Сжатие динамического диапазона НЧ сигнала

[michvl]

С удовольствием читаю посты, особенно последние, все это мне близко профессионально, руки чешутся написать пару страниц "за" и "против", но пора вспомнить о теме и ее авторе. Судя по всему, его придется огорчить. Это было ясно с самого начала, но никто не осмелился написать. Готовых решений узко поставленных автором задач, конечно, не будет, и вряд ли найдется умелец, который из спортивного интереса займется написанием математических моделей аналоговых схем ВЧ компрессора и компрессора с фазовым сдвигом и попытается запихнуть их в заданный процессор без особой надежды на успех. Впрочем...
Что касается звука, особенно высококачественного, то подобных тем, к сожалению, почему-то очень мало. Будем ждать.

[NOPROBLEM]

Вообще такой вопрос: как реализовывается фазовращение потока с АЦП, без использования БПФ?

Если мне склероз не изменяет, то существует каноничский метод решения таких задач. Пишется дифференциальное уравнение поведения аналоговой схемы. Затем оно преобразуется в разностные уравнения. Затем по этому разностному уравненю составляется алгоритм вычисления. А вот частности и подробности уже не помню...

[Alex9797]

Раз пошла такая пьянка, предлагаю еще одно предложение.

Что бы там ни говорили, но логарифмический компрессор имеет много достоинств. Если бы не гармоники, ему бы цены не было!
Гармоники низких частот смешиваются с высшими частотами сигнала...

А что, если сделать так. Например, полоса нашего сигнала 300...3400Гц, как принято в телефонной связи. Для трансивера вполне достаточно, ведь его разрешенная полоса в эфире тоже ограничена.

Так вот, разбиваем эту полосу на несколько полос. Их ширину выбираем с таким расчетом, чтобы вторая гармоника нижней частоты была выше, чем верхняя частота полосы. Тогда легко будет отфильтровать гармоники, возникшие при логарифмировании.

Минимальное количество полос получается четыре:
300...550
550...1000
1000...1900
1900...3400

Теперь каждую полосу отдельно логарифмируем, после чего отсекаем возникшие гармоники пропусканием каждой полосы через ФВЧ, с соответствующей частотой среза.

После этого - объединяем эти сигналы снова в один, с полосой 300...3400Гц.

Конечно, можно все это проделывать и аналоговым способом. Но одно только изготовление четырех полосовых фильтров с крутыми срезами - геморройно.

В то же время, для цифровой реализации данного алгоритма я не вижу никаких особых сложностей. Рутина, однотипные операции. Кроме того, для сигнала с такой полосой не требуется заоблачной частоты квантования. 16 килогерц с головой хватит. При такой скорости с этой задачей справится даже ДСП средней мощности.

[makser1]

Alex9797, именно такие компрессоры есть в высококачественных аналоговых трансиверах, практически по параметрам соответствует ВЧ компрессору, похоже сделано и PowerSDR в цифре. Но для этого нужен не хилый ЦСП, возможно так же и сделано в фирменных, т.к. судя по схемам ЦСП на передачу такие же как и на прием или общие. В общем мне понятно, надеялся, что что то упустил и есть "особые" алгоритмы.

[niXto]

именно такие компрессоры есть в высококачественных аналоговых трансиверах

Именно такие компрессоры используются во всех алгоритмах сжатия звука МПЕГ. 16 фильтров.

[Akkord]

Это есть Multi-bit Delta-Sigma Architecture. Гораздо хуже чистого 1-битного дельта-сигма. Но гораздо дешевле его.

И что?
Вы получаете более скоростные и дешевые АЦП!
Много разрядность позволяет уменьшить коэффициент передискретизации
и тем самым рассширить полосу модулирующего сигнала.
В чем проблема?

[niXto]

У 5-битного мульти-левела шум из-за ошибок дискретизации в 32 раза больше, чем у 1-битного

[Akkord]

У 5-битного мульти-левела шум из-за ошибок дискретизации в 32 раза больше, чем у 1-битного

И что?
Вот они и появляются НЕ значащие разряды!
Зато дешево и быстро!

[niXto]

Количество честных бит и там, и там одинаково - 18...22
Но если у 1-битного из-за ошибок дискретизации (их немного, несколько сотен в секунду) дрожит младший честный бит - у 5-битника дрожат младшие 5. На слух это незаметно, но на приборах вылазит

http://www.toe-rgr.ru/load/21-1-0-101

[Alex9797]

Но для этого нужен не хилый ЦСП, возможно так же и сделано в фирменных, т.к. судя по схемам ЦСП на передачу такие же как и на прием или общие. В общем мне понятно, надеялся, что что то упустил и есть "особые" алгоритмы.

А у меня еще запас оптимизма не иссяк.
Меня раньше пугала цифровая реализация фильтров, пока я не прочитал вот это:

Программно все гораздо проще и легче. Любой фильтр - десяток слов программы (ну и подпрограмма фильтра естественно). Нужен полосовой фильтр 50 Гц 8-го порядка? - Нет ничего проще, сотня байт памяти программ контроллера, и не нужен килограмм дросселей

Ну, пусть четыре полосовых фильтра займут не по десятку, а по пять десятков слов. Двести. Логарифмирование тоже займет не больше пяти десятков. Четыре по пятьдесят - еще двести. Затем ФНЧ - по десятку. Еще сорок. Ну, и в конце суммирование четырех обработанных сигналов - пусть тоже 50 слов. Итого: 200+200+40+50=490 слов.

Считаем дальше. При частоте квантования 16 килогерц, период между выборками сигнала равен 62,5мкс. Если частота кварца микропроцессора всего 20МГц, то за эти 62,5мкс успеет выполниться аж 1250 команд! Ну, с учетом переходов, которым надо два машинных цикла, пусть будет 1000 команд. А нам требуется всего 490!

Чем не источник для оптимизма?