienny na napięcie stałe, proporcjonalnie do amplitudy sygnału - to jeszcze rozumiem.

Potem dla oszczędności został użyty tylko jeden układ LM3916 i dlatego trzeba zastosować sterowanie multipleksowe - to też rozumiem.
Ja jak już zaznaczyłem, zamiast pojedynczych diod chcę zastosować paski ledowe, które z uwagi na większy pobór prądu musza być sterowane poprzez tranzystor, który z kolei będzie sterowany wyjściami układu LM3916. Też chcę użyć jednego (w sumie dwóch, bo chcę zrobić analizator dwukanałowy) układu LM3916, więc słupki ledowe muszą być multipleksowane. Czyli taśma ledowa, będzie włączona między dwa tranzystory. Jeden, będzie sterowany poprzez układ LM3916 (plus taśmy) a drugi będzie sterowany sygnałem zegarowym (minus taśmy). Sygnał zegarowy będzie ten sam, co do multipleksera. Np. na wyjściu multipleksera mam sygnał z jego 3 wejścia (przykładowo wyjście z filtru pasmowego 150Hz) co jest równoznaczne z tym, że wtedy powinien być zapalony np. 3 słupek taśm LED.
Pisząc sterowanie zegarowe mam na myśli następującą zasadę działania:
1 impuls - na wyjściu multipleksera jest sygnał z jego 1 wejścia - przebieg 40Hz - załączony jest tranzystor odpowiadający za podanie plusa na wszystkie taśmy LED w słupku pierwszym. Masy tych taśm, są sterowane przez układ LM3916.
2 impuls - na wyjściu multipleksera jest sygnał z jego 2 wejścia - przebieg 80Hz - załączony jest tranzystor odpowiadający za podanie plusa na wszystkie taśmy LED w słupku drugim. Masy tych taśm, są sterowane przez układ LM3916.
I tak aż do impulsu 10(16kHz), który załączy słupek 10, po czym układ znowu wraca do liczenia od początku.
Czy takie sterowanie zrealizować na kostce NE555, innych pokrewnych, czy wykorzystać mikroprocesor ? Chodzi tutaj tylko o licznik liczący do 10.

Mam nadzieję, że nie namieszałem za bardzo.
Oczywiście nadal zapoznaję się z materiałami umieszczonymi w PKE oraz analizuję stare wydania EP o podobnej tematyce.
Pozdrawiam Piotrek,
 
     
Jony130 


Dołączył: 11 Sie 2005
Posty: 3017
Skąd: wrocław
Wysłany: 2016-11-24, 21:13   

A to czytałeś ?
http://www.hobbielektroni...e.php?id=236403
 
     
r-mik
Nowy na forum


Dołączył: 10 Wrz 2011
Posty: 46
Skąd: Warszawa
Wysłany: 2016-11-26, 14:49   

FireIsland napisał/a:
Czy takie sterowanie zrealizować na kostce NE555, innych pokrewnych, czy wykorzystać mikroprocesor ? Chodzi tutaj tylko o licznik liczący do 10.

Zastępowanie licznika i demultipleksera mikrokontrolerem to przesada, bo może to załatwić 4017. Ja zastosowałbym mikrokontroler i i przy okazji wywalił LM3916. Główna zaleta, to wygaszanie led przy zmianie obsługiwanego słupka led, co przy większych częstotliwościach "przemiatania" wyświetlacza pozwala uniknąć cieni (duchów).
 
     
FireIsland 
Nowy na forum


Dołączył: 07 Lis 2013
Posty: 35
Skąd: Grybów
Wysłany: 2016-11-26, 17:15   

Jony130 - Dzięki za link, właśnie tak chciałbym zbudować swój układ tylko z zastosowaniem większej liczby filtrów i odcinków taśm LED zamiast pojedynczych diod.

r-mik - Wolałbym uniknąć stosowania mikroprocesora, skoro da się to zrobić bez niego. Jeśli chodzi o efekt duchów, to w artykule, który przytoczył Jony130 na stronie 5 (pod rysunkiem płytki drukowanej) jest zapis: Kondensator C31 ma za zadanie doprowadzenie ujemnych impulsów do baz tranzystorów w chwili przełączania się multipleksera. Eliminuje to zjawisko podświetlania sąsiedniego słupka, więc chyba to powinno wystarczyć.
 
     
r-mik
Nowy na forum


Dołączył: 10 Wrz 2011
Posty: 46
Skąd: Warszawa
Wysłany: 2016-11-28, 10:49   

Na mikrokontolerze bez problemu zrealizujesz pamięć wartości szczytowej.
 
     
FireIsland 
Nowy na forum


Dołączył: 07 Lis 2013
Posty: 35
Skąd: Grybów
Wysłany: 2016-11-28, 19:35   

Domyślam się, że na mikroprocesorze można by zrealizować wiele przydatnych funkcjonalności jednak chyba wciąż zbyt mało wiem o programowaniu, żeby się podjąć tego zadania. Może w przyszłości, jak będę udoskonalał ten wynalazek zdecyduje się na mikroprocesor - pomyślę jeszcze, dzięki.

Mam pytanie odnośnie filtrów. Wyliczam i dobieram rezystory oraz kondensatory w oparciu o wzory podane w artykule o 7 kanałowym analizatorze widma, opisanym w Praktycznym Elektroniku 3/97 (link wyżej). Czy użycie innego wzmacniacza w filtrze pociąga za sobą zmianę elementów filtra ? Przy użyciu narzędzia Analog Filter Wizard tworzę przykładowy filtr jednak program sugeruje zastosowanie wzmacniacza OP281. Czy mogę zastosować wzmacniacz LM 324 bez zmiany wartości rezystorów i kondensatorów ?
 
     
tom5555 



Wiek: 39
Dołączył: 23 Sty 2008
Posty: 562
Skąd: Zabrze
Wysłany: 2016-11-29, 19:09   

W podstawowych wzorach do obliczania filtrów nie ma żadnych parametrów wzmacniaczy operacyjnych, więc typ użytego wzmacniacza nie powinien mieć tutaj znaczenia.
 
     
FireIsland 
Nowy na forum


Dołączył: 07 Lis 2013
Posty: 35
Skąd: Grybów
Wysłany: 2016-12-20, 19:13   

Dziękuję za odpowiedź i przepraszam za zwłokę.
Dobrałem wartości rezystorów oraz kondensatorów. W kilku przypadkach częstotliwość środkowa filtru odbiega od założonej o kilkanaście Hz, ale myślę, że nie powinno to mieć aż takiego znaczenia. Filtry testowałem w symulacji partsim.com.
W kilku przypadkach potrzebną wartość rezystancji złożyłem z dwóch rezystorów połączonych szeregowo.
Teraz prosiłbym o wyjaśnienie roli wzmacniacza wstępnego tzn. bloku który na zdjęciu w poście wyżej zaznaczyłem na czerwono. Zgodnie z opisem w EP amplituda sygnału wejściowego powinna wynosić 0,707Vpp dla wzmocnienia 0db. Chodzi tutaj o sygnał wejściowy ogólnie do analizatora czy sygnał wejściowy do filtrów pasmowych ?
Czy rolą tego bloku jest obróbka sygnału wejściowego tak, aby miał właśnie amplitudę na poziomie 0,707Vpp sygnału wejściowego?

W innym artykule wzmacniacz wstępny, służy do sumowania kanału L i R oraz do zapewnienia koniecznego wzmocnienia sygnału a także zapewnia niewielką impedancję niezbędną do pracy filtrów pasmowo-przepustowych.
Jak więc dobrać parametry elementów to tego wzmacniacza wstępnego ?
Przyjmijmy, że do analizatora chcę skierować sygnał idący do kolumn głośnikowych (wyjście wzmacniacza audio) lub sygnał wejściowy wzmacniacza.

Dziękuję za odpowiedzi,
Pozdrawiam
 
     
FireIsland 
Nowy na forum


Dołączył: 07 Lis 2013
Posty: 35
Skąd: Grybów
Wysłany: 2017-02-22, 20:05   

Witam po przerwie.
Projektuję układ rozwiązując kolejne problemy. Z racji tego, że w swoim analizatorze będę miał 11 słupków ledowych, muszę zastosować inny multiplekser niż ten w układzie 7 kanałowego analizatora (Praktyczny Elektronik 03.97), co z kolei wiąże się z innym jego adresowaniem. Licznik CD4060 sterujący multiplekserami musi liczyć do 11, więc muszę wykorzystać 4 jego wyjścia a nie 3 jak w w/w projekcie. Będzie to wyjście Q7,Q8,Q9 oraz Q10, podłączone odpowiednio pod piny A,B,C i D multiplekserów. Teraz mam pytanie. Na schemacie w w/w analizatorze wyjście Q7 licznika jest podłączone poprzez kondensator 10nF do wejścia multipleksera. W opisie jest wyjaśnione, że kondensator ten ma za zadanie, doprowadzenie ujemnych impulsów do baz tranzystorów w chwili przełączania się multipleksera.

Dlaczego akurat ten kondensator musi być dołączony do wyjścia Q7, które ja planuję wykorzystać do adresowanie multipleksera ? Gdzie indziej ewentualnie mogę go podłączyć ?

Dziękuję,
Pozdrawiam Piotr,
 
     
Wyświetl posty z ostatnich:   
Odpowiedz do tematu
Nie możesz pisać nowych tematów
Nie możesz odpowiadać w tematach
Nie możesz zmieniać swoich postów
Nie możesz usuwać swoich postów
Nie możesz głosować w ankietach
Nie możesz załączać plików na tym forum
Możesz ściągać załączniki na tym forum
Dodaj temat do Ulubionych
Wersja do druku

Skocz do:  


Powered by phpBB modified by Przemo © 2003 phpBB Group
Strona wygenerowana w 0,04 sekundy. Zapytań do SQL: 10