HomeMade

(19-04-2011 20:21)sp5fcs napisał(a): [ -> ]Mamy w SP kilku Kolegów eksperymentujących z układami DSP oraz kilkunastu, którzy wykonali moduły z PICaStara. Może ktoś zechce podzielić się swoimi doświadczeniami i zaproponuje stosowne rozwiązanie jako wariant do Husara.
Zachęcamy do aktywnego udziału w powstawaniu tej konstrukcji, pracy jest naprawdę dużo a efekt końcowy zależy tylko od nas samych.

Już niedługo zaprezentuję moje urządzenie - na razie jest to odbiornik z 2 przemianą na DSP, Tak jak pisałem poprzednio, jest to kodek + procesor DSP (dsPIC) pracujący na pośredniej f=4..7 kHz (wystrczy do pozbycia się lustrzanki). Zacząłem od eksperymentów na karcie muzycznej komputera, potem na demo board'zie Microchip'a, a skończyłem na własnej konstrukcji. W obecnej chwili oprogramowanie jest we wstępnej fazie alfa, ale działa zadowalająco, dlatego zostałem do tego zachęcony. Działa podobnie do karty dźwiękowej 16-bitowej z PC-ta.
Myślę, że takie DSP można by z powodzeniem wrzucić do np Piligrima i zrobić na nim porządne filtry m.cz. oraz automatykę. Jeśli chodzi o demodulację IQ (zamiast przesuwnika fazowego), to mogły by być problemy z dsPIC-iem (nie wiadomo czy wydoli ze swoją mocą obliczeniową, ale to zależy od użytych filtrów - im lepsze tym musi być większa wydajność procka), no i kodek musi być stereo. We wątku z urządzeniami SDR jeden z kolegów zrobił już coś takiego na ARM-ie.
Co do rodzaju DSP, to jestem za obróbką sygnału w 2 pośredniej, ze względu na:
1 - lepsze tłumienie nieporządanej wstęgi bocznej (80-90dB),
2 - brak szumów m.cz. ze strony niskich tonów (obrabiany sygnał jest przesunięty np. o kilka kHz do góry), które są dotkliwe przy bezpośredniej przemianie. Daje nam to dodatkowy wzrost czułości.
3 - poprzez przesunięcie obrabianej częstotliwości w górę nie musimy odfiltrowywać niskich tonów (tak jak w bezpośredniej przemianie) i nie tracimy jakości dźwięku. Poprzez użycie odpowiednich filtrów można uzyskać pasmo odbierane już od kilkudziesięciu Hz.
4 - stosowanie roofing filtra w 1 p.cz. (filtr kwarcowy) co daje oddzielenie silnych sygnałów pojawiających się obok pasma odbieranego.
5 - ogólnie układ DSP wnosi nieporównywalnie mniejsze szumy niż układy analogowe.
Jednym słowem coś takiego jak stosuje się we współczesnych urządzeniach fabrycznych oraz zastosowane zostało w PICASTAR oraz ELEKRAFT K3.
Myślę, że prędzej czy później dojdziemy do tego, ale wymaga to trochę czasu i chęci.
Filtrowanie sygnałów i demodulacja są bardzo łatwe do oprogramowania, trochę więcej problemów pojawia się w automatyce (AGC). W moim urządzeniu jestem właśnie na etapie szlifowania AGC. Gdyby znalazło się między nami więcej takich kolegów, którzy potrafią programować DSP, to może szybciej dało by się coś z tym zrobić.
Pozostawiam to jako zachętę do dyskusji.

Poniżej na zdjęciu hardware: kodek + procesor DSP (wielokości pudełka od zapałek).

Chętnie bym poczytał o Twoich doświadczeniach, bo rozumiem że układ dsPIC jest chyba niedrogi, to co widzę to prosta płytka - a z opisu wynika że jesteś zadowolony z rezultatów.

Twoje doświadczenia z DSP niskobudżetowym - jak zacząć, jakie narzędzia ile czasu to zajmuje - czy jest jakiś wysokopoziomowy język czy tylko asembler, przykład kodów źródłowych - to wszystko byłoby nieocenione.

Na koniec pytanie - jak ze sterowaniem układu DSP - tzn. czy będzie jakiś wyświetlacz i klawiatura, czy to się zmieści w tym procesorze ?

73! Artur sp2qca

(20-04-2011 16:42)sp2qca napisał(a): [ -> ]... jak ze sterowaniem układu DSP - tzn. czy będzie jakiś wyświetlacz i klawiatura, czy to się zmieści w tym procesorze ?

Sterowanie układu można zrobić na kilka sposobów. Jednak nie polecam pakować wszystkiego do procesora DSP. Procesor DSP ma się zajmować tylko obróbką sygnału. Komunikacja z układem DSP powinna być zrealizowana poprzez zewnętrzny sterownik, który steruje całym radiem.
Dlaczego? Z prostej przyczyny - ograniczona wydajność procesora DSP. Nawet na komputerze z procesorem Pentium taktowanym na kilku GHz program operujący na DSP (np SDR) wymaga dużej ilości zasobów procesora, a zwłaszcza czasu procesora. Takie programy pracują w trybie rzeczywistym i są bardzo "zasobożerne". Jeśli ktoś kiedyś bawił się takimi programami jak PowerSDR ten wie jak one "mułowato" chodzą. Nic za darmo. Lepiej zrobić kilka specjalizowanych sterowników połączonych ze sobą, niż pakować wszystko do jednego. Dzięki takiemu podejściu otrzymujemy urządzenia, które pracują szybko, niezależnie od siebie, a kiedy trzeba, to mogą się wzajemnie komunikować i wymieniać dane. Tak się to robi w dzisiejszej automatyce. Jeden sterownik steruje np wyświetlaczem LCD, inny zajmuje się obróbką sygnałów analogowych, a jeszcze inny łączy ten system w całość.
Poza tym otrzymujemy "modułowość" systemu. Jeśli jakiś element chcemy zmienić, to go po prostu wymieniamy na inny, a resztę zostawiamy nie marnując czasu na budowanie wszystkiego od początku.
W moim urządzeniu procesor DSP pracuje niezależnie i jest połączony poprzez interfejs USART z procesorem głównym, który zajmuje się sterowaniem całością tzn. obsługą przycisków, encodera, wyświetlaniem danych na wyświetlaczu LCD, sterowaniem DDS-a i innych np. przełączaniem filtrów pasmowych itd. Procesor główny wysyła komendy do procesora DSP sterując jego działaniem, natomiast procesor DSP wysyła dane o sile sygnału (S-meter).

Cytat:...jak zacząć, jakie narzędzia ile czasu to zajmuje - czy jest jakiś wysokopoziomowy język czy tylko asembler, przykład kodów źródłowych - to wszystko byłoby nieocenione.

Programowanie trochę czasu niestety zajmuje, narzędzia są dostępne i to oczywiście w języku wysokopoziomowym ( tutaj C ). Jeśli chodzi o dsPIC-a, to można skorzystać z darmowego środowiska programistycznego MPLAB f-my Microchip, do tego trzeba dołożyć kompilator MPLAB C30 (oparty na gcc) dostępny również w sieci. Microchip udostępnił również darmowo bibliotekę DSP, co się nie zdarza innym firmom, a co jest dla nas bardzo cenne - mamy gotową bibliotekę DSP napisaną w asemblerze przez producenta. Do tego niestety trzeba dokupić programator. Jest ich kilka - ja korzystam z jednego z najtańszych tj. PICkit 2 (programmer & debugger). Wszystko jest dostępne i to chyba najtaniej w TME.
Jeśli chodzi o procesor sterujący (główny), to ja stosuję PIC24Hxxx jest to 16-bitowy procesor o wydajności 40 MIPS-ów, który również programuje się w/w narzędziami. Są to bardzo wdzięczne procesory i łatwo się je programuje.
W sieci jest trochę przykładów (programów), nawet sam producent dostarcza bogatą literaturę i wiele przykładów na swojej stronie - polecam.

HUSAR mierzy bardzo wysoko i szkoda byłoby obniżyć jego loty tylko dla faktu wyposażenia go w DSP.
Przypominam co Krzysztof napisał w innym wątku:

Cytat:Osobiście bawiłem się w coś takiego na MPLAB Starter Kit for dsPIC DM330011 (dsPIC33FJ256GP506, codec Wolfson WM8510 - parametry podobne jak w SDR Cube), który zastosowałem do obróbki DSP w moim TRX (2 pośr 4-8 kHz, sampling 16 kHz), przy czym moje filtry miały tłumienie rzędu 80dB (200 taps). To oczywiście działa, ale jak? Przy odsłuchu na paśmie 40m silnych stacji nadających z siłą S9+20dB wszystko wychodzi i czar pryska. Dlatego też zarzuciłem ten projekt. Do urządzeń przenośnych, lub na początek to urządzenie te można polecić, ale nic poza tym.

Wiec albo SDR CUBE nie jest taki zły a cała robota jest już wykonana i dostępna w postaci źródeł albo trzeba znacząco podnieść poprzeczkę dla DSP.

(21-04-2011 6:09)sp9fkp napisał(a): [ -> ]HUSAR mierzy bardzo wysoko i szkoda byłoby obniżyć jego loty tylko dla faktu wyposażenia go w DSP.
Przypominam co Krzysztof napisał w innym wątku:

Cytat:Osobiście bawiłem się w coś takiego na MPLAB Starter Kit for dsPIC DM330011 (dsPIC33FJ256GP506, codec Wolfson WM8510 - parametry podobne jak w SDR Cube), który zastosowałem do obróbki DSP w moim TRX (2 pośr 4-8 kHz, sampling 16 kHz), przy czym moje filtry miały tłumienie rzędu 80dB (200 taps). To oczywiście działa, ale jak? Przy odsłuchu na paśmie 40m silnych stacji nadających z siłą S9+20dB wszystko wychodzi i czar pryska. Dlatego też zarzuciłem ten projekt. Do urządzeń przenośnych, lub na początek to urządzenie te można polecić, ale nic poza tym.

Wiec albo SDR CUBE nie jest taki zły a cała robota jest już wykonana i dostępna w postaci źródeł albo trzeba znacząco podnieść poprzeczkę dla DSP.

Proszę mnie tu nie łapać za słowa...
Swoją opinię o SDR CUBE podtrzymuję. Niestety SDR CUBE nie jest taki dobry jak by się mogło wydawać, powodem tego są jego filtry które mają tłumienie rzędu 60 dB, co jest niewystarczające. Po drugie, jest to odbiornik z bezpośrednią przemianą, mającym wszystkie wady tego typu odbiorników. Demodulacja typu IQ jest tutaj kiepska też z powodu filtrów i zastosowanego w nim SOFTROCKA - im wyższe pasmo, tym gorzej. Tłumienie nieporządanej wstęgi na poziomie max 50dB, co jest również niewystarczające. To co napisałem wcześniej o moich próbach, to tak to wtedy wyglądało, jednak powodem tego był głównie wzmacniacz na wejściu modułu DM330011, który się "przesterowywał" przy silniejszych sygnałach. Zrobiłem coś takiego samemu, ale bez wzmacniacza i sytuacja uległa poprawie. Zmieniłem też mój filtr kwarcowy na trochę lepszy (poprzednio pasmo przepustowe było ok 6kHz, teraz jest 3 kHz), co dodatkowo poprawiło odporność na przesterowania przy silnych sygnałach stojących obok. Przy połączeniu tych dwóch technik (analogowej i cyfrowej) możemy uzyskać bardzo dobre rezultaty. Oczywiście dynamika takiego układu DSP jest w granicach 80 - 90dB, co wynika z zastosowanego kodeka i przetwarzania 16-bitowego, ale pokażcie mi układ analogowy, który ma taką dynamikę. Dynamikę można by jeszcze poprawić dodając regulację wzmocnienia stopnia 1 p.cz., którego wzmocnienie byłoby regulowane przez DSP. Wtedy nawet najsilniejsze sygnały nie mogłyby doprowadzić do przesterowania układu. Jeśli chodzi o filtrację, to nawet stosując super filtry kwarcowe nie osiągniemy tak dobrych parametrów jak to jest w filtrach DSP. Poza tym nigdy nie twierdziłem, że taki układ, jaki wykonałem, jest "najwyższych lotów". Jeśli chcielibyśmy "najwyższych lotów", to musielibyśmy zastosować coś takiego, jak ICOM - kodek o dynamice 115dB + zmiennoprzecinkowy procesor DSP pracujący na kilkuset MHz. Ale myślę, że w warunkach amatorskich raczej mało możliwe i nieopłacalne (koszty). Widzę, że będę musiał dołączyć do mojego postu nagranie z nasłuchu na 40-tce, abyście mogli się przekonać jak to działa.
Jak wcześniej wspomniałem, rzuciłem temat do dyskusji. Może ktoś już w SP bawi się lepszymi kodekami i procesorami DSP i mógłby coś wnieść do tematu - zachęcam. Porównując możliwości i parametry układów analogowych i cyfrowych, wolę już "niższych lotów" DSP niż super skomplikowane układy analogowe.
Weźmy np. taki filtr SCAF, który prezentujecie we wcześniejszych postach. Jego dynamika jest rzędu 80 dB ( THD+N ). Dołączając do tego zniekształcenia i szumy wcześniejszych stopni, uzyskamy może jakieś 60 dB. Natomiast taki prosty układzik DSP, jaki zaprezentowałem daje nam dynamikę minimum 80 dB + demodulację, o wiele lepsze parametry filtrowania sygnału oraz automatyczną regulację wzmocnienia (AGC) i wzmacniacz słuchawkowy. Wszystko to mieści się na małej płytce wielkości pudełka zapałek. Spróbujcie wykonać coś takiego na układach analogowych. Wykonanie dobrej automatyki (AGC) na układach analogowych jest bardzo trudne i skomplikowane, natomiast w układach DSP, to tylko kilkadziesiąt linijek kodu. Oczywiście każdy wybiera to, co lubi i co potrafi zrobić. Ja tylko sygnalizuję, że coś takiego jest do zrobienia. Sam wykonałem różne układy analogowe i cyfrowe, i jak myślicie, dlaczego o tym piszę? Gdyby układy DSP były gorsze od analogowych, to nie traciłbym czasu na pisanie tych postów.

W załączniku wstawiłem próbkę nasłuchu na paśmie 40m (czas: ok godz. 22-giej)

(11-04-2011 8:48)SP4HKQ napisał(a): [ -> ]Głowice magnetofonowe stereo mają indukcyjność od 130 do 160 mH. Taka różnica nie wpływa znacząco na charakterystykę filtru. Większą uwagę należy zwracać na oporność tych głowic. Powinna być w zakresie 200-260 Om (zdarzają się głowice o oporności nawet ponad 1 kOm).

Zmierzyłem 2 glowice AIWA DX. Indukcyjność ok. 87 mH, rezystancja ok. 240 Om....

Jarek, a czym tę indukcyjność mierzyłeś, bo jak miernikiem ma procesorze PIC to ci pokazało nr buta, a nie indukcyjność. Mierniki wykorzystujące generator na LM311 przy tak dużej indukcyjności przestają generować albo ta częstotliwość ma wartość bliską 0 Hz. Wynik pomiaru wyliczany jest z różnicy 2 częstotliwości. Jeszcze w miarę dobrze mierzy do ok 80mH, a jak podłączasz większe indukcyjności to częstotliwość nie spada już liniowo. W takim wypadku masz błędny pomiar. Że tak jest, można sprawdzić podłączając równolegle dwie takie cewki i je pomierzyć miernikiem indukcyjności. Powinno pokazać ok połowę indukcyjności każdej z nich.

Pomiary robiłem fabrycznym miernikiem RLC. I raczej nie podlegają one dyskusji.. Spróbuję jescze mostkiem RLC...

Po pomiarach wynik ten sam 87 mH, 244 Omy.

Koledzy, proponuję aby przy podawaniu wyników pomiarów podawać również co i czym było mierzone.
Głowica AIWA-DX, kupiona w Warszawie na Wolumenie, pomierzyłem 6 szt.
Pomiary mostkiem fabrycznym ESCORT ELC-131D oraz Meterman 37XR.
Na zdjęciu jedna z badanych głowic oraz pomiar na Escorcie (1 cewka, dwie szeregowo, dwie równolegle), przy okazji test zakresu pomiarowego miernika.

Wyniki pomiarów AIWA- DX
Indukcujność: 110...128 mH
Rezystancja : 230... 240 Ohm

Wyszło trochę mniej od pomiarów Zdzisława ale zleży to zapewne od producenta a nawet partii głowic. Rozwiązanie jest proste, należy wykonać pomiary posiadanych głowic i skorygować wartości kondensatorów a w ramach sprawdzenia wykonać pomiar pasma przepustowego wykonanego filtru.

Wykonałem pomiary kolejnego stopnia Husara. Jest to wzmacniacz na J310 po roofing filtrze. Okazało się, że wzmacniacz zrealizowany według "wersji 1", ma oporność wejściową 10 Om. Istnieje możliwość jej zwiększenia, ale wymaga to dobierania T2. Wpływ ma materiał z którego jest wykonany, ilość i sposób nawinięcia uzwojenia. Tak zestrojony wzmacniacz ma oporność 50 Om tylko dla konkretnego stabilnego obciążenia. Następujący po wzmacniaczu stopień Notcha, nie zapewnia tej stabilnosci. Dla prawidłowej pracy roofing filtru konieczna była zmiana wzmacniacza. Wykonany i przetestowany został wzmacniacz w "wersji 2". Jego zaletą jest stabilna oporność wejściowa, niezależna od obciążenia. Wygodna regulacja tej oporności przez zmianę oporników źródłowych. Stałość oporności w funkcji szerokich zmian częstotliwości wejściowej. Dodatkowym atutem jest minimalna ilość zmian na gotowej płytce PCB. Podziękowania dla Piotra SP9FKP, za zwrócenie mojej uwagi na to rozwiązanie.

Zestrojenie tego wzmacniacza polega na dobraniu 2 tranzystorów J310 o jednakowych parametrach, oraz oporników w źródłach tranzystorów na min SWR wejścia wzmacniacza. Osoby nie posiadające mostka mogą dobrać oporniki na prąd płynący w jednym tranzystorze 12-14 mA ( cały wzmacniacz pobiera 24-28 mA) Prawidłowo dobrane tranzystory mają jednakowe spadki na obu opornikach źródłowych z dokładnością max 0.05V. Dławik wejściowy ma ok 100 uH ( wartość nie krytyczna), 12-14 zw. na dwu-otworowym rdzeniu z ferrytu F-201 (stosowany w symetryzatorze antenowym TV na I zakres). Dławik wyjściowy to fabryczna "perełka" 56 uH. W załączeniu schemat oraz wyniki pomiarów. Dodatkowo dla porównania dołączam pomiar SWR opornika wzorcowego 50 Om HUBER-SUHNER AG