Помогите с послецаповым фильтром...

[goleg]

Писал в разделе "начинающим", но наверно лучше сюда...
Достался плеер без привода, внутри достаточно симпатично сделанная платка на TDA1543. Несмотря на общее "фи" этой микрушки решил попробовать ее включить, для чего подцепил на вход простую платку USB-i2s на PCM2706...Звук на удивление мне чем-то понравился, соберу в корпус и пусть играет...Однако смущает что в исходном плеере цап работал в режиме 4Fs, от PCM-ки же идет просто Fs, наверно нужно корректировать выходной фильтр. Плату кардинально переделывать на планирую, хотелось бы по месту что -либо поменять, убрать/добавить...
Был бы благодарен за рекомендации по таким изменениям, поскольку совсем не в теме. Схему прилагаю.

[Игорь Гапонов]

проблема тут, что вблизи 22кГц сигнал на выходе будет похож на фонарь поворотника у авто : есть, нету, есть.
а в среднем 50% это точно. И частота "моргания" сигнала и есть тот "космический" призвук.
В инете были любители вешать гирлянды NOS ЦАПов типа TDA1543 с мыслью - распределение Гаусса поможет против глитча и против необходимости иметь "крутой" фильтр. мои картинки говорят - может и работает, но кардинально проблему NOS не решает.

Согласно т. отсчётов (т.Шеннона-Найквиста-Котельникова) финитный (ограниченный) по спектру сигнал принципиально можно восстановить из дискретных во времени отсчётов. При этом необходимое число отсчётов равно бесконечности. То, что кто-то видит на картинке меньше/больше точек за один период дискретизации вместо непрерывного сигнала чисто физически представляет собой внеполосную ошибку вместе с сигналом. Т.е. ошибка находится вне спектра сигнала (математический железный факт). Если приёмник при безошибочном ЦА-преобразовании, т.е. система "усилитель-ухо", способна каким-то образом изменить эту "спектральную ситуацию", то этот "какой-то образ" будет исключительно нелинейным. Или же нам необходимо признать, что мы не видим, а слышим "выше 20кГц". В последнем случае это означает, что Fs выбрана ниже, чем надо ушам, а не глазам.

[Hrun]

ВОТ ЭТО ДИЧЬ!!!
Подрубил осциллограф к выходу звуковухи, а там...
NOS без аналогового фильтра!!! Чистые ступеньки с дискретизацией 96 кГц
Причём как-то хитро. Отсчёты как бы попарно соединены
А я её родимую, да к транзисторным усилкам

Нее, не совсем так...
Любой поток ресемплируется к 48 кГц, и делается 2х передискретизация с фильтром что-то типа пассивного первого порядка (как бы экспонента прорисовывается по трём точкам). Но аналогового ничего нет. Ступеньки идеальные.
На входе то, понятно, аналоговый фильтр есть чуть повыше 24 кГц.
Круто! А я то думаю... И чего она завывает

---------- Сообщение добавлено 22:08 ---------- Предыдущее сообщение было 21:08 ----------

В инете были любители вешать гирлянды NOS ЦАПов типа TDA1543 с мыслью - распределение Гаусса поможет против глитча и против необходимости иметь "крутой" фильтр. мои картинки говорят - может и работает, но кардинально проблему NOS не решает.

Не, ну там только об одном можно мечтать, что характеристика у каждого чипа своя, и поэтому в среднем она будет приближаться к идеальной. Только было б оно на самом деле так. Наверняка, основные изломы идут у всех микросхем при изменении двух старших разрядов (переходы через ноль и половины положительной и отрицательной областей). Вот, это то и останется, хоть тыщу микрух поставь.
А больше там надеяться и не на что было

[Игорь Гапонов]

Наверняка, основные изломы идут у всех микросхем при изменении двух старших разрядов (переходы через ноль и половины положительной и отрицательной областей). Вот, это то и останется, хоть тыщу микрух поставь.
А больше там надеяться и не на что было

в сигма дельте (в вашей ЗК вероятнее всего - дельтасигмы АЦ/ЦА) всё гораздо сложнее с кодозависимыми искажениями. Это при PCM однозначно точность разрядного тока/напряжения должна быть выше в старших разрядах в прогрессии не менее 2^n (в этом случае и монотонность ААХ и абсолютная точность адекватны разрядности).

[Hrun]

Не, ну речь то шла про TDA1543.
Моя ЗК мало кого волнует. В том числе и меня. Просто факт интересный, что аналоговый фильтр вообще не поставили. И передискретизация забавная.

Вот что вчера сделал до того, как узнал, что ЗК без фильтра.

По сути, что надо сделать? (Пытаюсь доказать или опровергнуть вот это)
Сгенерировать файл со ступеньками и посмотреть спектр в редакторе. И можно ничего не слушать. Думаю, всё будет видно. Но вавки в сях я не генерировал, а разбираться пока не стал. Попробовал попроще.
Сгенерировал в Audition файл с частотой дискретизации 6 кГц и ЛЧМ от 0 до 3 кГц длительностью 30 с. Опять всё удобно. Проигрываю его через звуковуху и пишу на неё же, но с частотой 48 кГц. Аналоговые фильтры все, конечно, на месте. То есть аппаратура работает в абсолютно нормальном для неё режиме.
Спектрограмма исходного файла.


Спектрограмма записанного файла. В этом файле я преобразовал частоту дискретизации в 12 кГц. Иначе плохо было видно всю эту решётку.

Всё ещё интермоды интермодят?
Сразу говорю, что не с каждой звуковухой такое прокатывает. Возможно, и от системы зависит. Важно, чтобы воспроизведение было именно на 6 кГц. Потому что, если что-то выполнит передискретизацию, то получим чистый файл. Почти как исходный.

Интереснее, конечно, сгенерировать файл. Если кто-то может, давайте обсудим.


Но потом, когда понял, что у меня ЗК без аналогового фильтра, провёл более понятный эксперимент.
Сгенерировал файл с ЛЧМ от 0 до 24 кГц длительностью 48 с и частотой дискретизации 48 кГц. Воспроизводил на этой частоте, писал на 192 кГц. Потом 192 кГц преобразовал в 96 кГц. Вот результат.

[Серый Мыш]

Согласно т. отсчётов (т.Шеннона-Найквиста-Котельникова) финитный (ограниченный) по спектру

Перевожу на русский - все частоты выше 10 кГц на выходе ЦАПа имеют право быть искаженными, ибо энти искажения мы не услышим. А проблемы транзисторного усилителя "шерифа" не трогают. Вот апсемплеры - если по двум точкам можно провести сколько угодно загогулин, то какие такие промежуточные точки они смогут генерировать?

[Hrun]

Почему по двум то??? И вообще, последнее предложение, по-моему, это уже не перевод

[Игорь Гапонов]

Перевожу на русский - все частоты выше 10 кГц на выходе ЦАПа имеют право быть искаженными, ибо энти искажения мы не услышим. А проблемы транзисторного усилителя "шерифа" не трогают. Вот апсемплеры - если по двум точкам можно провести сколько угодно загогулин, то какие такие промежуточные точки они смогут генерировать?

Перевод дилетанта. Причём, ошибочный. Финитный (конечный) по времени сигнал имеет бесконечный спектр, что не удовлетворяет условиям т. Отсчётов. Но так как корректный ресемплер должен таки удовлетворять с наперёд заданной точностью т.Отсчётов (должен быть адекватным входному в него бит рейту), то "проводя" через две точки (или конечное эн точек - побарабану!) ресемплерные загогулины вы превращаете эти две точки в непрерывный бесконечный сигнал во времени, причём так и с той точностью с какой позволяет это ваш ресемплер. Однако, ВСЕ ЭТИ ЗАГОГУЛИНЫ объединяет одно очень интересное свойство - они должны быть равны нулю точно в моменты взятия отсчётов за пределами интервала интерполяции. Это означает, что ресемплер просто напросто доопределяет исходный конечный дискретный во времени сигнал в бесконечный дискретный, приравнивая все неизвестные отсчёты "в прошлом и будущем" к нулю Однако, сразу во всех других временных точках за пределами интервала сигнал нулю равен быть не может. Поэтому все эти решения ограничены по спектру, но с некоторой ошибкой, обусловленной квантованием (что кстати "запрещено" в т. Отсчётов - амплитудная ошибка согласно теореме принимается нулевой), а не дискретизацией. Неоднозначность же решения по некорректным начальным условиям (т.е. синтез по конечному числу исходных НЕНУЛЕВЫХ точек) отражает не нарушение т. Отсчётов, а именно исходную некоректность задачи синтеза, сочинённую дилетантом . Действительно, между двумя отсчётами у непрерывного сигнала на самом деле бесконечное число точек. В принципе можно нарисовать отрезок любой однозначной ("не петляющей") линии, хоть кусок синуса любой частоты. Однако, можно так продлить (экстраполировать) этот отрезок-сигнал за пределы этого интервала, что получившийся бесконечный во времени непрерывный сигнал будет ограничен по спектру и такое "продление" единственно возможно для заданного исходного куска - суть теоремы Агеева (см. если кто не знает). Доказывается очень легко, кстати, через интерполяционную формулу Виттекера-Шеннона. Но довольно громоздко.

Насчёт "неуслышим" тоже ошибка дилетанта. Предположим, что "человек не летучья мышь" и ничего не воспринимает (не слышит) всё то, что в спектрах стимулов выше 20кГц и воспринимает всё то, что ниже 20кГц (обобщу, чтоб рассматривать не только "чистые синусы" как стимулы). Допустим, что нелинейность АЦП или ЦАП такая, что возможно образование продукта, соответсвующего разности спектральных компонент стимула. Т.е. если стимул состоит из двух синусов 12кГц и 11кГц, то образуется разностный продукт 12-11=1кГц. И человек должен его услышать (по предположению выше). Хитрость же т.Отсчётов в том, что при дискретизации во времени происходит образование продуктов нелинейности только вне спектра сигнала (подчёркиваю, а не вне спектральных способностей слуха! вопрос слышно-неслышно т. Отчётов не решает). Но опять скажу - если бы не было ошибки квантования. Т.е. при правильно выбранной Fs, ошибка "внутри спектра сигнала" будет определяться только квантованием, а не дискретизацией.

[VladimirV]

ибо энти искажения мы не услышим.

Это с чего вдруг? Очень даже услышим! Более того, подайте на УМ неслышимый совершенно сигнал в 25 и 26 кГц одновременно - и сразу вдруг его услышите!

все частоты выше 10 кГц на выходе ЦАПа имеют право быть искаженными

Ни в коем разе!

[Hrun]

Это с чего вдруг? Очень даже услышим! Более того, подайте на УМ неслышимый совершенно сигнал в 25 и 26 кГц одновременно - и сразу вдруг его услышите!

Где б его взять ещё

[VladimirV]

Где б его взять ещё

Как это - где? Тема о чем? О ЦАПе. С него и взять!

[Hrun]

И какой ЦАП взять? Какой ЦФ? Какой аналоговый фильтр? Нет у нас пока ЦАПа. Пока только проектируем

[VladimirV]

Нет у нас пока ЦАПа. Пока только проектируем

Как? Без макета? Ууууу...

[Hrun]

Нет, Владимир. Мы ещё не создали такой ЦАП, в котором могли бы быть уверены. В том и дело, что ветка про разработку ЦАП, а Вы уже предлагаете с него тестовый сигнал брать. Рановато будет.

[EDDiE]

таки ждем схему

[Серый Мыш]

Почему по двум то???

Ну ясно - я тут провокатором поработал. Но я не виноват! во всех спецификациях HiFi пашет до 20кГц изюмительно качественно имея в качестве исходного материала квантованный 16 битный сигнал с частотой квантования 44.1 кГц. забудем про ошибки квантования по уровню jitter итп., но представление 20 кГц синуса - это 2 точки на периоде сигнала.
Далее я поддержал способ оверсамплинга и упрощенного фильтра на выходе ЦАПа. Естественно задумался, как оверсэмплер поможет восстановить тот же синус по двум точкам? Ясно, что двух точек для аппроксимации для получения новых точек мало. Вывод - надо брать n-, нет лучше m-точек.
что там берут для этого - B-splines, wavelets? или какие другие модные штучки?
увидеть красивый синус 15кГц восстановленный из 44.1 кГц потока - вот что бы успокоило душу. А конечно-бесконечные выкладки из теории, это осталось для меня гдето в 80-x прошлого столетия, уж извиняйте.
Читаю про si-функцию - si(x)=sin(x)/x - тот же wavelet?

нашел у того же Шенона формулу восстановленного сигнала из его дискретной формы... в 1915 году сделал чёрт!
надоть бесконечности на конечности заменить и попробовать...
https://de.wikipedia.org/wiki/Sinc-Funktion
https://ru.wikipedia.org/wiki/Sinc
В немецком варианте аудиообработка подробнее описана.

Игорь Гапонов, кстати спасибо - после прочитки вики стало все понятно...

[VladimirV]

того же Шенона формулу восстановленного сигнала из его дискретной формы... в 1915 году сделал чёрт!

Шенон родился в 1916 году. Т.е. сделал за год до своего рождения! Да, блин, жжоте не по децки.

[Серый Мыш]

жжоте не по децки.

E. T. Whittaker 1915 - этот вот родился ... Виноват, сам думал - что это их там понесло оцифровкой заниматься во аремена бипланов

[Hrun]

Так всё правильно. Одно только не понятно:

увидеть красивый синус 15кГц восстановленный из 44.1 кГц потока

Вам зачем? Вы генератор делаете? Я думаю, для воспроизведения музыки другое нужно. Там же нет синуса 15 кГц.

Кстати, тот самый аналоговый фильтр Соньки без передискретизации, с которого началось моё присутствие в этой теме, прекрасно с этим справляется.

Понравилась картиночка.


Отсюда.

[Alex]

Понравилась картиночка.

Только к апсемплингу она не имеет ни малейшего отношения

[Hrun]

Почему?