+- HomeMade (http://sp-hm.pl)
+-- Dział: Urządzenia nadawczo odbiorcze KF (/forum-62.html)
+--- Dział: Dyskusja ogólna (/forum-63.html)
+--- Wątek: Automatyczna Regulacja Wzmocnienia (/thread-594.html)
RE: Automatyczna Regulacja Wzmocnienia - SP5FCS - 03-01-2011 1:08
(07-12-2010 9:20)SP2JQR napisał(a): A może ktoś opracuje dobre szybkie ARW na zwykłym znaczne tańszym procesorze? Wiele typów procesorów ma wbudowane dość szybkie jak na częstotliwości akustyczne w zakresie telefonicznym przetworniki analogowo - cyfrowe. Mógłby to być jeden z tematów wspólnego projektu. Można przy tej okazji pomyśleć o innych aspektach dobrego ARW, takich jak odporność na krótkie impulsowe zakłócenia. Nie ma nic za darmo. Jeśli przyśpieszymy czas zadziałania ARW to nowym problemem staje się jego wrażliwość na zakłócenia. W układach analogowych to duży kłopot, ale w cyfrowych już nie.
Możliwości popularnych, współczesnych procesorów 8 bitowych są duże ale przy postawieniu wysokich wymagań na nowoczesne ARW mogą być kłopoty z wykonaniem takiego projektu.
Klasyczne AVR-y z rodziny ATmega mają przetworniki 10 bitowe z czasem konwersji ADC (13...260)us, do 15 kSPS. Przetwornik wymaga zegara z przedziały (50...200)khz. W aplikacjach z zegarem 16MHz, przy dzielniku /128 mamy zegar przetwornika 125kHz, jedna konwersja ADC wymaga 13 taktów co daje nam częstotliwość próbkowania ADC na "pełnym biegu" około 9,6kHz. Możemy podnosić zegar przetwornika co spowoduje spadek dokładności konwersji. Szybkość przetwarzania ADC nie jest wielka ale na potrzeby AWR powinna wystarczyć. Zaletą AVR-ów jest duża szybkość pracy procesora szczególnie kiedy kod napisany jest w assemlerze.
Kolejnym problemem pochłaniającym czas procesora jest obróbka danych pomiarowych (zapis, porównywanie, uśrednianie, filtrowanie) oraz procesy decyzyjno-regulacyjne. Dlatego aby oszacować przydatność dostępnych procesorów do wykonania takiego projektu należy określić minimalne wymagania jakie musi on spełnić aby warto było go budować.
Pierwszy problem do rozwiązania to częstość próbkowania sygnału z detektora ARW. Jeśli chcemy uzyskać efekt szybkiej automatyki to jej czas odpowiedzi powinien wynosić około 1ms. Cały proces pomiaru, obróbki i odpowiedzi automatyki musi być krótszy od tego czasu. Kolejnym czynnikiem wpływającym na częstość próbkowania są zakłócenia impulsowe. Jeśli automatyka ma je wykrywać i redukować musi działać odpowiednio szybko.
Pamiętajmy jednak, że procesor oprócz pomiarów musi realizować inne zadania (podtrzymanie automatyki, filtracja, uśrednianie, powrót ARW).
Dane pomiarowe muszą być poddane filtracji, uśrednieniu aby wypracować dane do wolnej automatyki. Głównym problemem jest filtracja zakłóceń impulsowych aby nie wpływały na poziom wolnej ARW.
Jeśli wypracowane wspólnie wymagania nie przerosną możliwości procesora to możemy spróbować wykonać takie cyfrowe ARW.
RE: Automatyczna Regulacja Wzmocnienia - SP3SWJ - 03-01-2011 1:33
Przykład cyfrowego ARW w projekcie DIGIREX
http://www.digirex.pl/cyfrowe.html
projekt z 2005 roku by SP3FHI
i jeszcze jeden fajny projket z cyfrowym AGC 106 dB
TO3DSP
W tym projekcie zastosowane sa moje ulubione filtry wejsciowe...
RE: Automatyczna Regulacja Wzmocnienia - SP9FKP - 03-01-2011 11:08
Vactrol to hybryda złożona z diody elektroluminescencyjnej (tego słowa nie da się napisać za pierwszym podejściem) i fotorezystora. Cechą charakterystyczną jest zależność rezystancji fotorezystora od prądu diody LED w szerokim zakresie, niskie szumy a także znakomita separacja galwaniczna. Dla modelu VTL5C9 rezystancja zmienia się od 100 omów do ponad 50 megaomów czyli ponad 110 dB.
W odróżnieniu od zmiennej rezystancji kanału tranzystora FET rezystancja jest stała przy dużych amplitudach przyłożonego napięcia i nie wymaga linearyzacji. Szumy też są bardzo małe choć nie definiowane katalogowo.
Wszystko to sprawia, że element ten szeroko wykorzystywany jest technice audio. Jakiś czas temu zaaplikowałem ten element do toru ARW w klasycznym układzie regulacji ujemnego sprzężenia zwrotnego. Dla wzmocnienia 20 dB (470k/47k) bez trudu można uzyskać ponad 70 dB zakresu regulacji (do ponad -50 dB). Ale nawet przy całkowicie wysterowanym fotorezystorze nie da się uzyskać "zwarcia". Dlatego potrzebny jest dodatkowy regulator. Można np. regulować wzmocnienie kolejnego stopnia przedwzmacniacza. Pokusiłem się o eksperyment i spróbowałem zrealizować to w jednym stopniu. Skoro można tłumić o -50 dB to gdyby przyjąć wzmocnie tego rzędu, zakres wyniósłby 100 dB. Od strony układowej potrzebny jest drugi element regulacyjny działający odwrotnie do głównego. Schemat jest bardzo prosty, jednak próby pokazały, że utrzymanie stabilności układu w tak szerokim zakresie jest trudne. Wypróbowałem NE5532, LM833, TLC272 i NE4562 z różnymi efektami.
Poniżej szkic układu początkowego, może ktoś pójdzie tym tropem
[attachment=2242]
RE: Automatyczna Regulacja Wzmocnienia - SP2JQR - 03-01-2011 22:50
W swoim Piligrimie również przez pewien czas testowałem foto - optyczny układ ARW. Zakres regulacji wynosił około 70dB. Element fotorezystor - czerwony LED był dokładnie taki sam jak w kompresorze nadajnika. Potem jednak powróciłem do pierwotnego układu jako prostszego, modyfikując go jednak, aby pracował możliwie szybko korzystając z czterofazowego detektora.
Też doszedłem do wniosku, że regulacja musi być w dwóch stopniach. Najprościej praktycznie bez przeróbek pierwotnej płytki Piligrima jest dodać regulowany wzmacniacz na oddzielnej płytce tak zaprojektowany, że bez sygnału ARW będzie miał wzmocnienie około 10dB dla dolnych pasm i nieco więcej dla górnych. Przy pełnym wysterowaniu ARW powinien on wnosić około 30dB tłumienia. Charakterystyka regulacji może mieć ustawione załamanie przy sygnałach powyżej S+9 a nawet wyżej - zapewni to dobry stosunek sygnał szum.
Byłby to dobry układ do masowego kopiowania. Bardziej wyrafinowane przeróbki ARW Piligrima musiałyby zmienić rozkład wzmocnienia w torze odbiornika, aby w pełni wykorzystać wielką dynamikę mieszacza.
Cieszę się, że być może wystartuje projekt cyfrowego ARW. Spróbuję za jakiś czas sformułować wstępne założenia, ale nie chciałbym w tym być osamotniony.
RE: Automatyczna Regulacja Wzmocnienia - SP9FKP - 04-01-2011 10:56
Jest jeszcze jeden element potencjalnie przydatny do ARW. Myślę o optofecie (photoFET). Element ten nie jest tak doskonały jak VACTROL ale przy założeniu nieco gorszych parametrów może okazać się przydatny, tym bardziej, że ma mniejsze gabaryty i cenę. Dostępność na tym samym poziomie, bez problemu do kupienia w Łodzi.
Właśnie zabieram się do testów ...
RE: Automatyczna Regulacja Wzmocnienia - SP9FKP - 11-01-2011 13:57
Krótki raport z pola bitwy. Optofety sprawują się bardzo dobrze. Zaskakująca jest powtarzalność charakterystyk, na trzy posiadane egzemplarze zależność rezystancji od prądu jest lepsza niż 10%. W zakresie amplitud powyżej 200 mV pojawiają się zniekształcenia, dlatego konieczne jest włączenie w pętlę ujemnego sprzężenia zwrotnego dla minimalizacji tego efektu. W typowym układzie zakres regulacji 70 dB osiągany jest bez problemu przy zniekształceniach nie większych od 1%. Dlatego jeśli potrzeba jest więcej, trzeba objąć pętlą kolejny stopień. Dla tradycyjnych FET-ów trudno jest uzyskać pełne zamknięcie kanału przy -5V, trzeba selekcjonować. W układzie Optofeta sterowanego ze źródła prądowego to "bułka z masłem". Polecam.
RE: Automatyczna Regulacja Wzmocnienia - SP9FKP - 17-01-2011 15:04
Przy okazji ćwiczenia różnych wariantów automatyki na m.cz. w oparciu o regulację rezystancji w sprzężeniu zwrotnym pokusiłem się o porównanie układu rzeczywistego z symulatorem. Jedyny krytyczny element to FET J310. Udało się znaleźć egzemplarz dający prawie identyczną odpowiedź co symulator. Niestety, nie dam rady zrobić zdjęcia z oscyloskopu, musicie poczekać na cyfrowy. Ale załączam wynik z symulatora, gdyby ktoś miał ochotę poćwiczyć.
Przy okazji można zobaczyć różnicę między pół/pełno okresowym prostownikiem.
[attachment=2364]
RE: Automatyczna Regulacja Wzmocnienia - SP9FKP - 19-07-2011 20:14
Najnowszy numer Elektronika (7/2011 str. 55) przynosi informację o nowej bibliotece Auto Gain Control dla procesorów dsPIC. Pracę automatyki reguluje aż 9 różnych parametrów, rzecz jasna wzajemnie wpływających na siebie. Warto popatrzeć jak podchodzą do tego zagadnienia spece od Microchip'a ...
RE: Automatyczna Regulacja Wzmocnienia - SP2FP - 01-02-2015 18:07
Uruchamiam trxa z pośrednią 10 MHz i pomiarem sygnału do arw przy wykorzystaniu ad8307 mierzonym przed detektorem m.cz.
Udało mi się zapisać działanie ARW .
Pomiar był zrobiony przy użyciu trxa z pamięcią cq na telegrafi postawionego obok z wpiętym kabelkiem jako antena - moc 0,1W jako generator
Różnica poziomu sygnału około 70 db
Wykres żółty to pomiar nap na wyjściu sondy AD , Niebieski to napięcie na wzmacniacze pośredniej . Czas opadania ustawiony dla ssb -około 4 sekundy dla pełnego zakresu dynamiki .
Układ mógł działać jeszcze szybciej ale bardzo dobrze reagował na trzaski i wtedy automatyka wycinała odbiór ładując kondensatory i efekt odsłuchu był nie do przyjęcia .
Dorzucam schemat pośredniej z tym ARW .
Jestem ciekawy waszych spostrzeżeń .
RE: Automatyczna Regulacja Wzmocnienia - SP2JQR - 01-02-2015 19:46
Aby automatyka była szybka i jednocześnie odporna na trzaski można wykonać dwa układy równoległe. Jeden układ szybki i drugi powolny. Układ szybki powinien być bliżej regulatora a układ powolny odseparowany diodą.
Wówczas krótkie impulsy będą wyzwalać tylko układ szybki. Stała czasowa powinna być mała, aby sygnał szybko zanikał. Krótkie impulsy będą wycinane, jednak nie będą wpływały na średni poziom sygnału i z powodu szybkiej reakcji nie będą blokować odbieranego sygnału na długi czas.
Można jeszcze dodać trzeci układ - zmiany stałej czasowej: bez sygnału szybka, z sygnałem wolna. Ten trzeci układ powinien być podłączony do układu powolnej ARW. Uzyska się w ten sposób tzw ARW zawieszaną, lub coś pośredniego między klasyczną ARW a zawieszaną jeśli odpowiednio dobierze się parametry czasowe.