Какие гармонические составляющие будут присутствовать в спектре при тестовом сигнале в виде меандра

Недопустимый идентификатор

Идентификатор 11701/17190/1/ не соответствует правильному Файл архива электронных ресурсов. Это могло произойти по одной из следующих причин:

URL текущей страницы неверен. Если Вы попали сюда извне архива электронных ресурсов, то, возможно, адрес набран неправильно или поврежден.
Вы ввели недопустимый ID в форму — пожалуйста, повторите попытку.

Если у Вас возникли проблемы или Вы считаете, что ID должен работать, то свяжитесь с администраторами сайта.

К вопросу оценки ПЭМИН цифровых сигналов. TFT мониторы. Часть 2.

Автор: Кондратьев А.В.

Теперь самое важное. Учитывать (измерять ли) эти «боковые» или нет? Несут ли они информацию и о чём, собственно?

Со строго классическим подходом, исходя из всего вышеизложенного – да, несомненно несут информацию. О наличии пакетов импульсов. Не менее, но и не более. А для нас «информативной составляющей» является информация о КАЖДОМ отдельном импульсе. Ибо именно так сформулирована задача перехвата. То есть для синтеза потенциальным противником последовательности импульсов, причём каждого импульса в отдельности, вроде бы эти энергии («боковых частот») и не важны (не нужны), в нашей терминологии — неинформативны.

Однако информация об окончании одного пакета (одной строки растра) и начале следующей тоже необходима. Хотя бы для точной синхронизации с перехватываемым сигналом, что позволяет заметно улучшить отношение сигнал/помеха и, следовательно, вероятность распознавания каждого отдельно взятого кодового импульса.

Строгого математического анализа и количественной оценки информационного «веса» «боковых» составляющих такого сигнала делать здесь, в открытом материале, некорректно, поскольку однозначно будут затронуты вопросы нормирования.

Поэтому ограничимся постулированием «мнения» — всю энергию, включая «боковухи (существенной амплитуды) – в расчёт! Если и будет некая «излишняя энергия», так не недостаток, лучше «перезаложиться, чем «недоперепить» 😉

Кроме всего изложенного, отметим, что есть ещё и некие «боковые частоты», отсчитываемые от «строчных боковых», кратные частоте следования кадров, то есть ±60 Гц (в нашем примере). О них редко вспоминают, поскольку на экране анализатора их не видно. Как известно, для разделения двух, радом (по частоте) расположенных сигналов, анализатор должен иметь разрешение по частоте (для последовательного анализатора – «ширина» эквивалентной полосы пропускания) не хуже, чем половина «расстояния» между сигналами. В нашем случае анализ надо вести полосой не более 30 Гц (а лучше – ещё уже, около 10Гц).

Никто таким полосами СИ не ведёт, посему явление остаётся незамеченным. Но взяв приличный приёмник и очень длительный период анализа (физика последовательного анализа иного не допускает) всё описанное можно увидеть воочию. А при более широких полосах анализа все упомянутые «боковые» второго порядка просто автоматически суммируются (по энергиям) в нашем средстве измерения, собственно, что и постулировано выше, но визуально не разрешаются.

Что же, практически, следует из вышеприведённых выкладок для «сишника», ведущего измерения ПЭМИН таких вот, «пакетно-манипулированных» сигналов (а в вычислительной технике таких сигналов абсолютное большинство)?

1. Если измерения ведутся селективным прибором с эквивалентной полосой пропускания, большей, чем ±(2-4)F_бок, то, убедившись, что большего числа «боковух» захватывать смысла нет (из амплитуды спадают достаточно быстро), дальше так и измерять. Разве что следить, чтобы в такую, достаточно широкую полосу пропускания, не «затесалась» сторонняя помеха. Ну, это тривиально…

2. Если измерения ведётся с эквивалентной полосой пропускания, меньшей, чем ± 1/2F_бок, то, внимательно следить, чтобы «автомат» не пропускал, а измерял все существенные (критерий «существенности» приведён выше) «боковухи» и они (их энергии) попали бы в расчёт.

Ещё раз рассмотрим вопрос о том, какие же составляющие спектра тест-сигнала считать «информативными».

Полный анализ потребовал бы тут кучу формул, как раз из области спектрального анализа. И был бы малопонятен большинству. Что делать, в общепонимаемых, почти бытовых, терминах можно описать далеко не всё.

Отвечу лишь на пришедшие во время обсуждения темы на нашем форуме вопросы.

Цитата: «Основные «палки» спектра несут информацию о тактовой частоте, то есть о длительности импульса сигнала, приходящегося на один пиксель. В случае идеального меандра спектр будет состоять только из красных (см. рис. 4) «палок».»

«Палки» спектральной плотности, они же частотные составляющие не могут (см. выше) нести информации о длительности импульса. Длительность импульса определяет только ширину полосы частот всего спектра и ничего более. Информацию о тактовой частоте несут не сами гармонические составляющие, а расстояние по частоте между ними. И ни первое, ни второе для нас с Вами не информация! Как следует из вышесказанного нас с Вами интересует только ЭНЕРГИЯ однократного импульса, только то, что, будучи принятое ШИРОКОПОЛОСНЫМ приёмником, поможет решить «бинарную» задачу потенциальному противнику (было/не было).

Если понимать под «идеальным» меандром — меандр бесконечный, то в последнем утверждении автор цитаты прав. Но у нас-то сигнал «пакетированый» и иным быть не может. Поэтому от «боковых» никуда не деться.

В нашем, тестовом, режиме узкополосным приёмником вообще никакой информации получить невозможно. А иного нам не дано.

Поэтому рассуждения должны строиться по следующему алгоритму: Энергия конкретной составляющей спектра ТЕСТ-СИГНАЛА будет входить некой составляющей в гипотетическую энергию ОДНОКРАТНОГО сигнала и в силу этого, нужно или не нужно её учитывать. Обращу Ваше внимание, что для одного пикселя понятия «строка», «кадр» и т.д. можно применять только в контексте привязки его во времени, и не более. Энергия его ПЭМИН, самого «пиксельного» импульса, не имеет никакого отношения к частотам строк и/или кадров (не учитывая повторяемость информации, но это уже совсем иной аспект).

Спектр ОДНОГО импульса всегда сплошной. Результат накопления последовательности импульсов – неинформативна в принципе (при измерении «гармоник» узкополосным приёмником). Представьте себе, что некто с огромной скоростью произносит в произвольном порядке все буквы алфавита. Что Вы услышите? Некое среднее «гудение». Это и есть реальный ПЭМИН 😉 А вот если «тянуть» долго одну гласную – это тест-режим (но информативности – никакой!). Громкость – одинаковая. Вот, примитивная, но аналогия. Мы измеряем – громкость! И то косвенно…

А, поскольку противник перехватывает именно широкополосным приёмником, то ВСЕ составляющие спектра сигнала будут им приняты и суммируются в приёмнике. Именно поэтому, с моей точки зрения, правильнее суммировать всё, что мы намеряем. Хотя не исключено, что некие «части» этой общей энергии противнику не помогут, а помешают. Но вот разбирательство с этим уже точно «за гранью» 😉

Вернёмся к утверждению, что «гармоник не существует», так как такая постановка вопроса для многих оказывается неожиданной и поступают вопросы на эту тему.

Прежде всего, вспомним, что математический аппарат анализа (прямое и обратное преобразования Фурье) лишь математическая абстракция. Как проводные линия, так и свободное пространство, в которых распространяется сигнал, линейны. И, в общем, частотно НЕ избирательны.

Рассмотрим, для начала линию и простейший прямоугольный импульс в ней. Наверное, не требует никаких особых доказательств утверждение, что каким этот импульс поступил на вход линии, таким же он появится на её выходе (нагрузке) – прямоугольным. Ничто в линии не превратит его из непрерывного, «П»-образного сигнала в некий «набор» синусоидальных составляющих, предусмотренных преобразованием Фурье.

И ещё один аспект. Напомним читателю, что в задаче перехвата постулируется принятие решения в отношении ОДНОГО двоичного разряда, то есть рассматривается апериодический сигнал. Строго математически к однократному импульсу-сигналу применение преобразования Фурье приводит к условиям, которые физически нереализуемы. Спектральный анализ, преобразование Фурье – это представление сигнала в виде суммы синусоидальных составляющих, то есть периодических функций. Апериодический сигнал можно описать только бесконечной суммой таких функций.

Мы, при помощи тест-режима, искусственно делаем наш сигнал ПЭМИН повторяющимся, то есть периодическим. Но тест-сигнал, а не реальный сигнал ПЭМИН!

Далее, рассмотрим, как и откуда при физической реализации, возникают эти самые «гармонические составляющие».

Как уже постулировано выше – в линии их нет. В пространстве – тоже. Рассмотрим это утверждение. Вспомним основные уравнения электромагнитного поля. Не углубляясь в «дебри» математического аппарата электродинамики, отметим, что в уравнения Максвелла ток или напряжение присутствуют только под знаком дифференциала. Физически сие означает, что поле излучения возникает тогда и только тогда, когда есть изменение во времени тока или разности потенциалов (отметим, что движение ПОСТОЯННОГО заряда тоже «изменение»).

Тогда, если рассматривать идеализированный «П»-образный (простейший) импульс (сигнал), то уровень его излучения пропорционален его первой производной. Прямой аналогией является прохождение такого сигнала через дифференцирующую цепочку (вот они, основы теории линейных цепей!) Графически это иллюстрируется просто (рисунок 5).

Таким образом, переход от сигнала в лини к сигналу «в эфире», моделируется обычной «диф-цепочкой». От этого он не становится ни периодическим (если он, изначально, однократный), ни каким-либо иным, что для нас весьма существенно. Происходит только изменение общей энергии и перераспределение её по спектру частот.

Итак, давайте порассуждаем, что и как происходит, когда вот такой, дифференцированный сигнал, существующий (движущийся в пространстве), попадает в антенну нашего приёмного устройства.

Прежде всего, договоримся какого именно приёмного устройства? Средства разведки или средства контроля? Если средства разведки, устройства широкополосного (по определению!), но с конечной полосой пропускания, то сигнал останется таким же по форме, «потеряв» несколько в ВЧ части спектра, что выразится в некотором «сглаживании острых углов», которые суть эти самые ВЧ-составляющие спектра.

При этом особо необходимо отметить, что после окончания одного сигнала в нашем «приёмном» устройстве, вполне понятно, не остаётся никаких «следов» этого, закончившегося сигнала. Каждый, отдельно взятый сигнал (импульс) проходит наш приёмник индивидуально и не взаимодействуя никак ни с предыдущим, ни с последующим. Самая наглядная иллюстрация – обычный осциллограф (рисунок 6).

Степень «затяжки» как фронтов, так и самого импульса зависит только от полосы пропускания приёмника. Чем шире полоса, тем меньше искажения сигнала. Совсем иная картина наблюдается при использовании узкополосного, селективного приёмного устройства, к классу которых и относится наш приёмник контроля.

Рассмотрим физику этого процесса. Простейшим эквивалентом селективного приёмного устройства является обыкновенный параллельный контур, то есть соединение катушки индуктивности и конденсатора (оставим в стороне потери, они нас мало интересуют сейчас).

Придётся вернуться в 9-й класс средней школы 😉 Нижеприведённые графики иллюстрируют поведение нашего приёмника, его реакции на пришедший сигнал в разных вариантах (рисунок 3).

Предположим, что на «контур» (то есть на вход нашего приёмника) действует однократный короткий импульс (первый на графике «a», остальные, пока, не учитываем). Тогда сигнал на выходе будет иметь вид «b». Почему «синус»? Да потому, что никак иначе колебательный контур реагировать не может, в принципе. И спадающий, потому что контур с потерями, огибающая этого спадания – всегда экспонента.

Усложним модель и рассмотрим воздействие двух последовательных импульсов. Если второй из них приходит в противофазе к вынужденным колебаниям контура, то происходит вычитание энергий и, как следствие, «ноль» на выходе (вариант «с»).

Если второй (и последующие импульсы) приходит «в фазе», то получаем вариант «d» (с нарастанием амплитуды). До какой степени продолжается нарастание? А пока приходящая за некое время энергия (время установления) не сравняется с потерями в контуре за этот же период.

Таким образом, при изменении частоты настройки приёмника, на его выходе то некие максимумы (причём накопленные из множества импульсов, это ни коем образом не энергия ОДНОГО импульса), либо нулевые показания.

Приведённые иллюстрации наглядно свидетельствуют о том, что вся спектральная «картинка» с отдельными гармоническими составляющими (соответствующая преобразованию Фурье) возникает ТОЛЬКО в селективном приёмнике и НИГДЕ БОЛЬШЕ! И обусловлено это ТОЛЬКО СВОЙСТВАМИ ПРИЁМНИКА – его инерционностью и свойством накапливать, задерживать во времени энергию сигнала и суммировать её очередную «порцию» с предыдущей порцией (или последующей). В пространстве, в любой неинерционной среде этого нет и быть не может!

Именно это и позволяет утверждать – никаких «гармонических составляющих» периодических сигналов в природе (то есть в неселективных средах, линии, пространстве) нет и существовать не может! «Картинка» на экране спектроанализатора есть ИСКАЖЁННОЕ отображение реального мира, искажённое за счёт и только за счёт свойств прибора. Ни пространство, ни (в большой части) проводные линии, ни наши антенны (как правило – широкополосные) такими свойствами не обладают и никаких «гармоник» в них не возникает. Вот это инженер (радиоинженер) обязан понимать и принимать как физическую данность! Увы, в курсе высшей школы об этом не говорят, что крайне прискорбно… Основы гносеологии бывают весьма полезны в практике.

Собственно, это всё.

При измерениях ПЭМИН любого сигнала оператор обязан однозначно знать частоту следования импульсов (это и для последующего расчёта, Fтакт) в пакете, длительность импульса (это тривиально – иначе не определить полосу частот суммирования частотных составляющих сигнала) и длительность (период следования) пакетов (понимать, где искать боковые частоты, правильно выбрать полосу и алгоритм измерения).

Добавим ещё некоторые рассуждения по части опознавания тест-сигналов (свой/чужой, информативный/нет) путём придания им некой «окраски» в звуковом диапазоне частот или форма продетектированной огибающей. В применении к RGB сигналу это создание тест-режима в виде горизонтальных полос на экране («зебра», «полосатка» и т.д.).

Причём, для визуального опознавания выгодно, что бы полосы «подсвеченные» и «неподсвеченные» были разной ширины («высоты» на экране). При этом вид огибающей сигнала (продетектированный сигнал ПЭМИН на экране анализатора в режиме приёмника, а не спектроанализатора, Span=ZERO) имеет вид чередующихся импульсов разной длительности, очень удобных для опознавания. Пример приведён на рисунке 8.

Для «звуковой» же окраски ширины (высоты) полос, то есть количество строк растра, нужно выбирать исходя из того, чтобы чередование этих полос происходило с частотой, находящейся в области наибольшей чувствительности человеческого слуха. То есть в диапазоне частот 400-700 Гц. Для нашего примера (конкретного видеоразрешения) это будет:

Период одной строки (вместе с обратным ходом) 16,276 мкс;

Следовательно, количество светлых и тёмных строк должен быть равен:

2·10 -3 /16,276·10 -6 =123

Из этого следует, что для «окраски сигнала» тоном 500 Гц нужно задать чередование полос в 61 строку – «светлых» и 61 строк «тёмных». Аналогично можно просчитать для любого видеоразрешения и кадровой частоты. Разумеется, при ИЗМЕРЕНИИ сигнала никаких полос быть не должно. Весь экран заполняется «светлыми», точнее – «серыми» полосами, «пиксель через пиксель». Чередование полностью белых и полностью тёмных пикселей воспринимается, естественно, как «белый» цвет с половинной яркостью, то есть – серый (на экране будет «зебра» из горизонтальных серых и чётных полос, весьма узких).

Отметим, так же, что задачи акустического и визуального распознавания «опасного сигнала» приводят к противоречащим друг другу манипуляциям над тест-режимом. Выгодный, хорошо распознаваемый «на слух» сигнал визуально сложно отделить от многочисленных помех. А звуковая окраска хорошо визуально различимого сигнала лежит в области весьма низких частот и плохо различима «на слух».

Конечно, противник должен не просто знать применённый видеостандарт. Он должен синхронизироваться с точностью до долей длительности одного пикселя. Иначе изображение не восстановить. Все комбинации пиксели/строки/кадры строго одинаковы во всём мире, их порядка полусотни. Соответственно и комбинации «линий» в спектре реального видеосигнала столь же индивидуальны, каждому видеостандарту — своя комбинация. Самых «ходовых» — много меньше. Если рассматривать с высокой точностью, то ВСЕ они РАЗНЫЕ, так как разные кварцы в частотнозадающих цепях разных видеокарт. Стабильность составляет не более 10 -5 .

Надо учесть и то, что «концы» строк, то есть гасящие строчные импульсы будут всегда (только для аналогового RGB!). Как и кадровые. А вот элементы РЕАЛЬНОГО изображения всегда есть «импульсы» РАЗНОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ и появляющиеся через произвольные отрезки времени. Это вертикальная линия может рисоваться одним пикселем в каждой следующей строке растра. А горизонтальные элементы никто не строит из точек, только из линий. Значит, какова длина линии «по ходу строки», такова и длительность видеоимпульса. Разной длины линии (ну как, например в букве «Е», верхняя и нижняя горизонтальные линии одной «длительности», а средняя — короче) — разной длительности импульсы. Для иллюстрации достаточно начертить ряд горизонтальных линий — растр и наложить на него любое изображение. Сразу всё становится понятно. Иллюстрировать это несложно (рисунок 9).

Приведено условное построение символа «Ж» для типовой матрицы 9х16 знакогенератора видеокарты стандарта VGA (существует ещё ряд стандартов). Для экономии места приведены видеоимпульсы только для верней половины символа (строки растра 3-9). Строки 1 и 2 предназначены для формирования надстрочных элементов, строки 15-16 для подстрочных (деление приведено только качественно, поскольку для иллюстрации это роли не играет)

Поэтому синхроимпульсы всегда дают линейчатый спектр (длительности одинаковые и периоды следования – тоже, значит есть постоянная тактовая частота). А вот видеосигнал во время прямого хода луча — импульсы подсветки и разной амплитуды (яркость!) и разной длительности. Спектр такого сигнала — сплошной. Поэтому спектр реального RGB сигнала всегда смешаный, и сплошной (информативная часть) и линейчатый (частично информативная часть, синхронизация, привязка для противника). Это мы своим тестом делаем его информативную часть тоже линейчатой

Некоторые сегодняшние «радиусообразующие» сигналы ПЭМИН во многом отличны от приведённого примера. Это касается и ПЭМИН мониторов. Но об этом речь в следующей части.

Рассмотрим теперь структуру ПЭМИН в цифровых TFT мониторах, которые уже составляют основу парка устройств отображения информации. Кстати, модель этих сигналов уже совсем не такая простая, как RGB и намного ближе к большинству сигналов в узлах (блоках, устройствах) типовой современной, IBM-совместимой ПЭВМ.

Для этого разберёмся, как же в TFT матрице строится изображение.

Схема транспортировки данных от видеоконтроллера до схемы управления разверткой дисплея для цифровых интерфейсов такова. Процессор (хост) формирует в буферном ОЗУ видеоконтроллера образ изображения. Каждому пикселу изображения, состоящему из трех цветных пикселов, соответствует от 6 до 8 разрядов в памяти видеобуфера. Шести разрядам на каждый цвет соответствует 18 бит на пиксел, а 8-битовому кодированию — 24 бита на пиксел.

Формирование изображения на экране цветных TFT ЖК-дисплеев производится столбцовыми и строчными драйверами. Под этим термином подразумеваются и логические и физические устройства (микросхемы), обычно размещающиеся на плоских кабелях, соединяющих плату контроллера монитора с собственно матрицей.

Строчные драйверы обеспечивают управление выборкой по строкам, а через столбцовые драйверы производится доставка данных в адресуемые пикселы ЖКЭ. Микросхемы современных столбцовых драйверов ЖК-дисплеев имеют цифровые шины данных. Поэтому для оптимального управления необходимо использовать цифровые дисплейные интерфейсы.

Использование скоростных интерфейсов с большими уровнями сигналов и острыми фронтами привело к высокому уровню электромагнитных помех и стало головной болью для пользователей устройств, работающих в радиодиапазоне. Причём именно с точки зрения потерь в линиях передачи и выполнения «зелёных» норм, а совсем не с точки зрения защиты информации. Для комплексного решения задач, связанных с транспортировкой потоков данных в канале управления высокоинформативными ЖК-дисплеями, был разработан ряд цифровых дисплейных технологий.

Цифровые дисплейные интерфейсы в зависимости от функционального назначения можно разделить на четыре группы:

интерфейс между видеоконтроллером и модулем ЖКЭ в ноутбуках (длина соединения 30…50 см);
интерфейс между платой видеоконтроллера компьютера и внешним ЖК-монитором (длина соединения 120…150 см);
внутренний дисплейный интерфейс между дисплейным контроллером и микросхемами драйверов столбцов (длина соединения 20…30 см);
интерфейс между видеоконтроллером и удаленным ЖК-монитором (длина соединений от нескольких метров до нескольких сотен метров).

Рассмотрим, вначале, передачу данных между контроллером и драйверами матрицы (п. 3). Их, различные производители, реализуют с помощью следующих типов интерфейсов

Аббревиатура LCD TFT расшифровывается как Liquid Crystal Display Thin Film Transistor — жидкокристаллический дисплей на тонкопленочных транзисторах. Жидкокристаллический дисплей основан на свойстве жидких кристаллов, которые могут изменять свою молекулярную структуру при приложении электрического поля. При этом поворачивается плоскость поляризации проходящего света, что, в сочетании со вторым, неподвижным поляроидом, приводит к изменению уровня света, проходящему через них. Они могут полностью блокировать проходящий через них свет от лампы подсветки (рисунок приведен ниже). В процессе формирования субпикселя, создающего один из трех основных цветов точки, используются два скрещенных поляризационных фильтра, цветные фильтры и сам жидкий кристалл.

В LCD мониторах используются флюоресцентные лампы с высокочастотным (порядка 40. 60 кГц) питанием. Для регулировки яркости дисплея производители применяют широтно-импульсную модуляцию питания лампы порядка нескольких сотен герц, соответственно человеческий глаз не способен различать такие частоты. Однако ПЭМИН цепей питания лампы будет присутствовать обязательно и он не имеет отношения к утечке информации.

В исходном состоянии, поскольку неуправляемые поляроиды имеют перпендикулярные направления поляризации, свет лампы подсветки через них не проходит. При подаче напряжения на ячейку субпикселя плоскость поляризации проходящего света поворачивается на некоторый угол и, за счёт этого, регулируется яркость (цвет) пикселя.

При использовании 18 бит на пиксель на каждый цветовой канал приходится по 6 бит. Это позволяет сформировать 64 ( ) различных уровня напряжения и соответственно задать 64 различные ориентации в «затворах» цветовых пикселей.ЖК-молекул, что, в свою очередь, приводит к формированию 64 уровней яркости в одном цветовом канале. Всего же, смешивая цветовые уровни разных каналов, возможно получить 262144 цветовых оттенка. При использовании 24 бит на пиксель на каждый канал приходится по 8 бит, что позволяет сформировать уже 256 ( ) уровней яркости в каждом канале, а всего такая матрица воспроизводит 16 777 216 цветовых оттенков.

Интерфейсы ЖК панелей

Интерфейс LVDS

Интерфейсы для подключения ЖК панелей по принципу передачи данных можно разделить на интерфейсы, основанные на TTL, CMOS, TMDS и LVDS. В ЖК панелях первых поколений (черно-белых с низкими разрешениями) для передачи данных использовалась КМОП-логика, но по мере увеличений градаций яркости и увеличения разрешений стали возникать проблемы с обеспечение большой полосы пропускания из-за постоянной растущей скорости передачи. Использование скоростных интерфейсов с большими уровнями сигналов и острыми фронтами привело к высокому уровню электромагнитных помех в радиодиапазоне. Поэтому был разработан ряд интерфейсов, в основе которых лежит дифференциальная низкоуровневая логика (основные из них TMDS и LVDS).

Исторически сложилось так, что LVDS стал, де-факто, стандартом для подключения ЖК панелей мониторов и ноутбуков, соответственно именно он и применяется в большинстве стандартных ЖК панелей для получения данных ( биты изображения поступают на TCON — Timing Controller, расположенный на кросс-плате (source PCB) ЖК панели). Поэтому далее мы будем рассматривать только LVDS.

LVDS ( Low Voltage Differential Signaling ) — метод передачи цифровых данных дифференциальными сигналами с малыми перепадами уровня напряжения ( до 350 мВ ) на двух линиях печатной платы или сбалансированного кабеля со скоростью до сотен и даже нескольких тысяч мегабит в секунду (Mbps). Малые перепады уровня и токовый режим выхода передатчика обеспечивают малый уровень шума и очень малую потребляемую мощность ( 3.5 мА * 350 мВ = 1.2 мВт ) во всём диапазоне скоростей передачи.

LVDS выход, спроектированный фирмой National Semiconductor, содержит источник тока (с номиналом до 3.5 мА) нагруженный на дифференциальную пару линии передачи. На рисунке приведенном ниже показана схема передачи одного канала LVDS. Передатчик управляет дифференциальной линией. В линию выдается токовая посылка с током около 3,5 мА. Нагрузкой линии служат параллельно включенные дифференциальный LVDS-приемник и 100 Ом резистор. Сам приемник имеет высокое входное сопротивление, и основное формирование сигнала происходит на нагрузочном резисторе. При токе линии 3,5 мА на нем формируется падение напряжения 350 мВ, которое и детектируется приемником. При переключении направления тока в линии меняется полярность напряжения на нагрузочном резисторе, формируя состояния логического нуля и логической единицы.

Синхросигналы и управляющая информация передаются в поле дополнительных четырех бит (7 тактов ґ 4 пары = 28 бит на такт).

В ранней версии стандарта для шины регламентировалась максимальная тактовая пиксельная частота 40 МГц. Позднее частота была увеличена сначала до 65 МГц, а затем доведена и до 85 МГц.

Уровни рабочих сигналов 345 мВ, выходной ток передатчика от 2,47 до 4,54 мА, нагрузка 100 Ом. Дифференциальная схема интерфейса между источником сигнала и приемником позволяет решить задачу надежной передачи сигналов с полосой свыше 455 Мбит/с без искажения на расстояние нескольких метров

Ниже приведены осциллограммы канала LVDS (взяты с сайта National Semiconductor).

LVDS стал де-факто стандартом для подключения ЖК панелей мониторов и ноутбуков (данные поступают на TCON — Timing Controller, расположенный в самой ЖК панели). Существует несколько интерфейсов основанных на LVDS: используемый в ноутбуках, Flat Panel Display Link (FPD-Link), LDI (LVDS Display Interface) и другие менее распространенные. Все они с нашей точки зрения имеют несущественные отличия в принципе передачи битов пикселей.

В качестве примера рассмотрим монитор LG.PHILIPS с ЖК панелью LM150X06. Ниже для него приводится общая фотография, на ней интерфейс LVDS соединяет процессорную плату монитора и кросс плату с тактовым контроллером TCON на ЖК панели. Так же приводятся таблица с обозначением контактов в используемом разъеме Hirose (на фотографии выделен в отдельный фрагмент) и временная диаграмма передачи данных (при 6 битовом кодировании цвета).

В современных моделях ЖК панелях с большими разрешениями количество каналов, используемых в LVDS, увеличено (30 проводников и более), что позволяет передавать за такт информацию о двух пикселях (четный и нечетный) одновременно.

Здесь биты текущего пикселя выделены зеленым цветом. G0-G5 – 6 бит зеленого цвета, B0-B7 – 6 бит синего цвета, R0-R7 – 6 бит красного цвета. Синхронизирующие сигналы и управляющая информация передаются в поле дополнительных 3-х бит: DE – data enable, VS – vertical synchronization, HS – horizontal synchronization. CLK +/- — отдельный канал LVDS для передачи тактовой частоты.

Во время наших исследований ПЭМИН («опасный» сигнал) от дисплейного интерфейса LVDS не был найден, его уровни излучения в рассматриваемых моделях были существенно ниже других опасных сигналов. Это и понятно, достаточно короткие линии, чаще всего экранированный кабель.

Интерфейс RSDS (WisperBus TM )

Фирмой National Semiconductor были разработаны и опробованы два интерфейса внутренней дисплейной шины для связи дисплейного контроллера со строчными драйверами ЖКЭ: RSDS (Reduced Swing Differention Signaling) и WisperBusTM.

Для шины RSDS используется топология «звезда». В TFT мониторах, как правило, с интерфейсом RSDS используются столбцовые драйверы.

Здесь G0-G5 – 6 бит зеленого цвета, B0-B7 – 6 бит синего цвета, R0-R7 – 6 бит красного цвета пикселя. Так же возможны схемы с передачи не с 6 битным, а уже с 8 и с 10 битным кодированием цвета. При этом на каждый цвет будет добавляться по одному каналу передачи (при 8 битном) и два (при 10 битном).

На приведённой рентгенограмме видно, что все гибкие шлейфы с драйверами столбцов подсоединены к шине RSDS параллельно.

Топология шины WisperBusTM — «точка-точка». Прием информации производится одновременно всеми драйверами столбцов. Для мультиканальной топологии шины типа «звезда» прием данных производится каждым драйвером по очереди, в течение своего короткого временного интервала. Для приема данных в каждом драйвере используются две отдельные шины данных и общая дифференциальная шина битовой синхронизации данных.

Структура и электрофизика новой шины позволили решить следующие задачи:

уменьшить уровень электромагнитного излучения, связанного с передачей высокочастотных сигналов данных по интерфейсной шине ЖКЭ;
уменьшить мощность потребления, связанную с передачей данных по шине;
уменьшить число проводников во внутреннем дисплейном интерфейсе;
снизить стоимость печатной платы за счет уменьшения числа слоев платы и площади, необходимой при трассировке шины;
снизить стоимость шины за счет уменьшения числа передатчиков и приемников.

При использовании дифференциального интерфейса LVDS выходной ток каждого передатчика шины составляет от 2,5 до 4,5 мА. Интерфейс ЖКЭ содержит до 18 высокоскоростных сигналов данных. Мощность, затрачиваемая на поддержку шины, будет в этом случае достаточно высокой для портативных устройств с ограниченным бюджетом по мощности.

Немаловажным является вопрос, связанный с числом приемников и передатчиков, а также с числом проводников, обслуживающих прием и передачу сигналов шины. При использовании дифференциального интерфейса требуется 36 проводников (в экране). Использование дифференциальной шины требует установки согласующих резисторов со стороны приемника, что также увеличивает сложность и стоимость реализации. На согласующих резисторах рассеивается большая часть мощности, затраченной на передачу сигналов.

Передача двоичных цифровых сигналов по шине WisperBusTM производится не уровнями напряжения, как в обычной дифференциальной схеме, а уровнями токов, и к тому же по единственному проводу. Протекание тока для обоих токовых состояний происходит всегда в одном и том же направлении — от приемника к передатчику. В соответствии со входными двоичными сигналами передатчик подключает один или другой источник тока, как показано на рис. 12.

Таким образом, получаем два токовых номинала 50 мкА и 150 мкА, которые соответствуют двоичным состояниям «0» и «1». Такая схема эквивалентна смещению тока на ±50 мкА относительно постоянной токовой составляющей 100 мкА. Амплитуда рабочих токов, используемая для передачи данных по шине WisperBusTM (100 мкА), на порядок меньше амплитуды токов, используемых в интерфейсе RSDS (2000 мкА). Амплитуда напряжения в точке суммирования приемника составляет около 1 В, но абсолютное значение этого напряжения не играет особой роли в реализации данной шины и определяется порогами транзистора в приемнике.

В проведённых нами исследованиях интерфейс WisperBusTM не присутствовал, но статистика СИ TFT мониторов показывает, что ряд моделей имеют значительно более низкие уровни ПЭМИН, возможно и за счёт применения интерфейса WisperBusTM.

Наши исследования показали, что основным источником излучения опасного сигнала в ЖК панелях является линия передачи данных от TCON до драйверов столбцов, т.е. интерфейс RSDS. Так же на практике было установлено, что в некоторых случаях уровни сигналов от RSDS получаются больше, чем от подходящего к дисплею интерфейса RGB и интерфейса LVDS (по частоте сигналы от RSDS, LVDS и RBG чаще всего не совпадают).

Соответственно, с точки зрения действующих НМД? это разные устройства. При расчете R2 их необходимо рассчитывать раздельно. А в случае с ноутбуками опасными сигналами от видеоподсистемы являются только сигналы от интерфейса RSDS.

Таким образом, у сигналов на входе микросхем управления столбцами ЖК-матрицы (Column Driver) код с разрядностью 6 или 8 последовательно передается, пиксель за пикселем, с кроссшины в память драйверов столбцов с заданной тактовой частотой. Эти сигналы и вызывают появление информативных ПЭМИ. Причем, при снятии информации по каналу ПЭМИН потенциальному противнику, по большому счету, все равно какого цвета будет очередной пиксель. При перехвате информации ему достаточно решить бинарную задачу — светлый или тёмный пиксель. Для восстановления алфавитно-цифрового и большей части графических изображений – более, чем достаточно. То есть, передача по внутренней шине 18-и или 24-х разрядного кода, с точки зрения осуществления перехвата, эквивалентна передаче одноразрядного последовательного кода.

Поэтому, для проверки ЖК-монитора можно применить точно такой же тест «пиксель через пиксель», обеспечивающий максимальную энергетику информативного сигнала, как и для ЭЛТ-монитора. Казалось бы, при такой организации внутреннего интерфейса ЖК-монитора спектр информативного сигнала должен быть достаточно простым и соответствовать по форме спектру ЭЛТ-монитора. Однако этого не происходит. Все дело в том, что сигналы внутреннего интерфейса имеют высокую тактовую частоту, а фронты импульсов очень малой длительности. Физические двухпроводные линии на кросс-плате достаточно протяжённые (20÷40 см), и их симметрирование не идеально. При этом создаются такие излучения, которые не вписываются в нормы по допустимому уровню электромагнитных излучений.

Получить подтверждение всему вышеизложенному, в том числе данным производителей, можно прямыми измерениями в линиях интерфейса.

На кросс плате исследуемой ЖК панели LM150X06 имеется тестовая контактная площадка (рис. 16).

На выделении, справа (Рисунок 17), четко видно выводы с линии RSDS. Левее – ВЧ пробник (модель IRF 2388) осциллографа. Три линии синего:

· B2P-B2N B1P-B1N B0P-B0N

· три линии зеленого:

· G2P-G2N G1P-G1N G0P-G0N

· три линии красного:

· R2P-R2N R1P-R1N R0P-R0N

· линия передачи тактовых импульсов: CKP-CKN

К перечисленным выше линиям все драйверы столбцов подключены параллельно.

SSP — Synchronous Serial Port

по данной линии передаются импульсы сброса/запуска для микросхемы драйвера столбца. Для каждого драйвера столбца идет своя отдельная линия.

При включенном тесте «точка-через-точку» (точки белая, точка черна и т.д.) на всех линиях передачи битов цвета будет примерно одинаковый сигнал т.к. белый кодируется шестью битами единиц на каждый из трех цветов RGB. При передачи белого пикселя на всех линиях будет присутствовать сигнал, а при передачи черного пикселя сигнал будет практически отсутствовать т.к. черный цвет кодируется шестью битами нулей на каждый цвет.

Ниже представлены снятые с контактной площадке на кросс плате осциллограммы с постепенным уменьшением времени развертки (рисунки 18-22).

На первых двух четко видно начало и конец передачи пикселей каждой строки при включенном на дисплее тесте точка-через-точку. При последующем уменьшении времени развертки видно передачу технической информации (треугольник), обозначающее начало строки. На последней осциллограмме зафиксирована передача самих бит пикселей, насколько это позволяют увидеть эти данные осциллограф и пробник. Экстремумы синусоиды на самом деле являются двумя подряд идущими импульсами (либо двумя положительными, либо двумя отрицательными), но на данном оборудовании, к сожалению, мы не смогли их различить, по-видимому вследствие слишком большой емкости пробника.

Какие гармонические составляющие будут присутствовать в спектре при тестовом сигнале в виде меандра

23.02.2014, 10:53

Как понимаю, точно такой же формы сигнал поступит и в антенну, чем плохо это для радио-эфира? Хотя, мне думается, что для усилителя такой сигнал лучше, так как от формы меандр транзисторы обычно меньше греются и с них можно снимать большую мощность.

Это не плохо, это не допустимо.
В спектре сигнала «меандр» присутствуют все нечётные гармоники.
То есть после усилителя должен быть фильтр, полосовой, ФНЧ такой который уменьшит мощность гармоник до норм разрешенных регламентом радиосвязи.

23.02.2014, 10:54

Убьете прием у всех своих соседей по частоте рядом, и там, где есть проход (если антенны, конечно, у Вас не столь же «эффективные»), а так ничего.
Иногда видно на панорамном приемнике таких шарманщиков, занимающих не 3 кГц, а все 20…30 кГц хвостами от своих поделок.

Гармоники то фильтр гармоник в какой-то степени подавит, но сильно сомневаюсь, что модулятор много лучше сделан, и формирует спектр не шире 3 кГц.

23.02.2014, 10:55

С точки зрения радиоэфира меандр хуже синусоиды высоким уровнем гармоник. Ширина «палки» на одном диапазоне при этом может быть совсем неплохой. Она не зависит от того, меандр это или синусоида.

23.02.2014, 11:06

На эту тему смотрел как сделаны другие трансиверы, вот например Flex-5000 сделан примерно так же, а модуляторе таж самая микросхема что и у меня. Другие трансиверы как-то же работают?
Своей схемы еще не рисовал, но можно посмотреть схему квадратурного модулятора Flex-5000.

Добавлено через 6 минут(ы):

Это не плохо, это не допустимо.
В спектре сигнала «меандр» присутствуют все нечётные гармоники.

А какая природа образования этих гармоник? Я вроде не собираюсь перекачивать транзисторы УМ, не собираюсь загонять их в нелинейный режим работы.

23.02.2014, 11:07

Другие трансиверы -промышленного изготовления проходят сертификационные испытания.
Если микросхема одна и та же CBT3253, то как будет своя схема, как то иначе микросхему не включить, это не ХА2.

А какая природа образования этих гармоник?
Мир так устроен, математик Фурье доказал, что любой сколь угодно сложный сигнал можно «синтезировать» из синусоид необходимых частот и уровней.
В частности «меандр» состоит из бесконечного числа синусоид нечётных гармоник.
Например: в меандр частотой 3 МГц «состоит» из «синусоид» частотой 3, 9, 15, 21 МГц и так далее.

23.02.2014, 11:08
Забыл сказать. Меандр по ВЧ составляющей радиосигнала, а не по НЧ составляющей.
23.02.2014, 11:08

Значит, где-то между выходами смесителя и всего передатчика есть фильтр, не пропускающий гармоники, т. е. делающий из меандра синусоиду.

23.02.2014, 11:12

Только диапазонный фильтр на выходе УМ. Вроде во Flex-5000 сделано точно так же.

делающий из меандра синусоиду.

Разве можно так сделать если схема широкополосная? Или диапазонные фильтры способны?

23.02.2014, 11:14

🙂 Меандр, то есть ограниченная по амплитуде синусоида, уже есть свидетельство нелинейного режима работы усилителя. Для CW, это ещё допустимый режим, поскольку гармоники перед входом фидера можно отфильтровать. Но при попытке усилить SSB-сигнал, такой усилитель даст спектр во много раз шире исходного, за счёт биений между его составляющими. Вас не похвалят. Почитайте, пожалуйста, что-нибудь из адаптированной для радиолюбителей теории усиления однополосных сигналов.

23.02.2014, 11:18

Из НЧ техники мне известно что из меандра чистый синус не сделать, никакими сглаживающими конденсаторами, никакими индуктивностями, только ШИМ синтез синусоидальных сигналов.

🙂 Меандр, то есть ограниченная по амплитуде синусоида, уже есть свидетельство нелинейного режима работы усилителя.

Меандр у меня до усилителя образуется, усилитель предполагается использовать в линейном режиме, то есть качественно усиливать сгенерированный меандр.
Да и сам модулятор работает правильно, просто в ключевом режиме, а как известно на выходе ключей обычно сигнал меандр.

23.02.2014, 11:24

Из НЧ техники мне известно что из меандра чистый синус не сделать, никакими сглаживающими конденсаторами, никакими индуктивностями,
Вы сильно заблуждаетесь! Если меандр подать на фильтр нижних частот, с частотой среза равной частоте следования меандра, на выходе фильтра получите чистый синус.

23.02.2014, 11:30

Вы сильно заблуждаетесь! Если меандр подать на фильтр нижних частот, с частотой среза равной частоте следования меандра, на выходе фильтра получите чистый синус.

Незнаю, у меня не получалось.. Все равно нарастание формы сигнала отличалось от спада. Синусоида никогда не получалась симметричной. Делал однажды магнитометр, там для питания феррозонда требовался чистый строго симметричный синусоидальный сигнал 50 Гц. Возможно я мало экспериментировал с транзисторными ключами в задающем генераторе.

23.02.2014, 11:32

Да и сам модулятор работает правильно, просто в ключевом режиме, а как известно на выходе ключей обычно сигнал меандр.

Там, видите ли, принимаются некоторые меры, чтобы превратить меандр в синусоиду. Фильтры ставятся, которые, несмотря на вашу уверенность, меандр в синус превращают, путём удаления его гармоник.

23.02.2014, 12:21

Что за гармоники если меандр правильный и чистый, линейный? Насколько помню гармоники образуются когда присутствует нелинейная составляющая.

Добавлено через 7 минут(ы):

Ну хорошо.
Как понимаю, диапазонный антенный фильтр, по типу такого

http://i.eb104.ru/u/pic/31/954c38c5694e5482d16c 3dbef11998/-/%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D 1%82%D0%B0%20%D1%83% D0%B3%D0%BE%D0%BB.jp g
eb104.ru

должен исправить ситуацию и преобразовать меандр в синусоиду?

23.02.2014, 12:26

А для чего предназначен ваш передатчик? Если для SSB — то меандра на выходе быть не должно, иначе никакими полосовыми фильтами на выходе передатчика нельзя получить полосу 3кГц. Если CW — то нужно проверить фронты телеграфных посылок, и если их длительность не менее 3-4 мсек — то вполне возможно получить приемлемый по внеполосным излучениям сигнал. Чистый меандр возможен только в формирователе FM сигнала (простые СВ радиостанции). Дальше нужно фильтровать высшие гармоники несущей с помощью ФНЧ или полосовых фильтров.

23.02.2014, 12:28

Гармоники образуются когда присутствует НЕЛИНЕЙНАЯ составляющая. Если сигнал хоть на «миллиграм» отличается от идеальнейшей синусоиды, это значит что он состоит из нескольких идеальных синусоид, разной частоты и амплитуды. Которые в свою очередь будучи сложенными вместе и образуют форму сигнала. И чем круче «изломы» у сигнала, например прямоугольный импульс, то потребуется бОльшее (если не сказать бесконечное множество) количество синусоид и с разными амплитудами. Наука брат. Синусоиды эти зовутся гармоники, потому как сами по себе, каждая имеет идеальную форму. А собравшись вместе пытаются изобразить «каку» в виде меандра, пилы или еще не бог весть кого:crazy:

23.02.2014, 12:28

У меня в самодельном КВ трансивере с выхода квадратурного модулятора генерируется больше меандр чем синусоида радиосигнал. Этот сигнал сразу будет подаваться на транзисторный двухполупериодный широкополосный усилитель мощности 300 Ватт. Далее диапазонный фильтр и 50 Ом антенна.
Как понимаю, точно такой же формы сигнал поступит и в антенну, чем плохо это для радио-эфира? Хотя, мне думается, что для усилителя такой сигнал лучше, так как от формы меандр транзисторы обычно меньше греются и с них можно снимать большую мощность.
Транзисторы в выходном каскаде SD2933.
На самом деле всегда делается наоборот — диапазонные фильтры ставятся сразу ПОСЛЕ модулятора (смесителя), чтобы очистить сигнал от зеркалки, продуктов преобразования на гармониках гетеродина (а в ключевом режиме их интенсивность обратно пропорцинальна номеру НЕЧЕТНОЙ гармоники) и прочих ненужных составляющих. И только затем он усиливается до должной мощности и вновь фильтруется, но обычно не полосовиками, а ФНЧ, чтобы подавить возникшие в УМ гармоники.
Если сделать как хотите вы, то УМ будет вынужден усиливать весь тот спектр, что идет с модулятора, что очень неблагоприятно скажется на результирующем КПД (н забываем также, что из-за интермодуляции в нем неизбежно возникнут новые спектральные составляющие, помимо уже имеющихся после смесителя и в результате на выходе будет такая срань, что никакой фильтр уже не поможет.

23.02.2014, 12:30

Вам же объяснили
http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?t=271 42&p=940177&viewfull=1#post94017 7
Нелинейности приводят к образованию новых частот, которых ранее не было в спектре сигнала.
Нет нелинейных искажений, нет и новых частот в спектр, даже если сигналов 10, посмотрите
http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?t=573 4&p=899348&viewfull=1#post89934 8

23.02.2014, 12:32

Что за гармоники если меандр правильный и чистый, линейный? :ржач::ржач::ржач: Действительно, слесарь. 🙂

Как понимаю, диапазонный антенный фильтр, по типу такого. Да, типа такого.

23.02.2014, 12:45

На самом деле всегда делается наоборот — диапазонные фильтры ставятся сразу ПОСЛЕ модулятора (смесителя), чтобы очистить сигнал от зеркалки

Зеркалка там убирается балансировкой сигналов I и Q перед модулятором. Для этого даже ставят доп. микруху выдающую калибровочные напряжения для I и Q сигналов.

Если сделать как хотите вы, то УМ будет вынужден усиливать весь тот спектр, что идет с модулятора, После модулятора вроде нет другого спектра кроме как целевого сигнала. Откуда ему взяться?

Александр Д.А.
23.02.2014, 12:53

«Идеальный» меандр есть импульсный сигнал и заставит выходные транзисторы переключаться, загрязняя эфир множеством гармоник. Вспомните примитивную схему кварцевого калибратора на серии К155, слабый сигнал на выходе которого забивает полосу частот до 20-30 МГц. Подключаем к нему ваш усилитель :crazy: и глушим всех любителей (и не только) в округе.

23.02.2014, 12:55

Ну так по идее, если модулятор выдает линейный, как и положено сигнал меандр, нет никаких всплесков и выпадов формы сигнала, чистый прямоугольник, откуда взяться образоваться новой частоте? О быстродействии модулятора пока умалчиваем, предположим, быстродействие идеально.
Столь почитаемый вами «чистый меандр» есть сумма огромного количества синусоид, усилить которые без взаимной модуляции затруднительно и не нужно. Поэтому из него сразу выделяют основную частоту или частоты в случае SSB. Это вам объяснено неоднократно. Напрягите мозговой мускул.

23.02.2014, 13:16

Зеркалка там убирается балансировкой сигналов I и Q перед модулятором. Для этого даже ставят доп. микруху выдающую калибровочные напряжения для I и Q сигналов. В таком случае ваша задача насколько упрощается. Но — нет никакого смысла усиливать до большой мощности ваш меандр (содержащий массу нечетных гармоник), чтобы потом как-то отфильтровывать их, имеющих суммарную мощность десятки ватт. Гораздо проще отфильтровать их на малом уровне ДО усилителя, чтобы после подчистить то, что образовалось из-за нелинейности последнего.

23.02.2014, 13:19

Ну так по идее, если модулятор выдает линейный, как и положено сигнал меандр, нет никаких всплесков и выпадов формы сигнала, чистый прямоугольник, откуда взяться образоваться новой частоте? О быстродействии модулятора пока умалчиваем, предположим, быстродействие идеально.
Любой провод или проводник печатной платы и даже элемент корпуса или экрана под действием прямоугольных импульсов становится «паразитной излучающей антенной». Т.е. если вы разрабатываете новую конструкцию вы должны учитывать не только прямые пути прохождения сигналов, но и эти возможные паразитные излучения..
Вам эти нюансы по видимому не знакомы, поэтому многие ваши опыты попросту вызывают «жалость..»

23.02.2014, 15:14

Столь почитаемый вами «чистый меандр» есть сумма огромного количества синусоид,

Интересно, эту теорию о множестве синусоид можно проверить опытным путем, увидеть каким-либо прибором? Я вижу лишь прямоугольный сигнал.
Лично я предполагаю, что у меня сейчас правильный прямоугольный сигнал только по тому, что у ключевых транзисторов модулятора нет нагрузки в виде индуктивности, а как появится такая нагрузка, разделительный широкополосный трансформатор первого каскада усиления УМ, то в момент закрытия ключевого транзистора, ток нагрузки не будет прерываться мгновенно, ток будет продолжать протягивать какое-то время индуктивность трансформатора. По этому на углах вершин прямоугольного сигнала появятся всплески амплитуды и генерация паразитных частот, с частотой согласно емкости перехода ключевого транзистора и индуктивности трансформаторной нагрузки этого транзистора. Но так как индуктивность трансформатора достаточно мала, и мала емкость перехода транзистора, паразитная генерация будет возникать на достаточно большой частоте. Отфильтруется каскадами самого УМ, так как УМ рассчитан на частоту до 30 МГц, так же отфильтруется диапазонным антенным фильтром.
Но это мое личное мнение, возможно я ошибаюсь.

В таком случае ваша задача насколько упрощается. Но — нет никакого смысла усиливать до большой мощности ваш меандр

Меандр меньше нагревает транзисторы нежели чем синусоида. Есть некоторая выгода я думаю.

Вам эти нюансы по видимому не знакомы, поэтому многие ваши опыты попросту вызывают «жалость..»

Я вообще делаю только первые шаги в радио.

23.02.2014, 15:26

Интересно, эту теорию о множестве синусоид можно проверить опытным путем, увидеть каким-либо прибором? Я вижу лишь прямоугольный сигнал.

Прибор называется анализатор спектра, например фото экрана
http://www.cqham.ru/forum/attachment.php?attac hmentid=166975&d=1393098049

23.02.2014, 15:28

В основном для SSB. Там полоса радиосигнала задается цифровым фильтром до квадратурного модулятора. Но сам квадратурный модулятор работает в ключевом режиме, то есть переключает сигналы I и Q ЦАП с частотой 4-кратно большей частоты передачи. Если сигналы I и Q равны, то на выходе модулятора чистый меандр с частотой передачи.
Если на выходе цифрового фильтра I и Q каналов чистый синус и косинус (т.е. от микрофонного входа идет синусоидальный сигнал), то на выходе квадратурного модулятора тоже будет чистый синус (несущая и одна боковая хорошо подавлены балансировкой).
Если это не так, то у вас что-то не правильно работает. Или модулятор неисправен, или опорный сигнал не в квадратуре, или I и Q неправильно формируются.

23.02.2014, 15:34

В меандре их и не увидеть, потому, что их там нет.

23.02.2014, 15:38

Если на выходе цифрового фильтра I и Q каналов чистый синус и косинус (т.е. от микрофонного входа идет синусоидальный сигнал), то на выходе квадратурного модулятора тоже будет чистый синус (несущая и одна боковая хорошо подавлены балансировкой).
Если это не так, то у вас что-то не правильно работает. Или модулятор неисправен, или опорный сигнал не в квадратуре, или I и Q неправильно формируются.

Я и говорю, что в спектре НЧ синус, а в спектре ВЧ, допустим это 7 МГц — меандр. Ключевой режим работы квадратурного модулятора. 28 МГц тактируем, получаем меандр с частотой 7 МГц. Но меандр естественно модулированный, амплитудой сигнала микрофона.

Прибор называется анализатор спектра, например фото экрана
http://www.cqham.ru/forum/attachment.php?attac hmentid=166975&d=1393098049

И что он показывает? Где множество синусоид?
А может он показывает как реагирует второстепенные системы на возбуждение их сигналом формы меандр?

23.02.2014, 15:44

н
Я и говорю, что в спектре НЧ синус, а в спектре ВЧ, допустим это 7 МГц — меандр. Ключевой режим работы квадратурного модулятора. 28 МГц тактируем, получаем меандр с частотой 7 МГц. Но меандр естественно модулированный, амплитудой сигнала микрофона.

Ключевой он то ключевой, но только по сигналу гетеродина. А по НЧ сигналу он всегда линейный. И нет там никакой модуляции меандра по амплитуде. Синус НЧ на входе превращается в синус на выходе, только на другой частоте. Вам надо почитать о том, что такое однополосная модуляция, как преобразуются спектры и какой сигнал на выходе квадратурного модулятора.

23.02.2014, 15:47

Я вообще делаю только первые шаги в радио. Так и делайте первые шаги в правильном направлении, а не абы шагать. Обычно, когда делают шаги в неизвестном направлении хотябы на карту местности поглядывают соответствующие книжки по теме почитывают, разбираются что и как. Ведь на диапазонах из-за шагающих не вногу скоро просто не останется возможности связь провести, кроме своего соседа. Я умоляю Вас, разберитесь для начала что есть гармонические колебания, что есть гармоники, что есть комбинационные частоты. И до этого не изобретайте лучше. И никоим образом не подавайте свой чистеёший меандр на вход усилителя, если только он подключен не к эквиваленту нагрузки. Даже если при этом транзисторы меньше греются, ради бога, не подавайте. Усиливайте только тот сигнал, который соответствует требованиям регламента. И даже тогда, на выходе усилителя должен быть диапазонный ФНЧ. Желаю успехов. 😉

23.02.2014, 16:05

н
Ключевой он то ключевой, но только по сигналу гетеродина. А по НЧ сигналу он всегда линейный. И нет там никакой модуляции меандра по амплитуде. Синус НЧ на входе превращается в синус на выходе, только на другой частоте. Вам надо почитать о том, что такое однополосная модуляция, как преобразуются спектры и какой сигнал на выходе квадратурного модулятора.

У меня в трансивере нет гетеродина. Есть тактовый генератор который тактирует переключение транзисторов из закрытого состояний в открытое и наоборот.
Лично я рассматриваю однополосную модуляцию SSB как сигнал состоящий из частотной и амплитудной составляющих. В какой-то момент времени там присутствует строго определенная частота и строго определенная амплитуда, эти параметры можно представить двумя переменными в программе и не будет никакой существенной ошибки. Естественно зависит от типа переменной (разрядности).

Добавлено через 7 минут(ы):

И никоим образом не подавайте свой чистеёший меандр на вход усилителя, если только он подключен не к эквиваленту нагрузки. Даже если при этом транзисторы меньше греются, ради бога, не подавайте. Усиливайте только тот сигнал, который соответствует требованиям регламента. И даже тогда, на выходе усилителя должен быть диапазонный ФНЧ. Желаю успехов. 😉

Да нет уж. Сейчас делаю устаревшее схемное решение, как минимум на 10 лет отстаю от жизни. Но в будущем, ради достижения максимального КПД усилителя, меандр и только меандр в каскадах усиления мощности. Широтно-импульсную модуляцию силовых транзисторов.
А о регламенте вы правильно сказали, сигнал должен соответствовать нормативам. Но насколько понимаю, регламент описывает сигналы на выходе передающего устройства, а не в его промежуточных цепях. По этому, позвольте мне самому выбирать каким способом получать и усиливать сигналы.
не беспокойтесь, аппаратура будет проходить тестирование на побочные излучения.

23.02.2014, 16:09

В какой-то момент времени там присутствует строго определенная частота и строго определенная амплитуда Частота не может быть в момент времени. Частота по определению — это количество колебаний за единицу времени. В отдельно взятый момент там может быть только напряжение определённой величины относительно определённой точки отсчёта (общего провода например).

23.02.2014, 16:16

Частота не может быть в момент времени. Частота по определению — это количество колебаний за единицу времени. В отдельно взятый момент там может быть только напряжение определённой величины относительно определённой точки отсчёта (общего провода например).

Мне привычно измерять момент между двумя колебаниями и представлять полученный результат как значение в количественных единицах частоты. Пусть даже такой вид измерений имеет погрешность. Но погрешность минимизируется если произвести несколько таких отсчетов и усреднить полученные результаты. По этому я и говорю о каком-то времени, быть может потребуется время 8 периодов сигнала частоты передачи, что многократно выше частоты дискретизации НЧ сигналов.

23.02.2014, 16:17

В отдельно взятый момент там может быть только напряжение определённой величины относительно определённой точки отсчёта (общего провода например).

А куда «девается» частота?
(там и начальная фаза еще есть)

23.02.2014, 16:20

Слесарь, Вам посмотреть практическую конструкцию на меандре http://www.qrzex.com/index.php/transceiver/105-classie.html 🙂

23.02.2014, 16:21

Широтно-импульсную модуляцию силовых транзисторов. И опять непонимание сути. Меандр — это прямоугольные импульсы со скважностью 2. Другими словами верхняя часть импульсов равна нижней. ШИМ (широтно импульсная модуляция) подразумевает изменение этой самой скважности импульсов. Так где же тогда меандр? Всё в кучу перемешали ИМХО. Учиться, учиться и учиться. как завещал один политический деятель начала 20 века. 🙂

23.02.2014, 16:23

Учиться, учиться и учиться. как завещал один политический деятель начала 20 века. 🙂
Хорошо. Спасибо на этом.

23.02.2014, 16:25

И что он показывает? Где множество синусоид?
А может он показывает как реагирует второстепенные системы на возбуждение их сигналом формы меандр?
На картинках форма сигнала меандр (экран осциллографа) и спектр сигнала меандр (экран анализатора спектра), пояснения на картинке спектра.
У вас какие либо приборы есть?

Genadi Zawidowski
23.02.2014, 16:27

погрешность минимизируется если произвести несколько таких отсчетов и усреднить полученные результаты.
Как в Вашей системе представлений будет представлен двухтональнй сигнал — например, два синусоидальных сигнала на 7000 кГц и 7001 кГц?

23.02.2014, 16:29

А куда «девается» частота? Момент времени это точка, т.е. дельта Т=0. В любой цепи при дельта Т=0 может быть только мгновенное значение напряжения (тока). Промежуток времени Т2-Т1, это уже совсем другое дело. За промежуток времени могут происходить изменения этого самого напряжения (тока). Только не в определённый момент времени. Тут вот выше привели осциллограмму. Та возьмите и нарисуйте на ней точку. Это будет мгновенное значение напряжения в отдельно взятый момент времени. А теперь остальное сотрите и оставьте только эту точку. Можете по ней сказать какая у вас частота? :ржач:

23.02.2014, 16:33

Слесарь, Вам посмотреть практическую конструкцию на меандре http://www.qrzex.com/index.php/transceiver/105-classie.html 🙂

Да. Все правильно. Телеграф это всего-лишь связь с меньшей частотой тактирования при формировании радиочастотных сигналов. Для формирования радиочастотного сигнала с SSB модуляцией потребуется просто несколько большая частота тактирования.
В моем нынешнем трансивере пока-что с этим все ограниченно, РЧ сигнал формируется двумя преобразованиями, первое преобразование НЧ сигналов с тактовой частотой 96 кГц, второе преобразование ВЧ сигналов с частотой 28 МГц. Ну это типа для 40-вки диапазона.
Было бы не плохо формировать РЧ сигнал с тактированием не менее 180 МГц, можно получить и более правильный синус РЧ сигналов для 40-вки и отказаться от формирователя НЧ сигналов совсем. Но это тема будущей конструкции.

23.02.2014, 16:35

На картинках форма сигнала меандр (экран осциллографа) и спектр сигнала меандр (экран анализатора спектра),

После того, как Вы выделили из меандра часть синусоид в анализаторе, исходный сигнал перестал быть меандром.
Т.е., «выделить» можно, но это не означает, что меандр состоит из синусоид.

Геннадий 53
23.02.2014, 16:36

Слесарю и другим :

http://ru.wikipedia.org/wiki/%CC%E5%E0%ED%E4%F0_% 28%F0%E0%E4%E8%EE%F2 %E5%F5%ED%E8%EA%E0%2 9

„Синтез меандра из набора гармоник периодического сигнала. Чем больше число гармоник, тем ближе к идеальной форма сигнала.” … тем ближе к меандру .

Значит, меандр это набор множества гормоник (сигналов синусоидальной формы) о постепенно уменьшающейся амплитуде.
Посмотри внимательно на картинку (анимацию) — все будет ясно.

23.02.2014, 16:39

Слесарю и другим

Я другой, но Википендию не читаю из принципиальных соображений.

23.02.2014, 16:39

Как в Вашей системе представлений будет представлен двухтональнй сигнал — например, два синусоидальных сигнала на 7000 кГц и 7001 кГц?

А зачем такое может потребоваться в передатчике? Я не собираюсь пока-что вещать сразу на двух частотах одновременно.
А так вообще, ясное дело что наблюдая за значением переменной описывающей частоту сигнала можно заметить наличие дивиации значения переменной с частотой равной разницы первой и второй из представленных Вами частот.

23.02.2014, 16:44

Слесарю и другим : Им азы надо постигать, а синтез и преобразование Фурье — это уже высшая математика. Не каждому она по зубам.

А зачем такое может потребоваться в передатчике? Без коментариев. :ржач:

23.02.2014, 16:44

Слесарю и другим

Я другой, но Википендию не читаю из принципиальных соображений.

Момент времени это точка, т.е. дельта Т=0. В любой цепи при дельта Т=0 может быть только мгновенное значение напряжения (тока).

Насколько я понимаю, здесь рассматириваются СИГНАЛЫ.
А это функции нескольких переменных.
(значение функции в данный момент времени — это только часть инфрормации о сигнале)

23.02.2014, 16:45

Прибор, то есть анализатор спектра, просто так отреагировал на возбуждение его сигналом меандр, но это еще не означает что в природе меандр сформирован множеством синусоидальных колебаний. По крайней пере, в обсуждаемой схеме квадратурного модулятора, меандр формируется строго прямоугольными последовательными тактовыми сигналами 4-х кратно большей частоты. Да и для тактированию вообще было достаточно не обязательно прямоугольных импульсов, можно было обойтись последовательными треугольными импульсами, микросхема бы и так расценила это вполне достаточным тактом.

23.02.2014, 16:48

Именно это я и пытался объяснить.

23.02.2014, 16:49

А это функции нескольких переменных. Вот и не надо говорить о функции (частоте) в момент времени. Это выражение не имеет смысла.

Genadi Zawidowski
23.02.2014, 16:52

А зачем такое может потребоваться в передатчике? Я не собираюсь пока-что вещать сразу на двух частотах одновременно.
Речь человека представлена множеством частот (колебаний воздуха с разными частотами и амплитудами). Я вас спросил про вырожденный случай — похожий на то, что возникает при звучании двух свистков на разные частоты одновременно. Как в Вашей системе изменений будет представлен сигнал из, например, десяти частот (и разной амплитуды)?

23.02.2014, 16:55

Вот и не надо говорить о функции (частоте) в момент времени. Это выражение не имеет смысла.

Беру для простоты синусоиду — гармоническую зависимость напряжения от времени.

И что я вижу?
В любой момент времени круговая частота сигнала равна w.

23.02.2014, 16:57

Вот и не надо говорить о функции (частоте) в момент времени. Это выражение не имеет смысла.

Частоту сигнала (количественное значение) можно узнать за время равное одному колебанию этого сигнала (это при идеальной вычислительной системе естественно). Вот и представьте какое множество сигналов радио-эфира можно зарегистрировать за время равное 1/4000 секунды, чтоб за это время демодулировать зарегистрированные сигналы SSB в нормальный звук.

23.02.2014, 17:00

И что я вижу? Ну тогда скажите мне, какая частота колебаний на входе осциллографа, когда на его экране только одна точка. :ржач: Всё, живот мой не казёный, не могу больше. Учите мат часть. 73!

23.02.2014, 17:01

Меандр меньше нагревает транзисторы нежели чем синусоида. Есть некоторая выгода я думаю.
С год назад, а может поболее, на Форуме была тема заведённая возмущённым любителем, похоже, именно меандра. Человек просил помощи в настройке диапазонных фильтров, на выходе транзисторного УМ. Подаёт на вход 10 ватт, на выходе 300. Всё работает, ему всё нравится. Но это без фильтров. Стоит подключить диапазонный ФНЧ, остаётся ватт 120-130. Как вам такая арифметика? Какова реальная мощность гармоники полезной частоты, в том меандре, что вы собрались усиливать?
И как по вашему, куда денется мощность всех остальных гармоник, которые не дойдут до антенны? Я уж не говорю про обычные ФНЧ, в которых почти вся мощность гармоник рассеется на самих элементах фильтра. Даже в тех, в которых вроде и присутствует звено обеспечивающее рассеивание мощности на дополнительных резисторах. Ведь обычно, такие фильтра стоят после УМ, в которых уровень гармоник в сотни раз ниже, чем мощность основного сигнала. Вы как, готовы рассеить сотню-другую ватт на дополнительных резисторах, что бы получить сотню ватт на выходе?

Лично я рассматриваю однополосную модуляцию SSB как сигнал состоящий из частотной и амплитудной составляющих. В какой-то момент времени там присутствует строго определенная частота и строго определенная амплитуда,
Точно. Меандр может нести информацию о частоте. А вот как быть с амплитудой. И именно в точно определённый момент времени. И не для частоты один кГц, а для десятков мГц? Вообще то, цифровые методы формирования сигнала уже существуют. АЦП, ЦАП, работающие на сотнях мГц. Только вот вы приплетаете чисто аналоговый смеситель, предназначенный для смешения аналоговых сигналов, к своим цифровым «наворотам». Я что то не вижу в ваших идеях формирования аналогового I-Q сигнала. Могу вам подсказать, что это будут два обычных НЧ сигнала. Даже отдалённо не напоминающих меандр. И на выходе вашего смесителя, должен появиться обычный НЧ сигнал, промодулированный ВЧ составляющей. За счёт балансировки, в этом сигнале будет отсутствовать сама несущая. А за счёт наличия двух НЧ сигналов, сдвинутых по фазе, будет подавлена и одна из боковых, которые присутствуют в обычных модуляторах. Места меандру, в этой схеме нет нигде. Он может присутствовать в самой микросхеме смесителя. Он коммутирует с определённой частотой аналоговые ключи, но на форму того сигнала, который через эти ключи проходит, он влиять полностью не должен.
А насчёт возврата в схемотехнике на десяток лет. Так современные методы формирования сигнала и существуют, и большинству посетителей сайта вполне известны. Просто вы первый, кто пытается схемотехнику века 21, реализовать на комплектующих прошлого тысячелетия.

При определённой настойчивости, постоянном пополнении объёма собственных познаний, вполне возможно вы и доведёте свой проект до конца. Но это будет уже не совсем то, над чем вы сейчас колдуете. И прежде всего, по самим комплектующим, программному обеспечению.

23.02.2014, 17:02

Речь человека представлена множеством частот (колебаний воздуха с разными частотами и амплитудами). Я вас спросил про вырожденный случай — похожий на то, что возникает при звучании двух свистков на разные частоты одновременно. Как в Вашей системе изменений будет представлен сигнал из, например, десяти частот (и разной амплитуды)?

Но ведь вы же понимаете, что АЦП для звука никогда не пытается регистрировать все эти частоты, он просто тупо делает отсчеты с двух-кратно большей частотой чем максимальная частота звука. Запоминается просто весь этот массив данных, и этого вполне достаточно. АЦП не занимается выделением каждой частоты по отдельности дабы разложить все присутствующие частоты по полочкам, это просто не нужно для сохранения информации описывающей звуки.

Genadi Zawidowski
23.02.2014, 17:08

Не передёргивайте. Вы говорили о каком-то усреднении за восемь периодов:

23.02.2014, 17:10

Как вам такая арифметика? Какова реальная мощность гармоники полезной частоты, в том меандре, что вы собрались усиливать?

Помнится в детстве я делал преобразователь напряжения 12В в переменное 220В на низкой частоте 50 Гц, тогда еще плохо были отработаны схемы мощных импульсных преобразователей. Так вот, оказалось что при питании повышающего трансформатора синусоидальным напряжением 12В, мне катастрофически не хватало мощности на вторичке трансформатора. Ситуацию спасло когда я перегрузил усилитель тока для питания трансформатора и вогнал транзисторы в ключевой режим работы, по осциллографу на трансформаторе был меандр.

23.02.2014, 17:18

Уже было, но я уже снял, прежде чем увидел. Выкладываю спектральный состав меандра.
Выше говорилось -ничем не хуже меандр, если есть хороший (опять вопрос — насколько хороший и насколько сложный=дорогой) ФНЧ. Но забыли, что для гармоник входное сопротивление фильтра или 0, или бесконечность (зависит от схемы фильтра).
Усилителю может не понравиться.

23.02.2014, 17:22

И на выходе вашего смесителя, должен появиться обычный НЧ сигнал, промодулированный ВЧ составляющей.

НЕТ. В какой-то момент времени продолжительностью допустим 1/8000 секунды на линиях I и Q могут задержаться совершенно равные напряжения, тогда на выходе модулятора (ключевых транзисторах) будет четко выраженный меандр с частотой радио-передачи, допустим это 14 МГц.

23.02.2014, 17:24

он просто тупо делает отсчеты с двух-кратно большей частотой чем максимальная частота звука.
Простите, а вы помните, кто предложил такие отсчёты? И почему именно ТАК предложил?
Может, все-таки почитать книги?
73. Леонид.

23.02.2014, 17:42

Не передёргивайте. Вы говорили о каком-то усреднении за восемь периодов:

Да пожалуйста, применение АЦП не мешает мне делать усреднение результата по нескольким отсчетам. У меня в стиральной машине 1-битный АЦП, частота приходящая с тахометра электродвигателя до 128 кГц, для качественного измерения частоты вращения барабана я измеряю приходящую частоту по 8 отсчетам (за промежуток времени 8 отсчетов, 1/16000 секунды), привожу к результату усреднением полученных данных. Там точность до 100 Гц (до единиц об. мин. барабана). При большой частоте вращения точнее и не надо.
А еще таким методом, за миллисекунды потраченного времени могу вычислить моментальное ускорение стирального барабана по тахометру для вычисления дисбаланса укладки белья при отжиме, по 10-ти бальной шкале, делаю такой расчет 3 раза за 1 об. стирального барабана. 1600 Гц сигнала тахометра. Ну это типа малые обороты при раскладке белья.
Не кажется ли вам, что представленные частоты сопоставимы со звуковыми частотами при обработке звуковых сигналов.

Обсчитался.секунды/минуты. Некоторые данные надо разделить на 60.

Добавлено через 8 минут(ы):

Простите, а вы помните, кто предложил такие отсчёты? И почему именно ТАК предложил?
Может, все-таки почитать книги?
73. Леонид.
лично мне нравятся значительно большие частоты дискретизации чем максимальная частоте звука, там я говорил о минимально необходимой частоте. Фамилию не помню. Википедию не открывал.

23.02.2014, 17:42

Учите мат часть. 73!

А Вы учите математику.
(а не матчасть)

Genadi Zawidowski
23.02.2014, 17:43

При передаче голоса Вам надо не усреднять. А наоборот, доставить до уха в неизменном виде все спектральные составляющие сигнала.
ps: не придумал аналогии для многочастотного сигнала из мира стиральных машин. какие-то фантастические устройства получаются. Пока помолчу, запас чипсов и попкорна имеется.

23.02.2014, 17:48

А Вы учите математику. Ребята, я понимаю, что 23 февраля, со всеми вытекающими. Но читать то форум будут не только 23 февраля и 1 апреля. Зачем бред нести? На трезвую голову почитайте, разберитесь, чертёжик на бумажке нарисуйте. Видно же, что не до математики вам сегодня. 🙂 Или пишите тогда в Юмор или в похожую тему.

23.02.2014, 17:48

так я ведь стараюсь усреднять значения полученные с многократно большей частотой чем частота звука. Скажем так, на тех частотах которые усредняются, звука как такового просто нет. Усредненное значение и будет отражать реальный звук. Ведь так вроде работают дельта-сигма АЦП, которые обладают большим динамическим диапазоном и лучшим отношением сигнал/шум.

23.02.2014, 17:48

Слесарь
Прибегну к проверенному на десятках студентах методу.
Для начала нужно понять, что спектр сигнала тем шире, чем выше скорость изменения сигнала. Не будем пока все усложнять коэффициентами, грубо ширину спектра можно оценить как 1/dT, где dT – длительность фронта импульса (в данном случае). Т.е. если у Вас длительность фронта импульса, допустим, 1 мкс, то ширина спектра составит порядка 1 МГц.
Далее нужно подумать, что опорный генератор, от которого зависят моменты переключения из «1» в «0» и наоборот, не идеальный, т.е. какие-то импульсы будут длиннее, какие-то короче, все это приведет к размытию спектра сигнала, т.е. невольно получиться гадить соседям по частоте, занимая не 3 кГц, а большую полосу. Нужно при измерении параметров своего передатчика учитывать и это обстоятельство.
Хотя Вы и формируете прямоугольные импульсы не из набора синусоид, но спектр этого сигнала все равно будет периодическим и весьма широким (сотни мегагерц по довольно заметным уровням — легко), как на представленных выше рисунках. И вот вся эта высокочастотная энергия частично будет греть Ваш фильтр гармоник (Ваша личная проблема), а частично – греть эфир (проблема уже для всех остальных).

Если хотите на ключевом передатчике получить высокий КПД, то нагрузка выходного каскада должна быть резонансной, чтобы токи всех гармоник, кроме первой, просто не протекали через активный элемент.
Примеры есть, например, здесь — Схемотехника устройств на мощных полевых транзисторах. Справочник. Под редакцией В.П.Дьяконова.

Еще один вариант получить высокий КПД – схема Кана.

23.02.2014, 17:50

Фамилию не помню. Википедию не открывал.
Очень жаль. Теорема Котельникова написана не в Википедии, а в учебнике ТПС — теория передачи сигналов. Без освоения этого учебника туман в вашей голове не рассеется никогда. В-общем — грабли — оружие самопознания (или средство перманентной тренировки).
73. Леонид.

23.02.2014, 17:56

там я говорил о минимально необходимой частоте. Фамилию не помню. Википедию не открывал.
У меня нет слов теорема Котельникова и Википедия, жестко срывает крышу:crazy:Половина Википедии написан слесарями.
:ржач:

23.02.2014, 18:02

Слесарь
Для начала нужно понять, что спектр сигнала тем шире, чем выше скорость изменения сигнала. Не будем пока все усложнять коэффициентами, грубо ширину спектра можно оценить как 1/dT, где dT – длительность фронта импульса (в данном случае). Т.е. если у Вас длительность фронта импульса, допустим, 1 мкс, то ширина спектра составит порядка 1 МГц.

Хорошо. Я понял Вас. Спасибо.
Радует то что и у других SDR-ов примерно таж самая схемотехника. Квадратурный модулятор -> двухполупериодный ШП усилитель мощности -> антенный диапазонный фильтр -> нагрузка. Если там работает, то в лучшем случае и у меня должно заработать не на много хуже.

23.02.2014, 18:13

Как понимаю, если на пальцах, то сигнал первой гармоники при меандре будет как минимум двухкратно слабее основного сигнала, значит его можно вполне успешно отфильтровать диапазонным фильтром? Скажем так, понизить ниже -40 Дб по идее?
Нет, к сожалению (большому в такой праздничный день) вы не понимаете, извините за отсутствие педагогических навыков, студентов не учил.
Смотрим спектр сигнала
http://www.cqham.ru/forum/attachment.php?attac hmentid=167025&d=1393161910
уровень первой гармоники -это «сам сигнал», он СИГНАЛ самый «большой» по мощности, 3-я гармоника меньше на 10 дБ по уровню или в 9 раз по мощности, остальные гармоники ещё меньше пропорцинально уровню на спектре.

23.02.2014, 18:21

Здесь нужно уточнить – в каком месте вторая или третья гармоника будет ниже первой (первая – полезный сигнал) – на выходе формирователя или на выходе усилителя мощности.
Если на выходе усилителя мощности, то зависит от режима работы. Если в кассе AB, то проблемы у самого усилителя (при любом модуляторе) будут с нечетными гармониками. Но если сигнал возбуждения грязный, то основной вклад может вносить уже он, а не сам усилитель.

По нормам на гармоники и типовым значениям можно посмотреть, например, здесь — http://www.cqham.ru/pa_uy0uy.htm

23.02.2014, 18:29

Нет, к сожалению (большому в такой праздничный день) вы не понимаете, извините за отсутствие педагогических навыков, студентов не учил.
Смотрим спектр сигнала
http://www.cqham.ru/forum/attachment.php?attac hmentid=167025&d=1393161910
уровень первой гармоники -это «сам сигнал», он СИГНАЛ самый «большой» по мощности, 3-я гармоника меньше на 10 дБ по уровню или в 9 раз по мощности, остальные гармоники ещё меньше пропорцинально уровню на спектре.

Ну так это вообще замечательно!
Значит мы определились, все гармоники можно достаточно хорошо отфильтровать, но что всет-ки поступит в антенну? Преобразуется ли меандр сигнал, после усилителя и антенного фильтра в синусоиду? Или такой же меандр поступит в антенну?

Ну и Вам верно отмечали – если передатчик на одну частоту, то гармоники модулятора лучше фильтровать на выходе модулятора, так заметно дешевле. А на выходе усилителя мощности будут уже гармоники, которые возникают в самом усилителе.
Антенный фильтр после усилителя то по любому нужен, ведь так?
Остается вопрос, ставить ли дополнительно фильтр перед усилителем, после непосредственно модулятора?
Может плохо искал, но во Flex-5000, фильтра меж модулятором и УМ не нашёл. А это вроде не плохой аппарат.

23.02.2014, 18:35

Напишу банальность, но тем не менее: Прежде, чем браться за «алгебру», хорошо бы сдать хвосты по «арифметике», в том числе по таблице умножения и устному счёту. Иначе — чистый меандр в голове.

23.02.2014, 18:39

Значит мы определились, все гармоники можно достаточно хорошо отфильтровать, но что всет-ки поступит в антенну? Преобразуется ли меандр сигнал, после усилителя и антенного фильтра в синусоиду? Или такой же меандр поступит в антенну?

В антенну «поступит» то, что отфильтровал фильтр.

Может плохо искал, но во Flex-5000, фильтра меж модулятором и УМ не нашёл. А это вроде не плохой аппарат.
Те специалисты, что делали Flex-5000 знали что делать и проверяли сигналы передатчика на соответствие норм и правил.
Если что не получалось, как например с АРУ, то форум на cqham.ru подсказывал.:-P

23.02.2014, 18:44

Прежде, чем браться за «алгебру», хорошо бы сдать хвосты по «арифметике», в том числе по таблице умножения и устному счёту.

В обычной жизни достаточно научиться считать в пределах трех категорий. Пусто, Есть и Много.

В антенну «поступит» то, что отфильтровал фильтр.
То есть, фильтр сгладит углы у сигнала формы меандр и получится синусоида?

23.02.2014, 18:47

То есть, фильтр сгладит углы у сигнала формы меандр и получится синусоида?

не прошло и полусуток. 🙂

23.02.2014, 18:49

Антенный фильтр после усилителя то по любому нужен, ведь так?
Остается вопрос, ставить ли дополнительно фильтр перед усилителем, после непосредственно модулятора?
Может плохо искал, но во Flex-5000, фильтра меж модулятором и УМ не нашёл. А это вроде не плохой аппарат.

После усилителя мощности фильтр гармоник нужен, если усилитель в режиме AB или еще более нелинейных, и гармоники не задавили методами ЦОС, т.е. в Вашем случае точно нужен. *
По поводу FLEX-5000 – ткните, пожалуйста, в структурную схему его модулятора. У них она тоже формирует «меандры»?

23.02.2014, 18:50

не прошло и полусуток. 🙂

Вот если бы еще кто картинку опубликовал, какая форма сигнала реально получается после фильтра, например, третьего порядка, при запитке сигналом меандр.

23.02.2014, 18:52

Радует то что и у других SDR-ов примерно таж самая схемотехника. Квадратурный модулятор -> двухполупериодный ШП усилитель мощности -> антенный диапазонный фильтр -> нагрузка. Если там работает, то в лучшем случае и у меня должно заработать не на много хуже.
А вы не хотите разовраться, почему у вас на выходе вы имеете меандр? Ведь «там», на вход подаётся чистейший НЧ спектр. При однотоновом сигнале, чистейшая синусоида. Соответствующий сигнал и на выходе. Так посмотрите, что именно вы подаёте на вход этого квадратурного смесителя

НЕТ. В какой-то момент времени продолжительностью допустим 1/8000 секунды на линиях I и Q могут задержаться совершенно равные напряжения,
Если вы написали НЕТ, то это не значит что законы физики изменятся, и все реки потекут вспять. Сигналы I и Q Формируются из одного НЧ сигнала. Теоретически, их амплитуда, в любой момент времени, абсолютно одинакова. Если нарушается это условие, то ухудшается подавление нерабочей боковой. Собственно второй канал, только для этого и нужен. Для подавления нерабочей боковой

Смеситель, это наверное когда сигнал выделяется из двух имеющихся в наличии (смешивающихся), а тут сигнал формируется, когда один сигнал строго коммутирует два других сигнала. А коммутация то дискретная, прямоугольная, на выходе будет прямоугольник с амплитудой первых двух сигналов. В смесителе же, амплитуды всех сигналов сохраняются.
Ваше «наверное», вселяет определённые надежды. Вам надо немного почитать о работе смесителей. Существуют небалансные смесители. На выходе такого смесителя присутствуют и сигнал гетеродина, и входной сигнал. И куча компонентов преобразования.
Есть балансные смесители, это когда на выходе, полностью подавлен сигнал гетеродина. Но присутствует входной сигнал, плюс продукты преобразования.
Есть ещё двубалансные. В этих, на выходе подавлены и сигнал гетеродина, и входной сигнал. Присутствуют только продукты преобразования. Конечно, это в идеале. При использовании в качестве гетеродинного напряжения меандр, появляются ещё продукты преобразования на нечётных гармошках этого сигнала.
Так вот, в основном, в настоящее время, применяются именно двубалансные смесители.

23.02.2014, 18:53

По поводу FLEX-5000 – ткните, пожалуйста, в структурную схему его модулятора. У них она тоже формирует «меандры»?

У них та ж самая микросхема что и у меня. Тот же принцип формирования.
А схему я приводил на первой странице.

23.02.2014, 18:56

У них та ж самая микросхема что и у меня. Тот же принцип формирования.
А схему я приводил на первой странице.

Это схема электрическая принципиальная, и как-то мелковато, не разобрать.
Я же просил схему структурную.

23.02.2014, 19:06

А вы не хотите разовраться, почему у вас на выходе вы имеете меандр? Ведь «там», на вход подаётся чистейший НЧ спектр. При однотоновом сигнале, чистейшая синусоида. Соответствующий сигнал и на выходе. Так посмотрите, что именно вы подаёте на вход этого квадратурного смесителя

У уже писал, что
В какой-то момент времени продолжительностью допустим 1/8000 секунды на линиях I и Q могут задержаться совершенно равные напряжения, тогда на выходе модулятора (ключевых транзисторах) будет четко выраженный меандр с частотой радио-передачи, допустим это 14 МГц.

23.02.2014, 19:07

Вот если бы еще кто картинку опубликовал, какая форма сигнала реально получается после фильтра, например, третьего порядка, при запитке сигналом меандр.
По нормам уровень гармоники должен быть -40 дБ и менее от уровня сигнала.
Третий порядок это мало.
Пример расчёта для 7 МГц на картинке.

23.02.2014, 19:11

Теоретически, их амплитуда, в любой момент времени, абсолютно одинакова. Если нарушается это условие, то ухудшается подавление нерабочей боковой. Собственно второй канал, только для этого и нужен. Для подавления нерабочей боковой

Как можно говорить о амплитуде НЧ сигналов если рассматривается промежуток времени 1/8000 секунды? В рамках такого отрезка времени там может быть только чистая постоянка потенциала или ноль потенциала.

Это схема электрическая принципиальная, и как-то мелковато, не разобрать.
Я же просил схему структурную.

У меня пока-что другой нет. Есть еще фотки ПП.

23.02.2014, 19:23

У меня пока-что другой нет. Есть еще фотки ПП.

Тогда предположение о том, что FLEX-5000 использует такой же модулятор, пока ничем не подкреплено.
Не вижу причин, которые заставили бы flex-radio делать именно так.
Если почитать описание, например, здесь — http://www.radioexpert.ru/articles/sdr-i-ddc-priemniki-i-transivery/101/
То можно понять, что передающий тракт 5000-ка построен по схеме с преобразованием частоты, плюс обратите внимание на это:

«Все параметры передающего тракта настраиваются автоматически. Осуществляется настройка с помощью ЦАПа. Микросхема AD5263 выдаёт управляющее напряжение смещения на операционные усилители и тем самым регулирует подавление основного несущего сигнала и участвует в подавлении зеркального канала на передачу.
Для обеспечения высокого качества и чистоты сигнала, после смесителя и предварительного усилителя стоят дополнительные ФНЧ 4-ого порядка. На 80м и 160м диапазоне на отдельных платах выполнены ФНЧ 11-ого порядка. Таким образом, на оконечный усилитель приходит идеально чистый сигнал».

23.02.2014, 19:23

Вы НЕ знаете ничего о работе смесителей, в частности, что им желательно просто переносить спектр исходного сигнала на желаемую частоту, а вовсе не превращать его в меандр. Меандр в смесителях, это только коммутационный сигнал.
Вы незнакомы со спектром речевого НЧ-сигнала, в частности, что он многочастотен и его составляющие постоянно меняют частоту и амплитуду.
Вам неизвестно понятие интермодуляционные искажения. и многого другого вы не знаете. Почитайте книжки, пожалуйста, чтобы не пугать тутошний народ и не провоцировать разных горе-специалистов на высказывания, типа: «в меандре нет никаких гармоник».

23.02.2014, 19:27

Походу, во Flex-5000 есть фильтр после модулятора. На низкоомных электронных ключах переключаются диапазоны и CMD компонентах. По этому и не разглядел сразу.

В центре фотки модулятор, справа от него трансформатор и фильтр.

Ну что ж, наверное придется и мне делать так же.

Хорошо! Всем спасибо! Вопрос решен.

23.02.2014, 19:35

Посмотрел схему. Там на входе модулятора два дифференциальных усилителя нч сигналов I и Q. В тестовом случае там чистая синусоида, сдвинутая в канале I на 90 гр. от канала Q. Так что еще раз — нет на выходе модулятора никакого меандра. А если у вас меандр — ищите причину, где ошиблись.

23.02.2014, 19:47

Что-то я не пойму, прикалываетесь, что ли? Откуда после ключевого смесителя меандр?
При одно-тональном сигнале — синусоида. При речевом — сложный шумоподобный спектр.
Если, конечно нет глубокого ограничения по причине «правильной» настройки. Или я что-то не понял?

В центре фотки модулятор, справа от него трансформатор и фильтр.

Ну что ж, наверное придется и мне делать так же.

Хорошо! Всем спасибо! Вопрос решен.

Нне нужен никакой фильтр.

23.02.2014, 19:47

Как можно говорить о амплитуде НЧ сигналов если рассматривается промежуток времени 1/8000 секунды?
А вы ещё и считаете плохо? Мне становится стыдно за слесарей. за 1/8000 секунды, сигнал частотой 8 кгц, пройдёт полный цикл. То есть осциллограф нарисует обе полуволны синусоиды. От нуля до максимума положительную, а затем так же и отрицательную. При 4 кГц, за это же время нарисуется только одна полуволна. От нуля до максимума, и снова вниз.
Да, много ещё вы шишек себе понабьёте.

В центре фотки модулятор, справа от него трансформатор и фильтр.
Вот видите, там ещё и фильтр. А вы его упразднили.

23.02.2014, 19:51

сигнал частотой 8 кгц, пройдёт полный цикл.

Откуда в КВ радио такие частоты НЧ сигналов в режиме передачи? Лично у меня даже установлен фильтр на сигналы I и Q аппаратно ограничивающий их на частотах выше 4 кГц.

Genadi Zawidowski
23.02.2014, 20:01

Евгений240
23.02.2014, 20:03

Вы НЕ знаете ничего о работе смесителей

Вы незнакомы со спектром речевого НЧ-сигнала

Вам неизвестно понятие интермодуляционные искажения. и многого другого вы не знаете.Меня терзают смутные подозрения, что товарищ всё это знает. И даже побольше, чем средний радиолюбитель. Прсто он так прикалывается.

23.02.2014, 20:08

Меня терзают смутные подозрения, что товарищ всё это знает. И даже побольше, чем средний радиолюбитель. Прсто он так прикалывается.
Товарищ пытаетрся решать диф.уравнения не освоив решения квадратных. smile:

Откуда в КВ радио такие частоты НЧ сигналов в режиме передачи? Лично у меня даже установлен фильтр на сигналы I и Q аппаратно ограничивающий их на частотах выше 4 кГц.
Возможно вы будете удивлены, но даже обычный импульсный бп от лептопа или тфт монитора излучает частоты более 10мгц.. посмотрите здесь реальные результаты испытаний подобного бп..
http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?t=267 48&page=3

Valery Gusarov
23.02.2014, 20:11

при подаче на вход ключевого БМ постоянного напряжения на выходе будет одна несущая, но как раз меандр (или то, как именно ключи меняют проходящий через них сигнал). Соответственно, для Вашего случая — да, меандр.
Слесарь-не Ваш ли случай?

23.02.2014, 20:11

Вообще-то при подаче на вход ключевого БМ постоянного напряжения на выходе будет одна несущая, но как раз меандр (или то, как именно ключи меняют проходящий через них сигнал). Соответственно, для Вашего случая — да, меандр. На приёме выражается в паразитных каналах приёма на нечётных гармониках частоты коммутации и паразитных излучениях там же.
Хорошо.
Решено. Надо ставить диапазонный фильтр после модулятора. Возможно при передаче будет включаться диапазонный фильтр третьего порядка, то что предназначен для приема на SMD компонентах и низкоомных электронных ключах , надо будет продумать коммутацию прием/передача для этого фильтра. Согласен, меандр надо фильтровать перед УМ.

ДИПЛОМ Братко

System for test acc. IEC 61000-4-6

Предложить улучшение

Нашли ошибку в текстах или интерфейсе? Или знаете, как улучшить наши инструменты? Смело отправляте нам свои предложения! Это очень важно для нас!

Какие гармонические составляющие будут присутствовать в спектре при тестовом сигнале в виде меандра

Недопустимый идентификатор

К вопросу оценки ПЭМИН цифровых сигналов. TFT мониторы. Часть 2.

К вопросу оценки ПЭМИН цифровых сигналов. TFT мониторы. Часть 2.

Интерфейсы ЖК панелей

Интерфейс LVDS

Интерфейс RSDS (WisperBus TM )

Какие гармонические составляющие будут присутствовать в спектре при тестовом сигнале в виде меандра

ДИПЛОМ Братко

Предложить улучшение

Добавить комментарий Отменить ответ