www.elektronik.si

[Jernej_]

Roman Black ima na svoji spletni strani (www.romanblack.com) privlačno rešitev za (BTC) "sound encoder". Program iz WAV-datoteke pripravi datoteko, ki ob "reprodukciji" preko RC-vezja povrne original. Gre za dobro znano delta-de/modulacijo. Privlačnost rešitve je silna preprostost strojne opreme (HW) za relativno obsežne reprodukcije.
Težava na katero sem naletel je izredno slaba kvaliteta zvoka. Možno je, da sem BTC-datoteko slabo prenesel v pomnilnik iz katerega PIC črpa delta-informacijo. Glede na DM-teorijo sem pričakoval mnogo boljše rezultate - zato prosim za morebitne izkušnje s tovrstnimi rešitvami. Hvala! J

[Sokrat]

Shema filtra ? Oscilogrami izhoda za filtrom ?

[Jernej_]

Sokrat! V uporabi je čisto navaden RC-člen. Oscilogram je "razmazan", pač odvisno od datoteke. No, periodičen zapis (npr. sinus) je vendarle bolj zgovoren, vendar ne pove dosti - za oceno je verjetno bolj primerno razmerje S/N. Za predstavo si oglej omenjeno spletno stran, ki omogoča spremljanje signala tudi na izhodu RC-člena od bita do bita. Glede na tam ponujeno simulacijo, rezultat ni slab, nasprotno od mojih rezultatov. Preden pokopljem vse skupaj, bilo bi pa škoda (če kaj vendarle delam narobe), bi rad izmenjal rezultate še s kom. J

[Sokrat]

Ne zanima me simulacija, to znam narediti sam. Zanima me ali imas oscilogram (na njem se vidi ali filter sploh kaj pocne, torej ali je sploh ustrezno izbran) in vrednosti komponent v filtru (zato sem vprasal za shemo), sicer se nima smisla ubadati s tvojo tezavo.

Enostopenjski RC filter je najmanj oster od vseh moznih izbir, idealno pa bi na izhodu moral imeti cimbolj oster filter, da sploh demoduliras izhod nazaj v audio.

Ce je za povrh se frekvenca (cutoff) tvojega filtra postavljena previsoko (glede na modulacijsko frekvenco), bo izhod seveda nekaj neuporabnega.

Brez omenjenih podatkov je vse skupaj samo ugibanje. Prilepi oscilograme (en kanal pred filtrom, drugi za njim; zraven seveda napisi kaksen bi moral biti izhod) ter shemo.

[Sokrat]

Aja, pa se to: seveda predpostavljam, da si oblikoval signal (tisti, ki je vpisan v MCU) tako, da ga nisi unicil, ter da je bil prej primerno omejen za predvajanje. Ce si napisal svoj program za pretvorbo, potem si zagotovo preverjal da morda ne pride do prestrmega naklona (slope overload) in ali je vhodni signal omejen na vsaj nekajkrat nizjo frekvenco, kot je frekvenca modulacije.

Oboje je najpreprosteje resiti z visanjem frekvence modulacije, a to je zadovoljiva resitev samo dokler tvoje zahteve (sem spada poleg frekvence signala tudi locljivost) ne presezejo zmoznosti naprave. Stevilke rasejo zelo hitro, zato se enkrat preveri ce si sploh zadostil pogojem za predvajanje tvojega signala.

[Jernej_]

Seveda hvala tudi tokrat, Sokrat, za vse pripise! Po testih sodeč BTc-dekoder deluje tako kot je zamišljeno le, da kvaliteta zvoka močno zaostaja za "pričakovanji". In prav ta sem želel preveriti tu, na našem forumu. S problematično kvaliteto reprodukcije se trudijo (in obupujejo) tudi drugi avtorji (tujih) forumskih poročevalcev. Kot rečeno, v osnovi je ideja zelo simpatična (mikrokrmilnik, pomniknik reda nekaj sto kbajtov in ojačevalnik/filter) za relativno dolge zvočne zapise (reda minut - tako kot sledi po avtorju). Toda nikjer ne opazim resnega "teoretičnega" pristopa, če so že težave (v opravičilo: gre za izrazito nelinearno problematiko). Namreč, klasična (linearna) DM (enojna integracija) se "izkaže" šele pri frekvencah "vzorčenja" nad 60 kHz (ter vsaj 60 dB dušenja - vse velja za govorne frekvence), izvedbeni BTc-primeri pa uporabijo WAV-datoteko z 10 kvzorci/s, morda 20 kvzorci/s (vključno RB). Za predlagano izvedbo BTc-dekoderja si podrobnosti (vezje, oscilogrami) lahko ogledamo zgoraj omenjeni spletni strani. J

[Sokrat]

Stran je grda, natlacena z utripajocimi bedarijami in nasploh zelo neberljiva. Komaj sem nasel opis te "BTc" zadeve, kot ji pravi avtor, in ne gre za nic posebnega - vse skupaj je podobno predvajanju zvoka na OPCju, preden so "izumili" DAC kartice/adapterje (Adlib, Covox, SB, itd.) za predvajanje PCM zapisov. Bolj primeren naslov teme bi sicer bil "sigma-delta" modulacija.

Teorijo, ki je tukaj zadaj, najdes v vsaki knjigi o digitalnem procesiranju signalov in to kar na prvih straneh. Oglej si recimo tole. Ce imas kaksno konkretno vprasanje, vprasaj.

"Zastonj kosila" ni. Ce zelis kvaliteto, potem mora biti produkt frekvence vzorcenja/predvajanja in ostrine filtra cimvisji glede na zgornjo frekvenco signala, katerega zelis predvajati. Nujno pogoj je tudi, da zadostis Nyqvistovemu kriteriju, sicer bo skripalo, a ze zaradi locljivosti (najbrz zelis vec kot 1 bit/sample) temu prakticno vedno zadostis.

Ce bi objavil oscilogram na izhodu tvojega filtra, bi se videlo v cem je tezava v tvojem primeru. Iz tvojih sporocil namrec sklepam, da poskusas predvajati zvok iz zvocne datoteke (omejen na 22 KHz), katerega seveda ne mores kvalitetno zajeti z 10-20Ksps. Ker vzorcis z 1-bitnim ADCjem, je potrebnih precej vzorcev na vsako periodo, da prides do vsaj priblizno uporabne bitne locljivosti (8 bitov/sample je verjetno spodnja meja uporabnosti za govor/muziko). Stevilke strmo narascajo, kot sem ti ze napisal, in za normalen govor (4 KHz @ 8 bit) bos potreboval precej hitrejse vzorcenje/predvajanje kot 10-20Ksps (takole cez prst bi ranga nekaj 100 Ksps najbrz zadoscalo; mudi se mi in nimam casa racunati).

[borber]

Jernej, najprej definiraj to popačenje zvoka, malo bolj ga opiši, kako se sliši. Šele potem bi jaz teoretiziral. Predvidevam, da težava ne tiči v teoriji ampak v praksi.

[Sokrat]

[borber]

Tega nisem hotel še jaz ponavljati in sem ponudil nadomestek. Jernej, verjetno nima osciloskopa.

[Jernej_]

Na fakulteti sem imel profesorja matematike, verjetno enako zahtevnega kot marsikje drugje. Pisni del trojke smo opravljali v dveh delih: prvi del v vso literaturo, ki si jo uspel prinesti na izpit, drugi del pa brez nje (zanesti si moral le na lastno pamet). Nalogo iz prvega dela je študentu priznal v celoti (100 %), če je bil naveden zgolj vir (verjetno bi štel celo v slabo, ko bi prepisal še rešitev iz knjige).
Upal sem, da sem dovolj obzirno (in jasno) napisal kje so stvari, ki jih zahtevata Sokrat (cenim ga, čeprav se osebno ne poznava, in zelo se mu hvaležen za ukvarjanje z nekim mojim problemom na začetku leta) in z malo humorja tudi Bober, če želim pomoč. Ne prosim za analizo mojega "nesrečnega" dekoderja, prosim le za eventuelne (slovenske) izkušnje z BTc-dekoderjem Romana Blacka. Za moje izvedbeno vezje sem se prepričal, da deluje kot sem načrtoval (kar sem tudi že omenil), očitno pa neuspešno (z nekaj besedami sem opisal zakaj). Upam, da imam toliko izkušenj, da sem prepričan, da ne (moja) shema, ne oscilogram ne bi prav ničesar pripomogla k gornji razpravi. Resnično mi je hudo, da se ne "razumemo". J

[Sokrat]

@borber: Jaz sem pa preprican, da Jernej (avtor bukve o elektroniki ?) osciloskop ima

@Jernej_: Hkrati sem tudi preprican, da vem kje je tezava (v tvojem nerazumevanju delovanja oz. v preoptimisticnih pricakovanjih), in da bi se to videlo iz (ze cetric sem vprasal za to, tokrat je ze petic) oscilogramov in izbire komponent.

Ti bi rad izkusnje z modulacijo oz. s predvajanjem tako moduliranega bitstreama. Fino, tukaj ni problema: zadeva v praksi (t.i. "demo" programcki za PC; najbrz zadevo poznas iz drugih hisnih mlinckov, morda si jih pa videl tudi na PCih) deluje cisto OK, in to brez LP filtra, ce zanemaris parazitivne lastnosti squeakerja. To lahko potrdim jaz.

Ocitno je, da je tezava nekje drugje. Daj si dopovedati, da nemores premikati fizikalnih omejitev. Ce bi rad koristen nasvet, potem POVEJ KJE JE DEJANSKO TEZAVA, torej prilozi shemo, prilozi oscilogram, opisi predvajan podatek (kako je frekvencno omejen pred vzorcenjem, kako je vzorcen, kaksna je napaka vzorcenja). Ce si naredil svoj enkoder (kar bi bil zame prvi korak - ne mores se zanesti na nekoga z druge strani planeta, ki niti svoje internetne strani ne zna urediti ), bi ta izpisoval vsaj se napako v obliki THD, ob predpostavki, da gre izhod skozi idealen filter. Dokler ni sinteticno izracunani THD pod (recimo) 20%, je nasa debata precej nesmiselna. Ko je THD pod 20%, je se vedno potrebno ugotoviti kako dalec se ga da zmanjsati s pomikanjem parametrov delovanja (frekvenca vzorcenja/predvajanja, ostrina filtra) naprej. Ce je to v okviru razumnih mej, denimo pod 10%, idealno cimnizje, potem je smiselno sprasevati druge ljudi za pomoc pri iskanju napak. Do tam je vse skupaj samo zapravjanje casa, ce ti ne opravis svojega dela ali pa vsaj ne omogocis drugim, da ga opravimo namesto tebe.

Na tem forumu je kar nekaj ljudi, ki imajo zelo dobro formalno izobrazbo s tega podrocja, pa tudi nekaj takih, ki imajo prakticne izkusnje, a ti nobeni od njih ne morejo pomagati, ker skrivas (zakaj ?) kljucne informacije. Predstavi konkreten problem, s konkretnimi podatki ... ti konkretni podatki so lahko samo v opisni obliki, samo da je jasno kako so ti podatki filtrirani pred vzorcenjem in kaksna je frekvenca vzorcenja. iz tega se da izracunati ali so tvoja pricakovanja prevelika, ali pa je problem tehnicne narave.

[Sokrat]

Dodajam se clanek o relevantni (de)modulaciji, kjer je poleg teorije tudi algoritem za vzorcenje v psevdokodi. Tega lahko preprises v jezik ,ki ti je najbolj pri srcu, in uporabis za izdelavo tvojega bitstreama.

Tisti "BTc" se bo razlikoval od tega le v tem, da (baje) avtor tam uproablja nekaksno kompresijo ... kar je sicer precejsnja neumnost; ne mores nakljucnega niza podatkov (kar je tudi vzorcen zvok) brezizgubno komprimirati z dovolj dobrim razmerjem, lahko pa jih z nekaj malega izgub, a z ogromnimi prihranki.

-=-=-=-=-=-=-=-

Uuu, zdaj sem cisto slucajno spet naletel na zelo informativno povezavo, na katero sem te zele napotiti ze vceraj: klikni sem. Tukaj je najvec infromacij konkretno s tega podrocja, ki te zanima, na najmanj prostora.

[borber]

Jernej, kaj praviš na trditev, da ti vezje (mislim tudi na softver) deluje, kot si načrtoval in to neuspešno. Kaj tu še ni jasnega.

ps: ne Skubic ne Vadnjal ti nista zagotovila, da ne boš delal napak

[Jernej_]

Pripenjam shemo BTC-dekoderja. Mikrokrmilnik U3 (PIC12F683) na izhodu U3/2 generira DM-bitni tok, ki je "zapisan" v pomnilniku U2 (25AA256), sledi enojna integracija po navodilu Romana Blacka (npr. R2=1,5 kohm, C7=2,2uF, R6 ni vstavljen), vzorčim s frekvenco iz WAV-datoteke (npr. 9,9 kHz za Dick09.WAV). Filter (f~3 kHz) in ojačevalnik sta uporabljena po proizvajalčevi dokumentaciji.
Iz WAV-datoteke BTc-SW generira bitno kodo za PIC (asm). To "oklestim" in vpišem v omenjeni Microchipov pomnilnik. Reprodukcijo startam s tipko.
Kaj pa oscilogrami? Z dekoderjem sem se ukvarjal konec lanskega leta ... če bo sila, jih bom pač posnel. Toda, ne oscilogrami in ne shema ne morejo ustreči prošnji, tako vsaj mislim.
Ali res? Osnovna težava dekoderja (ki je stvar debate) je v tem, da je vzorčenje "prepočasno". Za govor klasična DM zahteva vsaj 60 kHz (Sokrat navaja celo 100 kHz), kar pa WAV-postopek ne omogoča (vsaj kot je meni znano). Nekaj izkustvene problematike je sem prispeval še Sokrat in za nameček še linke do (šolske) literature. Najbrž bi to moralo zadostovati za oceno BTC-dekoderja. Sokratovo mnenje ni edino, nekje sem prebral, da se le z malo več cvenka da doseči (izdelati) mnogo bolj kvalitetno reprodukcijo.
Za moje "napake" pa prof. Skubic (in Tomšič) seveda nista prav nič odgovorna. Hvala vsem in obema udeležencema diskusije, posebno Sokratu! J