Страница 3 из 4 Первая 1234 Последняя
Показано с 41 по 60 из 76

Тема: Измеритель уровня с цифровой обработкой

  1. #1 Показать/скрыть первое сообщение.
    Завсегдатай
    Автор темы
    Аватар для Leoniv
    Регистрация
    20.04.2016
    Адрес
    Minsk
    Возраст
    19
    Сообщений
    5.606

    По умолчанию Измеритель уровня с цифровой обработкой

    Этот проект делался как замена штатному измерителю уровня катушечного магнитофона "Электроника-004". Но я подумал, что он может быть интересен и для других применений. Например, на его основе можно сделать автономный измеритель уровня в отдельном корпусе (разводку плат для такого варианта планирую сделать).

    Измеритель построен на базе микроконтроллера STM32F100. Вся обработка сигнала производится в цифровом виде. Входные сигналы левого и правого каналов поступают на входные дифференциальные усилители, которые служат для организации балансного входа и сдвига уровня на половину шкалы АЦП. Дальше звуковой сигнал преобразуется в цифровой вид с чстотой дискретизации 96 кГц. Такая высокая частота позволяет обойтись без фильтра на входе АЦП, сам аналоговый тракт является таким фильтром. С помощью цифровых фильтров формируется время интеграции, время срабатывания, время обратного хода, время удержания и т.д. Вычисление результатов измерений производится с частотой 375 Гц. Подробное описание примененных алгоритмов можно найти на моем сайте.

    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Block.gif 
Просмотров:	304 
Размер:	84,5 Кб 
ID:	391065

    Все постоянные времени можно задавать произвольно с помощью сервисной программы на компьютере. Параметры сохраняются в EEPROM. Всего сохраняется 4 набора параметров (пресетов), между которыми можно переключаться с помощью джамперов. Измеренные значения среднего и пикового уровней преобразуются в позиционный код с помощью таблицы, которая тоже задается из сервисной программы. Можно строить любые шкалы, назначая индивидуально каждому сегменту любой уровень в dB.

    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	meter_soft.gif 
Просмотров:	350 
Размер:	102,8 Кб 
ID:	391072

    Позиционный код выводится на светодиодные шкалы, состоящие из 50 сегментов каждая. Светодиоды управляются статически, для этого использована цепочка регистров 74HC595. Это позволяет устранить помехи, которые свойственны динамической индикации, а также полностью избавиться от неприятного мерцания.

    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	pcb1_top.jpg 
Просмотров:	377 
Размер:	91,6 Кб 
ID:	391066 Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	pcb1_bot.jpg 
Просмотров:	370 
Размер:	107,9 Кб 
ID:	391067 Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	pcb2_top.jpg 
Просмотров:	398 
Размер:	80,9 Кб 
ID:	391068 Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	pcb2_bot.jpg 
Просмотров:	311 
Размер:	52,3 Кб 
ID:	391069

    Конструктивно измеритель выполнен на двух печатных платах. На одной расположены линейки и регистры, на другой - микроконтроллер и входной услитель. Сверху на плату индикации надевается рассеиватель, на котором размещена шкала. Она снизу подсвечивается светодиодами. Шкала изготовлена фотовыводом, но можно использовать лазерную гравировку двухслойной пленки. Размеры и форма делались с прицелом на установку измерителя в "Электроника-004", но нет особых проблем развести платы по-другому.

    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	meter_view.jpg 
Просмотров:	492 
Размер:	86,5 Кб 
ID:	391073

    Видео работы индикатора можно посмотреть тут. На видео показана работа с заданным для столбика временем интеграции 5 мс, временем срабатывания 100 мс, временем обратного хода 1700 мс. Для точки время интеграции равно нулю (true peak), время срабатывания 100 мс, время удержания 1000 мс, время обратного хода 600 мс. Эти параметры можно менять на свое усмотрение. По умолчанию заданы такие пресеты:

    Пресет 1: столбики - квазипик 5 мс/1700 мс, точка - true peak
    Пресет 2: столбики - квазипик 5 мс/1700 мс, точка - удержание максимумов
    Пресет 3: штатный измеритель "Электроника-004"
    Пресет 4: Dorrough 40-A2

    На плате предусмотрены выходы ЦАП, что в теории позволяет использовать плату процессора для управления стрелочными приборами. Для них тоже будет работать задание шкалы, удержание пиков и т.д. Наверное, можно добавить и какие-то алгоритмы коррекции баллистики.

    Скачать прошивку, сервисную программу, разводку плат (в том числе Gerber-файлы) можно на моем сайте.
    Вложения Вложения
    Последний раз редактировалось Leoniv; 05.03.2021 в 22:15.

  2. #41
    Завсегдатай
    Автор темы
    Аватар для Leoniv
    Регистрация
    20.04.2016
    Адрес
    Minsk
    Возраст
    19
    Сообщений
    5.606

    По умолчанию Re: Измеритель уровня с цифровой обработкой

    Цитата Сообщение от ditter Посмотреть сообщение
    магнитофонов как источников на порядки меньше чем цифровых
    Я просто не в курсе, для каких цифровых источников и в каких ситуациях нужен индикатор уровня? При оцифровке надо выставлять уровень на входе АЦП, но это тоже измеритель аналогового сигнала. А чтобы измерять уровень цифрового сигнала - когда и зачем?

  3. #42
    Частый гость Аватар для Mishich
    Регистрация
    13.03.2013
    Адрес
    Орел
    Возраст
    49
    Сообщений
    480

    По умолчанию Re: Измеритель уровня с цифровой обработкой

    Леонид, приветствую!
    А какой ДД у индикатора? Можно в dB. Читал, читал, да так и не смог найти точного ответа...
    Дмитрий.

  4. #43
    Не хочу! Аватар для Alex
    Регистрация
    20.03.2003
    Адрес
    Worldwide
    Возраст
    59
    Сообщений
    33.217

    По умолчанию Re: Измеритель уровня с цифровой обработкой

    Цитата Сообщение от Leoniv Посмотреть сообщение
    Я просто не в курсе, для каких цифровых источников и в каких ситуациях нужен индикатор уровня? При оцифровке надо выставлять уровень на входе АЦП, но это тоже измеритель аналогового сигнала. А чтобы измерять уровень цифрового сигнала - когда и зачем?
    У меня в АЦП просто стоит светодиод "перегрузка", входной уровень настраиваться на максимум, когда светодиод не горит.

    Светодиод управляется от проца, который анализирует данные I2S, с программным одновибраторм, так что даже единичный выход за шкалу будет хорошо виден.

    Других случаев надобности индикации уровня в цифре - не знаю, ну разве что "для красоты".
    "Замполит, чайку?"(с)"Охота за Красным Октябрем".
    "Ну что, поменялись?"(с)анек.
    <-- http://altor1.narod.ru --> Вопросы - в личку, е-мейл, скайп.

  5. #44
    Завсегдатай
    Автор темы
    Аватар для Leoniv
    Регистрация
    20.04.2016
    Адрес
    Minsk
    Возраст
    19
    Сообщений
    5.606

    По умолчанию Re: Измеритель уровня с цифровой обработкой

    Цитата Сообщение от Mishich Посмотреть сообщение
    А какой ДД у индикатора?
    Встроенный АЦП имеет разрядность 12 бит, один бит расходуется на знак, получается 11 бит, или примерно 66 дБ. В реальности будет чуть хуже из-за шумов.

    Цитата Сообщение от Alex Посмотреть сообщение
    У меня в АЦП просто стоит светодиод "перегрузка", входной уровень настраиваться на максимум, когда светодиод не горит.
    Светодиод управляется от проца, который анализирует данные I2S, с программным одновибраторм, так что даже единичный выход за шкалу будет хорошо виден.
    Хорошее решение, этого вполне достаточно, и ничего лишнего.

    Цитата Сообщение от Alex Посмотреть сообщение
    Других случаев надобности индикации уровня в цифре - не знаю, ну разве что "для красоты".
    Вот и я не понял, к чему был вопрос про индикацию цифрового уровня. Для красоты такой сложный измеритель не нужен. А точно измерять уровень, вроде, нужды нет. Хотя выпускаются профессиональные внешние индикаторы с цифровым входом, но для чего они используются, я не знаю.

    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	rtw-1252dig-101986.jpg 
Просмотров:	115 
Размер:	99,7 Кб 
ID:	393736

  6. #45
    Завсегдатай Аватар для Turbo_man
    Регистрация
    06.04.2010
    Адрес
    Moscow
    Сообщений
    5.172

    По умолчанию Re: Измеритель уровня с цифровой обработкой

    Усреднением можно повысить разрядность, если это кому-то нужно.

  7. #46
    Завсегдатай
    Автор темы
    Аватар для Leoniv
    Регистрация
    20.04.2016
    Адрес
    Minsk
    Возраст
    19
    Сообщений
    5.606

    По умолчанию Re: Измеритель уровня с цифровой обработкой

    Цитата Сообщение от Turbo_man Посмотреть сообщение
    Усреднением можно повысить разрядность, если это кому-то нужно.
    В данном случае это сделать затруднительно, даже для 96 кГц на канал еле успеваю обрабатывать.

  8. #47
    Не хочу! Аватар для Alex
    Регистрация
    20.03.2003
    Адрес
    Worldwide
    Возраст
    59
    Сообщений
    33.217

    По умолчанию Re: Измеритель уровня с цифровой обработкой

    Цитата Сообщение от Leoniv Посмотреть сообщение
    В данном случае это сделать затруднительно, даже для 96 кГц на канал еле успеваю обрабатывать.
    А зачем для индикатора, оцифровывать и обрабатывать с такой частотой?
    Усрденение много времени не занимает, а обрабатывать можно и после децимации, на более низкой частоте. Я не раз так делал.

    P.S. Некоторые STM32 усреднять сами умеют, аппаратно в их АЦП уже заложено.
    "Замполит, чайку?"(с)"Охота за Красным Октябрем".
    "Ну что, поменялись?"(с)анек.
    <-- http://altor1.narod.ru --> Вопросы - в личку, е-мейл, скайп.

  9. #48
    Завсегдатай
    Автор темы
    Аватар для Leoniv
    Регистрация
    20.04.2016
    Адрес
    Minsk
    Возраст
    19
    Сообщений
    5.606

    По умолчанию Re: Измеритель уровня с цифровой обработкой

    Цитата Сообщение от Alex Посмотреть сообщение
    А зачем для индикатора, оцифровывать и обрабатывать с такой частотой?
    Оцифровываю с такой частотой, чтобы уйти от входного anti-alias фильтра. В его роли выступает сам аналоговый тракт, полоса которого заведомо меньше 48 кГц. Обрабатывать на такой частоте надо как минимум фильтр времени интеграции, иначе будем пропускть пики. Все остальное обрабатываю после децимации. Фактически, там разрядность отсчетов выше, но я обрезаю до тех же 11 бит, потому что более широкий диапазон не нужен. Я сделал на шкале минимум -34 дБ, так это подвергли критике - нижние по уровню сегменты на реальном музыкальном сигнале постоянно горят. Предлагали сделать начало шкалы хотя бы на 10 дБ выше. Себе маску переделывать уже не буду, но любой желающий может задать для себя какую угодно шкалу. Так что на практике динамический диапазон хочется не расширить, а сжать.

  10. #49
    Завсегдатай Аватар для Turbo_man
    Регистрация
    06.04.2010
    Адрес
    Moscow
    Сообщений
    5.172

    По умолчанию Re: Измеритель уровня с цифровой обработкой

    А вот вдруг кому-то очень важно отличить -60 и -61 дБ от полной шкалы.

  11. #50
    Завсегдатай
    Автор темы
    Аватар для Leoniv
    Регистрация
    20.04.2016
    Адрес
    Minsk
    Возраст
    19
    Сообщений
    5.606

    По умолчанию Re: Измеритель уровня с цифровой обработкой

    Для каких целей?

  12. #51
    Завсегдатай Аватар для Turbo_man
    Регистрация
    06.04.2010
    Адрес
    Moscow
    Сообщений
    5.172

    По умолчанию Re: Измеритель уровня с цифровой обработкой

    Другой цели повышать разрядность не вижу.

    Offтопик:
    Стёб.

  13. #52
    Завсегдатай
    Автор темы
    Аватар для Leoniv
    Регистрация
    20.04.2016
    Адрес
    Minsk
    Возраст
    19
    Сообщений
    5.606

    По умолчанию Re: Измеритель уровня с цифровой обработкой

    Иногда делают диапазон 60 дБ, как на картинке RTW выше. Но тогда на реальном сигнале весь низ шкалы постоянно горит.

  14. #53
    Не хочу! Аватар для Alex
    Регистрация
    20.03.2003
    Адрес
    Worldwide
    Возраст
    59
    Сообщений
    33.217

    По умолчанию Re: Измеритель уровня с цифровой обработкой

    Цитата Сообщение от Leoniv Посмотреть сообщение
    Оцифровываю с такой частотой, чтобы уйти от входного anti-alias фильтра. В его роли выступает сам аналоговый тракт, полоса которого заведомо меньше 48 кГц.
    Усреднение этому не помешает, это же ФНЧ.

    Обрабатывать на такой частоте надо как минимум фильтр времени интеграции, иначе будем пропускть пики.
    Не думаю, что что-то изменится, если обрабатывать пики не на 96 а скажем, на 24, или даже на 6 а это уже 1-2 бита добавит.

    Цитата Сообщение от Leoniv Посмотреть сообщение
    Иногда делают диапазон 60 дБ, как на картинке RTW выше. Но тогда на реальном сигнале весь низ шкалы постоянно горит.
    Это если индикатор стоит на линейном выходе (или входе магнтофона). Тут я более чем согласен - больше 20-30дБ и не надо.
    Но если на выходе оконечника (или после РГ), то тут диапазон 60 дБ может и пригодится.
    "Замполит, чайку?"(с)"Охота за Красным Октябрем".
    "Ну что, поменялись?"(с)анек.
    <-- http://altor1.narod.ru --> Вопросы - в личку, е-мейл, скайп.

  15. #54
    Завсегдатай
    Автор темы
    Аватар для Leoniv
    Регистрация
    20.04.2016
    Адрес
    Minsk
    Возраст
    19
    Сообщений
    5.606

    По умолчанию Re: Измеритель уровня с цифровой обработкой

    Цитата Сообщение от Alex Посмотреть сообщение
    Усреднение этому не помешает, это же ФНЧ.
    Это понятно, я просто про выбор частоты дискретизации.

    Цитата Сообщение от Alex Посмотреть сообщение
    Не думаю, что что-то изменится, если обрабатывать пики не на 96 а скажем, на 24, или даже на 6 а это уже 1-2 бита добавит.
    Есть рекомендации ITU-R BS.1770-4, где для правильного измерения пикового уровня требуют оверсемплинг до 192 кГц.

    Цитата Сообщение от Alex Посмотреть сообщение
    если на выходе оконечника (или после РГ), то тут диапазон 60 дБ может и пригодится.
    Это так, но такое использование измерителя не планировалось. В этом случае лучше применить внешний кодек.

  16. #55
    Новичок Аватар для lamerec
    Регистрация
    23.01.2020
    Сообщений
    15

    По умолчанию Re: Измеритель уровня с цифровой обработкой

    To Leoniv. Леонид, здравствуйте. Собрал Ваш индикатор на 35 сегментов. Прошу Вас помочь с прошивкой. Пока прошился вариантом на 50 сегментов. И ещё вопрос по светящимся красным сегментам, которые загораются после полной загрузки софта индикатора.Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	IMG_0006.jpg 
Просмотров:	127 
Размер:	396,3 Кб 
ID:	397550

  17. #56
    Завсегдатай
    Автор темы
    Аватар для Leoniv
    Регистрация
    20.04.2016
    Адрес
    Minsk
    Возраст
    19
    Сообщений
    5.606

    По умолчанию Re: Измеритель уровня с цифровой обработкой

    Вариант индикатора на 35 сегментов когда-то планировался, чтобы помещался в стандартное окно "Электроника-004". Но поскольку я окно увеличил, необходимость в таком индикаторе отпала. Поэтому вариант на 35 сегментов заброшен, прошивки для него нет, сервисным софтом он тоже не поддерживается.

  18. #57
    Новичок Аватар для lamerec
    Регистрация
    23.01.2020
    Сообщений
    15

    По умолчанию Re: Измеритель уровня с цифровой обработкой

    Леонид, я понимаю, что Вам это уже не интересно, но очень прошу, сделайте, пожалуйста, прошивку под 35 сегментов. Этот индикатор я собирал для кассетника.

  19. #58
    Завсегдатай
    Автор темы
    Аватар для Leoniv
    Регистрация
    20.04.2016
    Адрес
    Minsk
    Возраст
    19
    Сообщений
    5.606

    По умолчанию Re: Измеритель уровня с цифровой обработкой

    Тогда по этому вопросу лучше переместиться в личку. У меня нет такой платы, потребуется проверка промежуточных версий.

  20. #59
    Завсегдатай Аватар для Medan
    Регистрация
    08.08.2009
    Адрес
    Минск
    Возраст
    72
    Сообщений
    1.726

    По умолчанию Re: Измеритель уровня с цифровой обработкой

    Классный индикатор! Но как представлю, что на восьмом десятке, это всё распаять... Сразу появляются сомнения - закадрить красавицу, или пусть дальше идёт...?
    В космосе, законы Физики везде одинаковы, комбинация их уникальна! Одна из них, наша планета, - Земля!

  21. #60
    Завсегдатай
    Автор темы
    Аватар для Leoniv
    Регистрация
    20.04.2016
    Адрес
    Minsk
    Возраст
    19
    Сообщений
    5.606

    По умолчанию Re: Измеритель уровня с цифровой обработкой

    Цитата Сообщение от Medan Посмотреть сообщение
    закадрить красавицу
    Закадрить монтажницу.

Страница 3 из 4 Первая 1234 Последняя

Метки этой темы

Социальные закладки

Социальные закладки

Ваши права

  • Вы не можете создавать новые темы
  • Вы не можете отвечать в темах
  • Вы не можете прикреплять вложения
  • Вы не можете редактировать свои сообщения
  •