Korekční předzesilovač - Arduino

[Marek_]

Dobrý den, je možné "dovybavit" k FM tunerům Arduina korekce s napájením do 5V? Vše co jsem nalezl má napájení > 7V. Děkuji Marek

[Hill]

To záleží přece na amplitudě výstupního signálu.
Například TEA5767 má při 5 V napájení výstupní úroveň 90 mV sinusového signálu při modulačním zdvihu 22,5 kHz, tedy do 200 mV při živém vysílání. Když použiješ korekce s rozsahem ±12 dB (to bývá nejčastější), dostaneš se hlavně v hloubkách na úroveň 4x200 mV = 800 mV, čili amplituda nepřesáhne 2,26 V, to by měl korekčák zvládnout i při napájení 5 V.
Když ne, musel bys na výstupy tuneru dát odporové děliče a úroveň ještě snížit.
Přírodní zákony neobejdeš. Určitě nechceš korekce, kterými půjde pouze ubírat výšky nebo hloubky, ty je chceš přidávat.

[Hill]

To záleží přece na amplitudě výstupního signálu.
Například TEA5767 má při 5 V napájení výstupní úroveň 90 mV sinusového signálu při modulačním zdvihu 22,5 kHz, tedy do 200 mV při živém vysílání. Když použiješ korekce s rozsahem ±12 dB (to bývá nejčastější), dostaneš se hlavně v hloubkách na úroveň 4x200 mV = 800 mV, čili amplituda nepřesáhne 2,26 V, to by měl korekčák zvládnout i při napájení 5 V.
Když ne, musel bys na výstupy tuneru dát odporové děliče a úroveň ještě snížit.
Přírodní zákony neobejdeš. Určitě nechceš korekce, kterými půjde pouze ubírat výšky nebo hloubky, ty je chceš přidávat.

[Marek_]

Děkuji za odpověď, ale tady už se svými znalostmi končím tzn. nevím co tedy konkrétně použít. Našel jsem ještě pro korekce http://www.circuitstoday.com/3-band-graphic-equalizer-circuit , nebo podobné obvody ( LA3600 ...). Co by v tomto případě bylo vhodnější použít? Výstupem bude MONO s 3W repro.

[Hill]

To zrovna není technický údaj: 3 W repro. To jde přece připojit k zesilovači 100 mW (slabší nevadí) jako 100 W, kde záleží jen na tom, jak dlouho a jak moc se dají ty 3 W překračovat, než se z repráčku začoudí.
Jistě chápeš, že uvádíš údaj naprosto bezcenný. Ale vede k představě repráčku tak malého, že ty hloubky, o které ti zjevně jde, stejně nevyzáří, ať už je zdůrazníš čímkoli.
Hlavně zde platí, že každé 3 dB zdůraznění znamenají dvojnásobný výkon ve zdůrazněné oblasti, ten výkon musí zesilovač umět dodat, napájecí zdroj uživit a reproduktor přežít a efektivně vyzářit, a to vše pokud možno s minimálním zkreslením.
Arduinem řízený modul přijímače má stereofonní výstup: jde přepnout na mono? Nebo budeš výstupy kanálů slučovat na odporech?
Jaký výkonový zesilovač máš k dispozici, z čeho je napájený, jakou má citlivost?
Jestli to celé chceš napájet z USB zásuvky, víš, kolik to žere a kolik ti ta zásuvka uživí?
Napřed zodpověz tyto otázky a pak se začni zabývat nějakým korekčním zesilovačem, který tak důležitý není.

[Hill]

To zrovna není technický údaj: 3 W repro. To jde přece připojit k zesilovači 100 mW (slabší nevadí) jako 100 W, kde záleží jen na tom, jak dlouho a jak moc se dají ty 3 W překračovat, než se z repráčku začoudí.
Jistě chápeš, že uvádíš údaj naprosto bezcenný. Ale vede k představě repráčku tak malého, že ty hloubky, o které ti zjevně jde, stejně nevyzáří, ať už je zdůrazníš čímkoli.
Hlavně zde platí, že každé 3 dB zdůraznění znamenají dvojnásobný výkon ve zdůrazněné oblasti, ten výkon musí zesilovač umět dodat, napájecí zdroj uživit a reproduktor přežít a efektivně vyzářit, a to vše pokud možno s minimálním zkreslením.
Arduinem řízený modul přijímače má stereofonní výstup: jde přepnout na mono? Nebo budeš výstupy kanálů slučovat na odporech?
Jaký výkonový zesilovač máš k dispozici, z čeho je napájený, jakou má citlivost?
Jestli to celé chceš napájet z USB zásuvky, víš, kolik to žere a kolik ti ta zásuvka uživí?
Napřed zodpověz tyto otázky a pak se začni zabývat nějakým korekčním zesilovačem, který tak důležitý není.

[Marek_]

Zatím nemám nic. Stále jsem ve stádiu sbírání informací a podnětů. Celé to vychází jen z představy si rádio postavit. Přitom mne napadly zmíňované korekce. Netušil jsem, že s nimi toho moc nezmůžu. Takže zůstává jen FM tuner + zesilovač. Napájet to chci akumulátory s obvodem pro dobíjení. Můžete mi vysvětlit jak pracuje equalizer v mob.telefonu, když to jde výrazně poznat ve výsledném zvuku i při tak malém reproduktoru ?

[Hill]

V mobilech není analogový ekvalizér, protože pracuje pouze s jedničkami a nulami. Upravuje frekvenční charakteristiku na digitální úrovni ještě před převodníkem D/A pro výstup.
Na sluchátka jde celé pásmo a některá mají slušný zvuk.
Zato jsem neslyšel slušný zvuk z reproduktorku jediného mobila. Vždy jen špatný a ještě horší.
Slušný výrobce používá aspoň fintu, kterou zavedli někteří výrobci v době nástupu kapesních tranzistoráků, jejich reproduktorky také hloubky neuměly: zapojení bylo navržené tak, aby se ty hloubky už mezi přijímačem a koncovým zesilovačem nepřenášely a na pásmech AM tomu rozhlas pomáhal tím, že ve vysílaném signálu byly ostře odříznuté a účinně potlačené hloubky v oblasti pod asi 80 Hz, někdy už pod 120 Hz. Tyto frekvence s velkým podílem výkonu pak zbytečně nenamáhaly reproduktorky, které by je stejně neuměly vyzářit, byly by jimi přetěžované a také by tento výkon zbytečně žral baterie, kterých tehdy a dlouhé roky potom byl chronický nedostatek.
Jenže kupodivu se zdá, že ten reproduktorek s takto upraveným signálem hraje lépe, ucho si prostě z harmonických kmitočtů doplní hloubky samo, protože mozek je zvyklý na to, že tam jsou. Z náznaku dojem skutečna, psychoakustický podfuk. Ale funguje (pokud si vzpomínám, použil to i Sony Ericsson v modelu ELM J10 pro hudební vyzvánění; od té doby, t.j. u novějších mobilů jsem to netestoval, už Samsungy mě zklamaly vřeštěním a od té doby přes vestavěný reproduktorek používám jen vyzvánění).
Jestli se to v rozhlase používá na pásmech AM dodnes, nevím: výkony vysílačů klesly, navíc se řídí podle hlasitosti modulace, přibylo rušení, modulační spektrum se průběžně frekvenčně upravuje podle obsahu modulace, prostě ani měřit ani odhadnout.
V pásmu VKV se jen dynamicky upravuje úroveň modulace v šesti pásmech nf spektra (jakýsi proměnný ekvalizér), takže ani tady není tvar spektra konstantní, nicméně se z něj basy neodřezávají.
Mimochodem - v každém případě samozřejmě je vliv ekvalizéru slyšet, ale upravuje jen tu část pásma, která zbyla.

Hodně jsem to zjednodušil, vlastně by to šlo shrnout do konstatování, že po letech zlepšování reprodukčních řetězců, když už ta technika dostoupila k vrcholu, někdy před 25 lety začali výrobci zkoušet, co ještě lidi koupí, a ti lidi se odnaučili slyšet poctivý zvuk. Vlastně nejen výrobci, stejně tak to zkouší kdekterý provozovatel rozhlasové stanice, aby nepřekročil modulační limit v klouzavé minutě (na to je ostře sledovaný předpis), ale aby jeho stanice "dostřelila" co nejdál.
Jako obvykle: když už je něco na vrcholu, odtud to jde zase jen s kopce dolů.

Proto bych doporučil začít si hrát s tunerem vykuchaným z nějakého analogového rádiokazeťáku, třeba i analogově laděným, bez arduina, navázáním výstupů na stereofonní zesilovač pracující do slušnějších reproduktorových soustav nebo dobrých sluchátek. Nebo něčím ještě jednodušším, alespoň stavebnicí výkonového zesilovače na výstup mobilu s tím, že z toho zesilovače budeš živit nějaké slušnější bedýnky, abys přišel na to, jak se zapojuje elektroakustický řetězec a jak to funguje. Sluchátkový výstup mobilu umí být za určitých okolností dobrým zdrojem signálu. Pravda, s pěti volty napájení těžko vystačíš i pro domácí hraní, ale nezačínej, prosím, tím, že všechno, co spojíš, je jen nějaká "černá skříňka". Pro začátek by stačilo, že tou černou skříňkou bude mobil nebo noťas. Jako ten SDR modul řízený arduinem.
Až si osvojíš práci s nízkofrekvenčním signálem, můžeš se zabývat zařazením korekcí výšek a hloubek mezi tuner a zesilovač, pak vyměnit zdroj signálu (třeba i tou náhradou mobilu či analogového tuneru) za tuner digitálně řízený arduinem. Musíš také přijít na to, že hlasitost a barva zvuku závisí na mnoha jiných věcech, než na nějakém ekvalizéru. Ten se totiž u nevalného zařízení může ukázat vcelku neúčinným, nebo naopak bude čunit zvuk, aniž bys měl potuchy, co se tam děje, natož přišel na to, čím a jak odstranit příčinu.
A že výkon v reproduktorech se musí odněkud vzít.
A že malé napájecí napětí bude vyžadovat pro stejný výkon velký napájecí proud,
ale že fyzikální zákony prostě překročit nelze.
A to ani v případě, že si myslíš, že tě nechytí a nezavřou.
Ale pořád mysli na to, že malé chrastítko nikdy pořádně hrát nebude. Jestli se ti zdá, že přesto hraje dobře, pak jsi ještě neslyšel nic opravdu dobře hrát, navíc za tím bude některá z fint, z nichž jednu jsem výše popsal.

Já vím, je to na fórum dlouhé čtení, ale, jestli jsi dočetl až sem, asi máš zájem opravdu něco ubastlit. Každý z bastlířů začínal něčím, co hraje, a sbíral na tom zkušenosti. Že jednou bude taková bižuterie, jako hotový přijímač v kostce, ke kterému se dodělá digitální řízení, si nepředstavovali ani autoři scifi románů. Takže jsme si museli projít i tím, jak to funguje a proč.

[Hill]

V mobilech není analogový ekvalizér, protože pracuje pouze s jedničkami a nulami. Upravuje frekvenční charakteristiku na digitální úrovni ještě před převodníkem D/A pro výstup.
Na sluchátka jde celé pásmo a některá mají slušný zvuk.
Zato jsem neslyšel slušný zvuk z reproduktorku jediného mobila. Vždy jen špatný a ještě horší.
Slušný výrobce používá aspoň fintu, kterou zavedli někteří výrobci v době nástupu kapesních tranzistoráků, jejich reproduktorky také hloubky neuměly: zapojení bylo navržené tak, aby se ty hloubky už mezi přijímačem a koncovým zesilovačem nepřenášely a na pásmech AM tomu rozhlas pomáhal tím, že ve vysílaném signálu byly ostře odříznuté a účinně potlačené hloubky v oblasti pod asi 80 Hz, někdy už pod 120 Hz. Tyto frekvence s velkým podílem výkonu pak zbytečně nenamáhaly reproduktorky, které by je stejně neuměly vyzářit, byly by jimi přetěžované a také by tento výkon zbytečně žral baterie, kterých tehdy a dlouhé roky potom byl chronický nedostatek.
Jenže kupodivu se zdá, že ten reproduktorek s takto upraveným signálem hraje lépe, ucho si prostě z harmonických kmitočtů doplní hloubky samo, protože mozek je zvyklý na to, že tam jsou. Z náznaku dojem skutečna, psychoakustický podfuk. Ale funguje (pokud si vzpomínám, použil to i Sony Ericsson v modelu ELM J10 pro hudební vyzvánění; od té doby, t.j. u novějších mobilů jsem to netestoval, už Samsungy mě zklamaly vřeštěním a od té doby přes vestavěný reproduktorek používám jen vyzvánění).
Jestli se to v rozhlase používá na pásmech AM dodnes, nevím: výkony vysílačů klesly, navíc se řídí podle hlasitosti modulace, přibylo rušení, modulační spektrum se průběžně frekvenčně upravuje podle obsahu modulace, prostě ani měřit ani odhadnout.
V pásmu VKV se jen dynamicky upravuje úroveň modulace v šesti pásmech nf spektra (jakýsi proměnný ekvalizér), takže ani tady není tvar spektra konstantní, nicméně se z něj basy neodřezávají.
Mimochodem - v každém případě samozřejmě je vliv ekvalizéru slyšet, ale upravuje jen tu část pásma, která zbyla.

Hodně jsem to zjednodušil, vlastně by to šlo shrnout do konstatování, že po letech zlepšování reprodukčních řetězců, když už ta technika dostoupila k vrcholu, někdy před 25 lety začali výrobci zkoušet, co ještě lidi koupí, a ti lidi se odnaučili slyšet poctivý zvuk. Vlastně nejen výrobci, stejně tak to zkouší kdekterý provozovatel rozhlasové stanice, aby nepřekročil modulační limit v klouzavé minutě (na to je ostře sledovaný předpis), ale aby jeho stanice "dostřelila" co nejdál.
Jako obvykle: když už je něco na vrcholu, odtud to jde zase jen s kopce dolů.

Proto bych doporučil začít si hrát s tunerem vykuchaným z nějakého analogového rádiokazeťáku, třeba i analogově laděným, bez arduina, navázáním výstupů na stereofonní zesilovač pracující do slušnějších reproduktorových soustav nebo dobrých sluchátek. Nebo něčím ještě jednodušším, alespoň stavebnicí výkonového zesilovače na výstup mobilu s tím, že z toho zesilovače budeš živit nějaké slušnější bedýnky, abys přišel na to, jak se zapojuje elektroakustický řetězec a jak to funguje. Sluchátkový výstup mobilu umí být za určitých okolností dobrým zdrojem signálu. Pravda, s pěti volty napájení těžko vystačíš i pro domácí hraní, ale nezačínej, prosím, tím, že všechno, co spojíš, je jen nějaká "černá skříňka". Pro začátek by stačilo, že tou černou skříňkou bude mobil nebo noťas. Jako ten SDR modul řízený arduinem.
Až si osvojíš práci s nízkofrekvenčním signálem, můžeš se zabývat zařazením korekcí výšek a hloubek mezi tuner a zesilovač, pak vyměnit zdroj signálu (třeba i tou náhradou mobilu či analogového tuneru) za tuner digitálně řízený arduinem. Musíš také přijít na to, že hlasitost a barva zvuku závisí na mnoha jiných věcech, než na nějakém ekvalizéru. Ten se totiž u nevalného zařízení může ukázat vcelku neúčinným, nebo naopak bude čunit zvuk, aniž bys měl potuchy, co se tam děje, natož přišel na to, čím a jak odstranit příčinu.
A že výkon v reproduktorech se musí odněkud vzít.
A že malé napájecí napětí bude vyžadovat pro stejný výkon velký napájecí proud,
ale že fyzikální zákony prostě překročit nelze.
A to ani v případě, že si myslíš, že tě nechytí a nezavřou.
Ale pořád mysli na to, že malé chrastítko nikdy pořádně hrát nebude. Jestli se ti zdá, že přesto hraje dobře, pak jsi ještě neslyšel nic opravdu dobře hrát, navíc za tím bude některá z fint, z nichž jednu jsem výše popsal.

Já vím, je to na fórum dlouhé čtení, ale, jestli jsi dočetl až sem, asi máš zájem opravdu něco ubastlit. Každý z bastlířů začínal něčím, co hraje, a sbíral na tom zkušenosti. Že jednou bude taková bižuterie, jako hotový přijímač v kostce, ke kterému se dodělá digitální řízení, si nepředstavovali ani autoři scifi románů. Takže jsme si museli projít i tím, jak to funguje a proč.

[Marek_]

Teď se dívám, že příspěvek je pozměněn a doplněn než před 2 dny kdy jsem ho četl, ale nemohl jsem odpovědět. No nic, takže k věci. Děkuji za rozbor problému. Beru si z toho nějaké poznatky. Navíc by mne zajímala možnost, jak se dá ze stereo výstupu udělat mono pomocí slučování na odporech ? A jen tak ze zvědavosti a pro klidné spaní, když mám tedy digitální zpracování Arduino - tuner, není zde možno použít digitální equalizér ( pokud by ovšem existoval ) o kterém byla řeč minule ?

[Hill]

Je možné, že to některé SDR moduly podporují, a vedle rádia přímo obsahují i digitálně řízený ekvalizér. Ovšem i pro něj platí to, co jsem už napsal o vztahu maximálního rozkmitu signálu a napájecího napětí.
I to, že přírodní zákony se beztrestně obejít nedají.
Pokud totiž jde o zdůraznění čehokoli v signálu, je na výstupu úplně jedno, jak toho bylo dosaženo, tedy jestli Baxandallem, Williamsonem, nějakým pasivním obvodem s pokrytím ztráty dalším zesilovacím stupněm, nebo se o to postaral signálový procesor, pro který se napřed analogový signál musel převést na digitální, a po úpravě zase z digitálního na analogový pro zesilovač a reproduktor.
Napájecí napětí musí být vždy vyšší, než maximální rozkmit signálu.

Třeba ti na to lépe odpoví někdo jiný, kdo chápe, proč analogový nf signál v reálném čase zdržovat nějakou digitální transformací pomocí tisíců tranzistorů v sound processorech, místo toho, aby nf signál jednoduše prohnal přes korekční zesilovač se dvěma tranzistory nebo jedním operákem na kanál a s nějakou tou bižuterií okolo. Já to nechápu, v tomto směru už ti víc neporadím.
Už jen proto, že se chceš pouštět do něčeho, o čem nemáš páru, jinak bys nezačínal od třetí čtvrtiny, ale od základů.

A slučovat výstup stereofonního přijímače na mono?
Samozřejmě jde to: jestli znáš minimální přípustnou zatěžovací impedanci výstupů. dej každému do série dva stejné odpory o hodnotě nejméně trojnásobné a ty odpory spoj.
Je to samozřejmě opět škrábání se pravou rukou za levým uchem - proč dekódovat stereofonní informaci až do nějakých 53 kHz, když z kanálů L a R pak na odporech stejně uděláš mono?
Jestli přijímač umožňuje vyřadit stereodekodér a využívat jen základního pásma do 15 kHz, v němž se už součtový signál L+R vysílá, a nevšímat si informace L-R, pak je jedno, který výstup využiješ, na obou výstupech bude stejný signál.

[Hill]

Je možné, že to některé SDR moduly podporují, a vedle rádia přímo obsahují i digitálně řízený ekvalizér. Ovšem i pro něj platí to, co jsem už napsal o vztahu maximálního rozkmitu signálu a napájecího napětí.
I to, že přírodní zákony se beztrestně obejít nedají.
Pokud totiž jde o zdůraznění čehokoli v signálu, je na výstupu úplně jedno, jak toho bylo dosaženo, tedy jestli Baxandallem, Williamsonem, nějakým pasivním obvodem s pokrytím ztráty dalším zesilovacím stupněm, nebo se o to postaral signálový procesor, pro který se napřed analogový signál musel převést na digitální, a po úpravě zase z digitálního na analogový pro zesilovač a reproduktor.
Napájecí napětí musí být vždy vyšší, než maximální rozkmit signálu.

Třeba ti na to lépe odpoví někdo jiný, kdo chápe, proč analogový nf signál v reálném čase zdržovat nějakou digitální transformací pomocí tisíců tranzistorů v sound processorech, místo toho, aby nf signál jednoduše prohnal přes korekční zesilovač se dvěma tranzistory nebo jedním operákem na kanál a s nějakou tou bižuterií okolo. Já to nechápu, v tomto směru už ti víc neporadím.
Už jen proto, že se chceš pouštět do něčeho, o čem nemáš páru, jinak bys nezačínal od třetí čtvrtiny, ale od základů.

A slučovat výstup stereofonního přijímače na mono?
Samozřejmě jde to: jestli znáš minimální přípustnou zatěžovací impedanci výstupů. dej každému do série dva stejné odpory o hodnotě nejméně trojnásobné a ty odpory spoj.
Je to samozřejmě opět škrábání se pravou rukou za levým uchem - proč dekódovat stereofonní informaci až do nějakých 53 kHz, když z kanálů L a R pak na odporech stejně uděláš mono?
Jestli přijímač umožňuje vyřadit stereodekodér a využívat jen základního pásma do 15 kHz, v němž se už součtový signál L+R vysílá, a nevšímat si informace L-R, pak je jedno, který výstup využiješ, na obou výstupech bude stejný signál.

[Marek_]

Děkuji za vysvětlení.