Про "кухонное радио".

VP: Не могу также согласиться с вашим утверждением, что на практике ЧМ детектор без ограничителя работает хуже. Практика как раз показывает, что лучше!

Все-таки это наверное чисто субъективное мнение.
Подавление АМ - важнейший параметр, определяющий и достижение высоких значений с/ш, и селективности по соседнему каналу, и устойчивости к интерференционным помехам и т. д. Отрицать необходимость подавления АМ в ЧМ приемнике выглядит все-таки как-то странно. Идеальный ЧМ приемник не должен детектировать АМ. Другое дело - реальный приемник и те средства, с помощью которых это подавление достигается. В обычных супергетеродинах таких средств два: применение ограничителей и ЧМ детекторов, нечувствительных к АМ. Согласен, оба средства неидеальны, но они работают (!), и несмотря на поганую привычку ограничителей превращать АМ в ФМ , повышают качественные показатели приемника. Существуют и еще факторы, влияющие на подавление АМ, например, несимметричность резонансной кривой селективности и др.

Взаимодействие любой помехи с принимаемым сигналом на входе приемника приводит к появлению АЧМ колебания, и даже идеальный ЧМ приемник, абсолютно не чувствительный к АМ, такую помеху прекрасно примет. Но это не значит, что раз такое дело имеет место быть, подавлять АМ не нужно вовсе. Если рассмотреть формулы отношения с/ш на выходе приемника с подавлением АМ и без подавления АМ, то видно, что разница может быть очень приличная (формулы очень громоздки, поэтому здесь их не привожу). Книги по теории ЧМ приема, по крайней мере, трактуют так. Не думаю, что это миф.

Еще несколько вопросов к GM. Как обеспечивается работа детектора на DSP в диапазоне различных уровней принимаемого сигнала, который может быть порядка 80 дБ + с/ш 40дБ? Понятно, что АЦП с таким диапазоном не справится. Какая нужна разрядность АЦП для качественной демодуляции? Как выбирается частота дискретизации? Как влияет все это хозяйство на результирующее с/ш при больших и малых индексах модуляции?

Вот и Tadas подтянулся! Приятно иметь дело с умными людьми.

Zandy: Еще несколько вопросов к GM. Как обеспечивается работа детектора на DSP в диапазоне различных уровней принимаемого сигнала, который может быть порядка 80 дБ + с/ш 40дБ? Понятно, что АЦП с таким диапазоном не справится. Какая нужна разрядность АЦП для качественной демодуляции? Как выбирается частота дискретизации? Как влияет все это хозяйство на результирующее с/ш при больших и малых индексах модуляции?

Если вы работаете с 16-битными данными, то вгрубе можете получить 90 дБ. Упомянутый процессор является 32-битным, значит, практически можете получить 186 дБ. Это диапазон чисел, которые может обрабатывать процессор у себя внутре, так что практическим ограничением будет разрядность АЦП.

Что касается выбора разрядности, частоты дискретизации и тому подобное, то это зависит от требуемых параметров системы, исскуства разработчика, и много ещё от чего, увы. Почитайте Рабинера и Голда, библию dsp-инженеров, многие вопросы отпадут...впрочем, появится много новых .

Посмотрите на приложенную картинку, там показан выход ЧД (мгновенная частота сигнала), работающего по моей формуле (она не "моя", в том плане, что не я её инвентор, просто я её привёл выше) и выход ЧД без деления на модуль сигнала, пусть условно это будет ВиПи ЧД. Частота сигнала 1,5 кГц, частота выборок 50 кГц, При Т=34 амплитуда сигнала скачком изменилась с 330 мВ до 300 мВ (всего 10%). Видно, что GM-ЧД выдал пичок длиной одну выборку, а VP-ЧД начал выдавать неправильное значение частоты, хотя частота входного сигнала не изменилась, изменилась амплитуда сигнала всего лишь на 10%. Ясно и ёжику пьяному, что выходной сигнал ЧД необходимо пропустить сквозь фильтр по крайней мере с полосой 20 Гц..20 кГц, и что данный пичок будет отфильтрован, а вот изменение частоты в VP-ЧД приведёт к пресловутому "т-и-ии-у".

GM: VP-ЧД начал выдавать неправильное значение частоты, хотя частота входного сигнала не изменилась
А вот это не понятно совсем. Про какую частоту вы говорите? Частота модуляции?! На выходе VP-ЧД, в идеальном случае, мы имеем напряжение, пропорциональное отклонению частоты и амплитуды сигналов. Конечно, в реальных частотнозависимых цепях процессы сложнее, но мы же тут обсуждаем одну формулу.
При скачкообразном изменении амплитуды входного сигнала скачкообразно меняется напряжение на выходе VP-ЧД, но никак не частота модуляции. Или это "косяки" програмной реализации ЧД?

GM: Если вы работаете с 16-битными данными, то вгрубе можете получить 90 дБ
90 дБ говорите ?
Допустим имеем синусоидальный сигнал, с уровнем, приведенным к полной шкале АЦП.
Примем этот уровень за 0 дБ.
Какие будут нелинейные искажения оцифрованного сигнала, если уровень снизим до -80 дБ ?
Для простоты можем считать, что АЦП идеальный. С реальным будет хуже.

По поводу VP-ЧД и GM-ЧД затевать священную войну не стоит. Это разные вещи и сравнивать их, так сказать, "в общем" не имеет смысла. Сильные стороны их проявляются в совершенно разных условиях.
GM-ЧД обладает порогом С/Ш, ниже которого не слышно ничего, выше - слышно нормально (или почти нормально, когда порог превышен незначительно). У VP-ЧД такого порога нет.
Приемник с GM-ЧД не сможет воспроизвести сигнал, когда отношение С/Ш на входе равно 10 дБ, а с VP-ЧД удастся даже кое-что разобрать
В этом смысле приемник с VP-ЧД практически эквивалентен SSB приемнику. И это понятно, т.к. в обоих типах приемников все операции преобразования сигнала линейны.
Так что приемник с GM-ЧД конечно прекрасно соответствует названию ветки "Про "кухонное радио" (слушание попса от местного передатчика), VP-ЧД же покажет свои преимущества, когда нужна будет связь на предельных дальностях.
Так что -"кесарю - кесарево..."

Tadas: У VP-ЧД такого порога нет.
Приемник с GM-ЧД не сможет воспроизвести сигнал, когда отношение С/Ш на входе равно 10 дБ, а с VP-ЧД удастся даже кое-что разобрать
В этом смысле приемник с VP-ЧД практически эквивалентен SSB приемнику. И это понятно, т.к. в обоих типах приемников все операции преобразования сигнала линейны.
Tadas, при всем уважении к вам, и я тут с вами не согласен. О какой линейности речь, если мы тут имеем операцию перемножения сигнала на самого себя, хоть и дифференцированного. Да будет тут тот же самый порог (и в VP-ЧД и в GM-ЧД) , присущий любому ЧМ приемнику, кроме синхронного. И зависеть он будет лишь от индекса модуляции. Может вы все-таки путаете с псевдосинхронным приемником, где тракт опорной частоты имеет полосу пропускания уже, чем удвоенная частота частотного отклонения?

Zandy: Tadas, при всем уважении к вам, и я тут с вами не согласен. О какой линейности речь, если мы тут имеем операцию перемножения сигнала на самого себя
Что касается линейного преобразования - каюсь, тут я промазал .
А вот насчет наличия порога - мне все же думается, что тут картина будет совсем другая чем у GM-ЧД.

Tadas: мне все же думается, что тут картина будет совсем другая чем у GM-ЧД.
Да нет. Как бы ни был устроен частотный детектор, полоса пропускания до него - та же самая. Все средства снижения порога, базируются либо на использовании более узкой полосы приемного тракта, либо, в синхронном приемнике, более узкой полосы опорного тракта. Например, та же TDA7ХХХ, по-хорошему должна иметь более низкий порог, т. к. построена по принципу "сжатия" девиации, а следовательно, может довольствоваться более узкополосным ПЧ фильтром. Или, почему в обычном приемнике детектор с ФАПЧ дает более низкий порог, чем квадратурный детектор? Да только потому, что в детекторе с ФАПЧ происходит перемножение принимаемого сигнала с сигналом, хорошо отфильтрованным петлей ФАПЧ. Кстати говоря, в приемниках с детектором на ФАПЧ, ограничение перед детектором действительно вредно. Там лучше применять АРУ.

И еще. to GM. Спор с VP выглядит смешным. Смахивает на спор студента с преподавателем. Он прекрасно все понимает, но думаю, иногда лукавит немного.
Теория ЧМ приема не ограничивается рассмотрением одной единственной математической формулы. Тем более, заметьте, никто не оспаривает правильность вашей формулы из учебника. Так зачем ее так рьяно защищать?

Zandy: GM: VP-ЧД начал выдавать неправильное значение частоты, хотя частота входного сигнала не изменилась
А вот это не понятно совсем. Про какую частоту вы говорите? Частота модуляции?! На выходе VP-ЧД, в идеальном случае, мы имеем напряжение, пропорциональное отклонению частоты и амплитуды сигналов. Конечно, в реальных частотнозависимых цепях процессы сложнее, но мы же тут обсуждаем одну формулу.
При скачкообразном изменении амплитуды входного сигнала скачкообразно меняется напряжение на выходе VP-ЧД, но никак не частота модуляции. Или это "косяки" програмной реализации ЧД?

Никаких косяков нет, и пока весь расчет в числах, впрочем для ДСП так и будет. На квадратурные входы обоих ЧД подал идеальные синус и косинус, амплитудой 300 мВ и частотой 1500 Гц без модуляции, ЧД естественно реализованы по моей формуле и формуле (45) из книги VP, 1990, с.90.

ЧД выдает значение мгновенной частоты, а поскольку никакой модуляции нет, то он должен выдавать постоянное напряжение, что мы и видим на картинке. Решил посмотреть, что будет, если условия приема изменились, скажем, кошка потёрлась о штыревую антенну . Для этого, в момент времени Т=34 изменил амплитуду с 330 мВ до 300 мВ. Для "честной" формулы GM ЧМ детектор выдал короткий пичок, поскольку в точке сшивки двух сигналов производная считалась от разных частей сигнала (разрыв производной), затем вернулся к прежнему значению частоты.

Для укороченной формулы VP ЧД выдал смещение частоты и не вернулся к прежнему значению. То есть при скачкообразном изменении амплитуды входного сигнала скачкообразно меняется напряжение на выходе VP-ЧД, для ЧМ-сигнала это и есть значение мгновенной частоты. Если отфильтровать постоянную составляющую, "отвечающую за несущую", получите исходный сигнал s(t), которым модулировали сигнал передатчика, что ж непонятного.

Если заглянуть немного вперёд, то по-моему, хай-енд ЧМ-приёмник можно построить по следующей схеме. Антенна - Фильтр88-108 - УВЧ(если надо)-ПрямоеПреобразованиеНаНоль(мой респект VP) - АнтиалиасинговыйФильтр - АЦП-16-20(24 бит?) - DSP(основная фильтрация, получение двух квадратур Вивером, GM ЧД, ФильтрЧД, Стереодекодер, НЧ-фильтры) - ЦАП.

GM: Для укороченной формулы VP ЧД выдал смещение частоты и не вернулся к прежнему значению.
Да не частоты!!! А амплитуды!!! Ну сколько можно об одном и том же!!!
Хоть я и в механизмах работы DSP ничего не понимаю, но физика-то незыблема.

Zandy: И еще. to GM. Спор с VP выглядит смешным. Смахивает на спор студента с преподавателем. Он прекрасно все понимает, но думаю, иногда лукавит немного. Теория ЧМ приема не ограничивается рассмотрением одной единственной математической формулы. Тем более, заметьте, никто не оспаривает правильность вашей формулы из учебника. Так зачем ее так рьяно защищать?

Да никто и не защищает, и спора никакого нет, и из студенческого возраста я малёк вырос, тут вы сами лукавите. Просто поправил немного мэтра, а вы тут все и вцепились..мёртвой хваткой(. Формула неверна, к сожалению. До рассмотрения теории ЧМ-приёма дело ещё не дошло.

Что касается формулы - это просто математическое определение понятия мгновенной частоты, внутренне непротиворечивое, не знаю кем введённое, возможно самим Джилбертом, который раработал теорию аналитического сигнала, основанное на его преобразовании.