Proje: D-Class Amplifikatör Yapıyoruz!!

[robomaster]

bir yerde adc cevriminden once mutlaka sinyalin orneklenmek istenen maksimun frekans degerinin ustunun filtre edilmesi gerektigini okumustum. parazitler dahil. bir seye yol aciyordu ama teknik terimi su an animsayamadim.

[FxDev]

Arkadaşlar merhabalar,

Yüksek sesli frekansların yanında örneğin 10kHz kare dalga gibi bir sinyalin de bileşenleri filtreleniyor bu şekilde. Çoğu Audio devresinde bu tür bir giriş filtresi mevcut. Nedenini araştırmadım, sonuç olarak biraz butterworth filtrenin çalışmasını merak etmiştim. Bu arada işte devrenin sonuçları. Sarı giriş sinyali, mavi çıkış sinyali, mor ise iki sinyalin birbirinden çıkarılmış hali ki haliyle 1.65V civarlarına oturmalı.

Bunlar gerçek audio out çıkışından alındı bilgisayarın. Bu arada bilgisayardan bilgisayara değişiyor sanırım ama şu an test ettiğim bilgisayarda ses çıktısı 4V'ta varabiliyordu.

[robomaster]

10khz nin bileşeni ne demek hocam?

[FxDev]

10kHz kare dalganın frekans bileşenlerinden bahsediyorum.

[robomaster]

Frekans domeni grafiğinde görülebileceği üzere, kare dalgalar çok sayıda harmonik bileşen barındırır. Bu durum elektromanyetik radyasyona, dolayısıyla gürültüye ve hatalara sebep olabilir. Analog-dijital çeviriciler gibi yüksek hassasiyet gerektiren devrelerde, olumsuz etkilerin önlenmesi amacıyla, zaman referansı olarak kare dalgalar yerine sinüs dalgaları tercih edilir.

@Fxdev yukarıdaki bilgiyle bağ kurabilir misin?

[t2]

Ses zaten sinüs. İçinde harmonik, parazit  var mı ? yok mu?  diye niçin bakıyorsunuz? 

mesela mp3 çalar  veya cep telefonu kulaklık çıkışında ne gibi sorun olabilir?

Sadece tek kat RC filtre yetmez mi?

[robomaster]

Ses zaten sinüs. İçinde harmonik, parazit  var mı ? yok mu?  diye niçin bakıyorsunuz? 
mesela mp3 çalar  veya cep telefonu kulaklık çıkışında ne gibi sorun olabilir?
Sadece tek kat RC filtre yetmez mi?

Anti-aliasing diye geçiyor hocam.

When sampling audio signals at 44.1 kHz, the anti-aliasing filter should have eliminated all frequencies above 22 kHz. The input frequency (in this case, < 22 kHz), not the ADC clock frequency, is the determining factor with respect to jitter performance.

Bence de sorun olmaz gibi geldi. Mp3 çalar ve cep telefonu çıkışı 22khz den yüksek frekanslı çıkış vermiyorsa.

[FxDev]

Arkadaşlar sizler de bir devre kurup deneyip sonuçlarınızı paylaşınız, yoksa iş polemiğe dönecek senin ki benim ki gibi. Ortada bilimsel veriler olmadan.

Ben bugün aktif bir filtre kurdum, çalıştırdım, sonuçlarını paylaştım. Alanım güç elektroniği olduğu için özellikle filtreler konusunda çok titizim, ses konusunda bir tecrübem yok öğrenmeye çalışıyorum bu proje ile birlikte fakat konu filtre oldu mu her şey yine aynı benim nazarımda.

Konu şudur: Bir ölçüm sinyalinin ucu dışarı açılıyorsa kablo uzuyorsa lamı cimi yok o kablo gürültü alır. Radyasyonla ya da başka etkilerle.

@Robomaster: Kare dalganın etkisi bu gibi devrelerden ziyade yüksek akım çeken devrelerde daha çok kendini belli eder. Özellikle dI/dt çok yüksekse. Bu oranın yüksek olması devredeki parazitik endüktansların etkisini çok belli ettirir. Ben yazılan yazıdan onu anladım.

Dip not: Paylaştığın bilgi ile şimdi oturdu nedeni.

http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1272469

[mistek]

Ben yarın lm358 li ve dirençli devre kurup ikisininde çıkışlarına bakacağım.

Kablo uzadıkça gürültü alacağı aşikar. Ama ne kadar?
20cm kulaklık kablosu ile ve 3 metrelik zil teli kablosu ile ses sinyalini taşıyıp çıkışları burada paylaşırım.

[mistek]

Devreleri kurdum denedim osiloskop görüntülerinde
Sarı: Kulaklık çıkışı=Devre girişi
Yeşil: ADC=Devre Çıkışı

FxDev'in filtre devresini ve t2 nin dediği şekilde RC elemanlarla ayrı ayrı denedim.

İlk olarak yukarıda @t2 nin verdiği şemanın sonuçları
Kulaklık kablosu 20cm uzunlukta devre Breadboard üzerine kurulu. Gerilim bölücü dirençler 10k giriş kapasitesi 1uf kutupsuz.


Aynı devre hiçbişeyi değiştirmeden sadece telefonu kulaklık çıkışı ile breadboard arasına 3metre zil teli kablosu ekledim. Ölçüm kondansatör uclarından alınmıştır.
Kırmızı ile çizdiğim alana zoom yapmayı unuttum dikkatli bakınca sıçrama görülüyor.



Sonra @FxDev'in verdiği şemanın aynısını kurdum sadece 2.2nf yerine 2nf ve 5k6 yerine 4k7 direnç kullandım. Kesim frekansı 28kHz oldu yaklaşık. Filtre: Sallen key low pass.
Önce Uzun kablo ile deneme yaptım


Zoom yaptım.






20cm kulaklık kablosu ile @FxDev şema osiloskop sonuçları

[FxDev]

Mistek iki devreye de sinüs verme şansın var mı? 20Hz-100Hz-1kHz-10kHz-20kHz şeklinde. 3Vpp olacak şekilde.

Bu arada ben diğer devreyi de ekledim tasarımıma sağ/sol olayı için ama yüksek frekanslarda iki devre arasında 30derece gibi bir faz farkı ortaya çıkıyor. Devre tasarımında bunlara dikkat etmek gerekiyor!

[mistek]

Opamplı












RC Giriş kapasitesi 1uf kutupsuz.

[FxDev]

RC'li faz farkı yaratmadığı gözüküyor. Benim kullandığım devrede ise bir low pass filtre var 22kHz için.
Direnç kapasiteli değerleri şöyle olabilir gibi gözüküyor. Yukarı aşağı 100k, giriş kapasitesi 1uF, daha sonrasında 10k'ya 100pF bir low pass filtre. Bu iş görür gözüküyor. Opamplı devreye ihtiyaç kalmıyor böylelikle.

[robomaster]

Mistek iki devreye de sinüs verme şansın var mı? 20Hz-100Hz-1kHz-10kHz-20kHz şeklinde. 3Vpp olacak şekilde.

Bu arada ben diğer devreyi de ekledim tasarımıma sağ/sol olayı için ama yüksek frekanslarda iki devre arasında 30derece gibi bir faz farkı ortaya çıkıyor. Devre tasarımında bunlara dikkat etmek gerekiyor!

Aynı 2 devre arasında mı faz farkı var? Ben anlamadım.
Ayrıca RC de de düşük frekanslarda faz farkı var ve olmak zorunda.
formülde şu :
-arctan(2*pi*f*R*C)


Opamp taki durum Phase Response olarak geçiyor.
http://www.analog.com/library/analogdialogue/archives/43-09/active_filters.pdf

[FxDev]

@robomaster yanlış anlaşıldı. Sağ ile sol kanallar arasındaki faz farkından bahsediyorum. Sağ ve sol kanaldan aynı şiddetli aynı frekanslı sinyal verildiğinde ikisinin üst üste çakışması beklenir. Devrede bu konuya dikkat etmek gerekiyor, iki devre birbirinin aynı olmazsa (PCB vs. ) iki kanal arasında faz farkı oluşuyor.

Arkadaşlar şimdiki görevimiz ise ADC kanalından 40kHz ile sinyali örnekleyebilmek. FFT alacağımıza göre örnek sayısını ne yapalım dersiniz. İlk örnekteki videoda FFT sinyalleri çok hoş gözüküyor. 9.8ksps örnek alınmış, yani görebileceğimiz maksimum frekans 4.9kHz. 64 tane örnek alınmış. Yani ekranda 32 adet frekans gösterebiliyor demek. Gösterdiği kanallar ise 612Hz aralıkla 32 adet. Bence yeterli gibi geldi, çünkü bundan fazlası pixel sayısı fazla olmadığı için göze kötü gözükecektir. Bizim örnekleme sayımızı da ses sinyalimizi 20kHz görüp buna göre yapabiliriz. 22kHz'de bir ses oldukça zor işitilecektir.
İkinci örnekte de yine 64 örnek alınmış. Fakat frekans hakkında bir bilgi yok. Mp3 dosyası okunduğu için ADC'den örnekleme yapma gibi bir derdi olmadığı için arkadaşımızın çözünürlüğü 128 ve üzeri olabilir. Burada da 32 bar gözüküyor. Sanırım 64 örnek almak bizim için de yeterli olacak gibi.

İleride ben bu konuyu RF'e oradan da SDR'ye yöneltmeyi düşündüğümden buraları bana referans olacaktır.

FFT algoritmamızı yazmadan önce şöyle bir yol izleyelim. DTMF sinyallerini işlemcimize verelim ve frekanslarını bulmaya çalışalım. Öncelikle 25us aralıklarla (bu 25us aralık çok önemli, bu aralık +- oynamamalı kesmeler DMA lar şart) 64 nokta alıp bunu seri porttan ya da başka bir kaynaktan alalım. Daha sonra bunu bilgisayardaki C programlarından koşturarak algoritmamızı radix 2 radix 4 ya da geortzel uygulayalım. Daha sonra nasıl olsa kod C olduğu için bunu işlemcimize gömeriz.

FFT'den sonra da dijital filtrelemelere geçeriz, ne dersiniz?

16-bit Real-Time FFT Demo on an 8bit AVR (ATMega88 @8Mhz)

My own DIY Mp3 player with OLED screen