Демодуляторы FM-Radio

Всё о качественном звуковоспроизведении (Hi-Fi, Hi-End)

Re: Демодуляторы FM-Radio

Сообщение HR64 » 19 сен 2019 07:20

Оценка результатов проделанной работы с точки зрения звука.
Идея всей работы была простой - получить максимум по качеству звука ФМ стерео приема.
В доработанную SONY ST-SA3ES был встроен демодулятор с ФАПЧ.
Демодулятор изготовлен digiandr по мотивам SONY ST-SA5ES.
Т.к. у меня имеются тюнеры SONY 3 - 2шт., SONY 5(демод с ФАПЧ с завода) -1шт., все это можно более или менее объективно сравнить, то новый демодулятор был встроен в одну из SONY 3.
Надо сказать, что все эти тюнеры прошли предварительный весьма продуманный апгрейд.
Электролиты на пути сигнала были заменены на пленку, максимально , по возможности, керамика так же заменена на высококачественную пленку, доработан блок питания, заменен ряд электролитов по питанию на более качественные. Подобраны качественные современные ОУ. Все это в комплексе дало хорошие результаты, ушел мутняк, заметно повысилась детальность и разборчивость, появились звуки, которых раньше слышно не было, пропадали в общей каше.
После прогрева новых радиодеталей, паек, был сделан вывод, что грешить, как общепринято считать на качество передающей стороны - большая ошибка, проблема в самих тюнерах, хотя в данном случае речь идет о тюнерах достаточно высокого класса (все это серия ES).
В сравнении участвовали и другие высококачественные тюнеры разных производителей.
Что собственно дал демодулятор с ФАПЧ.
Звук оторвался от акустики, появилось пространство и глубина эшелонирования, резко улучшилась стерео картинка. Стали слышны реверберация и переотражения в студии. Детальность и разборчивость еще выросла, до той, которую хотелось бы иметь.
Звук стал легче, воздушней, ушла натужность.
В целом звук этого тюнера начал тянуть на Хай Энд.
Усилитель ламповый, провода в системе межблочные и акустические самого высокого класса.

Таким образом становится очевидным, что у любителей слушать музыку на ФМ стерео есть большой потенциал получить по настоящему качественный звук у себя дома.

На фото тюнер с экспериментальной платой демодулятора с ФАПЧ.

Изображение
HR64
Форумчанин
 
Сообщения: 276
Зарегистрирован: 17 май 2012 07:21
Откуда: Москва

Re: Демодуляторы FM-Radio

Сообщение digiandr » 27 сен 2019 23:33

В. Голуб считает что при астатизме ФАПЧ второго порядка фазовая ошибка будет стремится к нулю. Все это очень интересно, синхронизм самоподдерживается собой же а ошибка на выходе ФД близка к нулю.
для связи digiandr@mail.ru
Аватара пользователя
digiandr
Форумчанин
 
Сообщения: 363
Зарегистрирован: 12 май 2011 23:27
Откуда: Москва

Re: Демодуляторы FM-Radio

Сообщение digiandr » 27 сен 2019 23:42

Посетили мысли... а вот что такое цифровое радио? это поток вполне дискретного сигнала который на время превращается в поле радиоволны чтобы потом стать снова дискретным потоком. Но что-то здесь не то.
Уже говорилось что компьютеры дрейфуют в сторону квантовых то есть на потоках света. Их быстродействие будет в тысячи раз больше нынешних компьютеров и кто тогда скажет, вот у нас есть комп квантовый где перемещаются лучи света но они эти лучи не дискретны и не состоят из нулей и единиц. Значит мы имеет квантовый процессор который по сути аналоговый и работает на волновой природе квантов. Не станет ли цифровое радио передачи дискретных потоков нулей и единиц бредом в будущем?
Даже сегодня вся эфирная цифра существует в эфире как синус-волны, но не как дискретные нули и единицы.
для связи digiandr@mail.ru
Аватара пользователя
digiandr
Форумчанин
 
Сообщения: 363
Зарегистрирован: 12 май 2011 23:27
Откуда: Москва

Re: Демодуляторы FM-Radio

Сообщение digiandr » 04 окт 2019 16:19

Собираю вторую версию демодулятора на заводской плате, платы заказал на заводе JLCPCB. Видимо будем устанавливать такой демодулятор в старый аналоговый тюнер Technics
ST-9030 вместо его детектора отношений. Есть довольно обоснованное мнение что звучание ФАПЧ -тракта с УКВ блоком управляемом не от синтезатора а механический способ существенно улучшит звучание. Правда остаются вопросы с его собственным стереодекодером, не испоганит ли. Но в Сони 3 прокатило нормально и в моем тюнере тоже. Но микросхемы были LA3430 и LA3401 а в техниксе другая. Если все удастся будет отличный пример и повод записать массу семплов звука с демодулятора ФАПЧ и без ограничителя.
Тракт ST-9030 не содержит ограничителя и очень похож на типовой тракт по построению. У него там правда два тракта, узкая полоса отдельный тракт но мы ее трогать не будем.
для связи digiandr@mail.ru
Аватара пользователя
digiandr
Форумчанин
 
Сообщения: 363
Зарегистрирован: 12 май 2011 23:27
Откуда: Москва

Re: Демодуляторы FM-Radio

Сообщение digiandr » 16 окт 2019 23:55

Получил новые платы с JLCPCB начал собирать одну.
2 доллара за 5 штук плат это радует, на второй заказ есть купон а потом есть кошелек.

Терка вопроса показала что с сутью когерентного демодулятора на нулевой несущей второго порядка астатизма никто не знаком. Книга В.Т. Полякова "Радиовещательные приемники с фазовой автоподстройкой" описывает демодуляторы 1 порядка астатизма, причем реализация в схемах не может не вызывать вопросов.
В книге автор четко дает понять что его базис это возникновение сигнала ошибки в результате разности фаз. И это точно, автор не ошибается, действительно при разности фаз имеет место сигнал ошибки. Но демодулятор второго порядка астатизма работает без фазовой ошибки, она стремится к нулю. Чтобы было понятно есть и график из которого ясно что при отсутствии разности фаз нет и выходного напряжения фазового детектора и это правда, напряжения нет, но переменный ток через выход ФД протекает.
Откуда он берется при отсутствии напряжения? От выхода ОУ преобразователя ток-напряжение.
Это существенное различие схем Полякова и демодулятора с нулевой разницей фаз. Это имеет далеко идущие последствия. Первым делом исчезает термин "сигнал ошибки" фазового детектора потому что ошибки никакой нет. То есть сигнал безошибочный.
Во вторых исчезает связь такого демодулятора с понятием "система автоматического регулирования. Это у нас не ворота и не электродвигаетль а синхронный детектор, его задача гораздо сложнее чем просто автоматическое регулирование. И она выполняется. Да, но мозги отказываются понимать, как можно достигать отсутствия ошибки по фазе при единичном усилении фактически в точке управления частотой. То есть всякое действие сопровождается усилиями с нашей стороны, мы к этому привыкли а усилие это усиление. И вот фапч второго порядка астатизма работает без запаса усиления. Причем это принципиальное условие, если будет запас по ООС тогда начнутся процессы характерные для системы автоматического регулирования, возникнет полоса захвата и полоса удержания которая шире чем полоса захвата. Но фапч второго порядка астатизма не подтягивает частоту, чтобы сработать как АПЧГ, как фапч первого порядка, подтягивает частоту с возникновением захвата и щелчка. Щелчок обусловлен наличием избытка усиления. Схема фапч 1 порядка работает с сигналом ошибки по фазе и одновременно с избытком усиления для компенсации этой ошибки. Но скомпенсировать не может и не сможет никогда потому что источником ошибки является сам избыток ООС. Это первое существенное доказательство научного характера как ООС вредит в системах звуковоспроизведения.
Раньше таких доказательств не удавалось вывести, нет, то есть всем или многим известно что усилители без ООС звучат приятнее, но объяснить почему никкто не может.

И вот ООС в схемах Полякова реально вредит и снижает динамический диапазон, так он в своей книге пишет что при сильном сигнале на входе крутизна фачп в петле возрастает так что ООС превращается в ПОС и система самовозбуждается. Это накладывает ограничение на максимальный входной уровень и для этого может понадобится АРУ.
Также не гнушаются и ограничителем. Это свойство очень легко обошли хитрые японцы в схема второго порядка, они нейтрализовали избыток усиления подав в точку управления частотой постоянный сигнал ПОС (не регулируемый) а вот ООС подключена через делитель и регулирует и свой уровень и уровень ПОС таким образом чтобы в точке управления частотой был баланс ООС и ПОС. Но на самом деле ПОС несколько больше, для компенсации потерь в радиокомпонентах.
Это обстоятельство дает уникальную способность ФАПЧ быть высоко чуствительной к качеству компонентов , коненчсаторов, резисторов, ОУ. То есть проявляется собственное звучание этих компонентов и оно проявляется именно благодаря балансу ООС и ПОС. Это никакая не фантастика, еще Момот описывал как в старину радиолюбительства любителям удавалось получить синхронный прием путем прямого захвата сигналом колебаний в регенераторе, но регенератор при этом уже генерил то есть находился в режиме с ПОС.
Входной сигнал радиостанции вызывал снижение ПОС и почти срыв колебаний, но до срыва не доходило. При этом в каскаде регенератора вознкал процесс 1 порядка астатизма с фазовой ошибкой и ошибка проявляясь выдавала напряжение которое и регулировало усиление регенератора автоматически. Это сложно описывать.
Когда вся работа в одном каскаде на лампе...

Никто так не описывал процесс потому что только японская схема собранная на понятных узлах позволяет разобраться. Момот видимо так и не разобрался. Он предлагал ввести дополнительное усиление для введения системы в синхронизм но как удерживать систему от вылета из синхронизма он не предложил. Избыток усиления формирует то самое лишнее усиление от которого и произойдет вылет.
Очень интригуют слова "маховик ФАПЧ" , как будто человек понимал о чем пишет. Поиски источника уперлись в книгу Пола Хоровиц "Искусство схемотехники", кроме этих слов и картинки неверояно лаконичной больше ничего по существу и нет, как будто автор жестко отмерил и отрезал что написать а о чем умолчать.
Еще есть автор Голуб который также занимательно пишет про систему ФАПЧ второго порядка астатизма и раскрывает суть явления, отсутствует ошибка по фазе.
На самом деле ФАПЧ с отсутствием ошибки по фазе были и раньше известны, так к примеру ФАПЧ генератор+демодулятор поднесущей цвета в системе PAL формирует сигнал поднесущей без фазовой ошибки. Но он очень узкополосен, захват ФАПЧ то есть. А звуковой демодулятор напротив очень широкополосен, его полоса рабочих частот около 300кГц не менее. При этом полоса КСС на выходе простирается до 53кГц минимум.

График зависимости выходного напряжения ФД от разницы фаз
Изображение
для связи digiandr@mail.ru
Аватара пользователя
digiandr
Форумчанин
 
Сообщения: 363
Зарегистрирован: 12 май 2011 23:27
Откуда: Москва

Re: Демодуляторы FM-Radio

Сообщение digiandr » 24 ноя 2019 20:31

Получены превосходные звуковые качества на двух новых платах демодуляторов PLL с разными тюнерами, на фото такая плата установлена в тюнер SONY ST-SA3ES
здесь звук
https://yadi.sk/d/9FQUTkF5e2FBZQ
https://yadi.sk/d/hz_tVWthIb1EXw

Оказалась полезной регулировка уровня сигнала гетеродина (ГУН), от его величины зависит коэффициент передачи в петле, бас, нелинейные искажения.
1. На входе платы PLL в трансформаторе раздут СПАМ, происходит его регенерация. Старая теория гласит что СПАМ надо подавить, вот подавите и звучания нет станет.
Этот СПАМ несет энергию и регенерируется, демодулятор принимает этот сигнал как свой родной.
Происходит синхронная фильтрация от многолучевости и по соседнему каналу.
2. Ограничитель- ОТКЛЮЧЕН. Сигнал берется в обход микросхемы LA1235. Если она и нужна в тюнере то для управления стрелками и для выработки сигнала tuned для работы автоматики. Звуком она больше не занимается.
Получена исключительная легкость и прозрачность звучания БЕЗ ОГРАНИЧИТЕЛЯ. Идеальный ЧМ-детектор просит ограничитель выйти вон.

Изображение
Изображение
для связи digiandr@mail.ru
Аватара пользователя
digiandr
Форумчанин
 
Сообщения: 363
Зарегистрирован: 12 май 2011 23:27
Откуда: Москва

Re: Демодуляторы FM-Radio

Сообщение digiandr » 24 ноя 2019 23:58

Вторая такая плата звучит в моем тюнере

https://yadi.sk/d/X23x2bCnKAN-Cw
https://yadi.sk/d/gNtPv6OyYi2oKw
для связи digiandr@mail.ru
Аватара пользователя
digiandr
Форумчанин
 
Сообщения: 363
Зарегистрирован: 12 май 2011 23:27
Откуда: Москва

Re: Демодуляторы FM-Radio

Сообщение digiandr » 28 ноя 2019 10:48

Вчера слушали с коллегой HR64 3 тюнера с установленными платами PLL демодуляторов, впечатления отличные, звук легкий, прозрачный с глубоким басом и грудью голоса.
Проект вышел хороший, некоторые идеи были сиквестированы, некоторые добавлены. В частности формальным открытием было то что демодулятор нормально работает без ограничителя, даже очень желательно его не подключать к выходу каких-либо микросхем усилителей-ограничителей. На слух разница заметная, ограничитель начинает шепелявить звук. Ограничитель дико сжимает динамический диапазон сигналов модуляции, это его задача для использования дедовских "ЧМ-детекторов" на основе детектирования АМ.
Второе удивительное открытие: демодулятор регенерирует входной контур, трансформатор на колечке у меня. При этом повышается чувствительность платы и надо меньше каскадов усиления после Frontend.
Схема была получена компиляцией нужных и хороших узлов. Набег фазы внутри схемы петли оказался больше чем у Sony и некоторые элементы были изменены номиналом.
Лишний каскад усилителя-буфера увеличивает набег, но он регулирует амплитуду и развязывает надежно. Впрочем может быть есть решение как его удалить.
Однако пока удаление не планируется. Используя регулятор амплитуды я получал интересные эффекты и можно подавить самовозбуд петли.
Регулируя усиление буфера вы регулируете также и регенерацию входа и общее усиление платы.
Изначально за основу бралась схема Sony ST-SA5ES.

ЗВУК
как выяснилось запись семплов звука это жалкое подобие того что слышно непосредственно соединяя тюнер с усилителем. Компьютер убивает звучание своими процессами.
Мною даже обнаружено катастрофическое падение звучания просто при обрезке файла и при пересохранении. Например записал я файл длиной 60 минут а потом решил вырезать и сохранить отдельные фрагменты. Так вот звучание при этом будет убито. Записывал 48кгц 16 бит
с3
https://yadi.sk/d/9FQUTkF5e2FBZQ
https://yadi.sk/d/hz_tVWthIb1EXw

RX
https://yadi.sk/d/X23x2bCnKAN-Cw
https://yadi.sk/d/gNtPv6OyYi2oKw
https://yadi.sk/d/qoRDViHPodDy8Q

фото
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
для связи digiandr@mail.ru
Аватара пользователя
digiandr
Форумчанин
 
Сообщения: 363
Зарегистрирован: 12 май 2011 23:27
Откуда: Москва

Re: Демодуляторы FM-Radio

Сообщение digiandr » 29 ноя 2019 16:02

Задумана разработка городского высокоуровневого FRONTEND УКВ FM 87.5-108МГц
Мощность сигналов в городской квартирной антенне такова что работать без аттенюатора нельзя. Если он выключен 70% станций не принимаются, сплошное забитие.
Если включить то кое как принимаются. Задуман блок УКВ который позволит принимать максимум станций в режиме город-широкая полоса. Дело даже не в том чтобы принимать радио Шоколад или радио "глазированный сырок", главное чтобы нормальные станции типа Орфей можно было принимать с хорошим качеством.
Ранее на моем тюнере стоял заводской фронтенд, хуже его не бывает, даже советские лучше. Я его выбросил и установил блочек от тюнера Сони старой модели, блочек оказался не плох. Но требовал большего напряжения управления до 30в. Прежний только 12в. Схема управления такая же, просто надо ей скормить 30в.
Блочек старого типа старой топологии. Входной УРЧ-СМЕСИТЕЛЬ ГЕТЕРОДИН.
Считаю надо отказаться от УРЧ, все равно в городе от него только вред, смеситель надо собирать кольцевой на диодах шоттки, ни в коем случае не готовый типа ADE1+, это такой шлак кошмарный что слов нет. На рассыпухе смеситель, трансформаторы на кольцах или биноклях, гетеродин-схемы известные с буфером на синтезатор.
для связи digiandr@mail.ru
Аватара пользователя
digiandr
Форумчанин
 
Сообщения: 363
Зарегистрирован: 12 май 2011 23:27
Откуда: Москва

Re: Демодуляторы FM-Radio

Сообщение digiandr » 08 дек 2019 13:28

Еще одни открытием стал фильтр-МАХОВИК, чтобы понять надо сравнивать это с механическим маховиком, например блин виниловой вертушки.
В системах с Pll маховик играет роль высокодобротного фильтра цепи ООС и ПОС для регулировки скорости. Суть маховика в его кинетической энергии, которую надо сначала набрать а потом гасить. Это не просто, блин тяжелый обычно. И ввиду своей тяжести блин обладает памятью на угловую скорость. То есть для ее регулировки не обязательно прикладывать максимум усилия. Достаточно самого легкого воздействия чтобы скорость повысить или убавить, остальное на эффекте памяти.
То же самое и в демодуляторе PLL , маховик реализован конденсатором относительно большой емкости через который замыкается делитель ООС но ООС также замыкается и через резистор 470ом. Функция этого конденсатора вообще не обрабатывается мозгом, он отделен от другого конденсатора в цепи Vref +5.6v только резистором 470ом и все что можно предположить это дополнительная очистка напряжения Vref. Однако функция другая. Мною были проверены конденсаторы полярный ELNA Cerafine и неполярный Nichicon MUSE BP ES, звучание у них различается по басу. На мой взгляд ELNA басит сильнее. Добавление емкости Х2 также улучшает бас, но не значительно. Сопротивление резистора резко влияет на эффект. При замыкании эффекта нет, при увеличении эффект плавно исчезает.
Интересно что в демодуляторе Kenwood такого конденсатора нет как и эффекта соответственно.
для связи digiandr@mail.ru
Аватара пользователя
digiandr
Форумчанин
 
Сообщения: 363
Зарегистрирован: 12 май 2011 23:27
Откуда: Москва

Пред.

Вернуться в Аудио

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1