Hudební fórum

mmjuz: samozřejmě mě zajímalo, co tak leze ze snímačů... mám vzorky humbuckerů i single coilů. Odhaduju, že P90 bude něco mezi... nicméně, tak či tak je většina spektra do 5 kHz a těch 10 kHz mám spíš pro rezervu (tady se fakt dostávám do oblasti subjektiviního posouzení - co kdo slyší a vnímá - psychoakustiky). Pro kvalitní záznam se doporučuje pořídit minimálně 8 vzorků na periodu... tady jsem dokonce o něco výše (na těch 10 kHz), použiju-li audio kodek nebo AD převodník se vzorkovačkou 96 kHz (poměrně standardní věc)

suk: mám nasnímanou kytaru bez hraní (položenou tak, aby se do ní přeneslo co nejméně vibrací z okolního světa) a také se staženým volume potenciometrem. Předpokládám, že na základě předešlých měření a měření frekvenčeního pásma, lze určit odstup signál - šum. Na základě toho bych chtěl zvolit kodek/ audio AD a DA převodníky, který SNR co nejméně zmrví. Pokud si dobře pamatuju, tak Kemper má SNR 106 dB... to byla taková referenční hodnota pro prvotní nástřel při výběru AD a DA převodníku (kodeku)... ale pak jsem stejně šel měřit, ať mám lepší představu...

Tak se po dlouhý době ozývám... na základě měření, co jsem udělal v létě, jsem navrhnul schéma a desku, spočítal pár věcí a právě jsem vše osadil a zapojil. V budoucích dnech se budu věnovat testování funkčnosti analogových obvodů a potom i obvodů číslicových. Když to neshoří a všechno půjde, jak má, pustím se do programování jednotlivých efektů a dalších serepetiček .

Vážení, dnes přišel velký den. Po několika týdnech peripetiích s programováním efektu typu "drát" se zadařilo. Na obrázku je vidět průběh signálu na vstupu multiefektu (nahoře) a na výstupu audio kodeku (dole). V příštím týdnu půjdu změřit parametry celého řetězce (frekvenční charakteristiky, odstup signál/šum, THD). Napadá vás, co by ještě bylo zajímavý odměřit? Pokud se naukáže nějakej "skrytej" problém, přistoupím k programování efektů... už se nemůžu dočkat .

Jinak, zatím jsem to zkusil vrznout mezi kytaru a kombo. Z mojí strany ten signál není nijak zprzněn, resp. neslyším rozdíl, pokud hraju se samotnou kytarou a nebo mám v cestě ten DSP multiefekt. Krapet to šumí, ale to by mohlo způsobovat napájení spínaným zdrojem a jinej tu na vyzkoušení nemám.

Tak se po dlouhý době zase ozývám. Hodně času jsem strávil programováním jakéhosi Low-level driveru, který zajišťuje univerzální rozhraní pro práci s efekty. Taky jsem vyrobil šasi, multiefekt do něj zavřel a přeměřil jeho parametry. Abych měl srovnání, změřil jsem si i svůj Digitech RP360. Teď se budu věnovat spíš psaní diplomky a na samotný efekty přijde čas asi později.

Jen bych měl dotaz... nepohybuje se tu někdo kolem DSP platforem? Na obrázku je spektrum výstupního signálu multiefektu při 1 kHz 1 Vpp sinusovém průběhu na vstupu. A na násobcích tý vstupní frekvence jsou patrný další spektrální čáry... vím, že jsme se kdysi učili, čím to je, ale úplně se mi to vykouřilo z hlavy a nedaří se mi to dohledat ani si vzpomenout. Bych byl velmi vděčný za osvěžení mých znalostí .

Zdar, čistý sinusový signál žádné vyšší harmonické neobsahuje. Spektrum na obrázku nepřísluší jistě sinusovému signálu. Tipuji spíš na pilu nebo trojúhelník .

Ahoj, jen takovej postřeh, připomíná mi to spektrum obdélníkového signálu a pokud ten signál máš tím driverem zkreslený, tak tou saturací se to blíží tvaru obdélníku a tím pádem je složen z x frekvencí.

Pardon, špatně jsem to popsal... na vstup multiefektu přivádím 1 kHz 1 Vpp sinus... a na obrázku je spektrum na výstupu - tedy po převodu vstupního signálu do číslicové podoby a zpět do analogové. Čili ano, ten výstupní signál není čistej sinus, ale jsou tam "obdélníčky", který jsou sice vyhlazený interpolačním filtrem audio kodeku a potom ještě rekonstrukčním filtrem.

Spektrální čáry pod 1 kHz jsou způsobeny prolejzáním 50, resp. 100 Hz a jejich následným převodem do číslicové a zpět do analogové podoby. A spektrální čáry nad 1 kHz jsou způsobeny převodem toho vstupního signálu.

To, že ty další spektrální čáry (krom těch základních 50, resp .100 Hz a 1 kHz) jsou způsobený tím, že se tam projevuje to, že ten signál je rekonstruovanej z "obdélníčků", je mi jasný. Ale proč je to na celých násobcích tý původní frekvence? Nevíte?

Pikus píše: 6.05.2018 20:23 To, že ty další spektrální čáry (krom těch základních 50, resp .100 Hz a 1 kHz) jsou způsobený tím, že se tam projevuje to, že ten signál je rekonstruovanej z "obdélníčků", je mi jasný. Ale proč je to na celých násobcích tý původní frekvence? Nevíte?

Ty oblélníčky myslíš kvantizaci a spektrálními čarami kvantizační šum? To je ten šum na pozadí...
Ty násobky původní frekvence jsou prostě harmonické zkreslení soustavy.. Jestli sedí měřítko, tak pokud je odstup od druhé harmonické přes 70 dB, tak to je větší odstup než SNR vinylu (uznávám, že odstup od harmonické se nedá moc srovnávat s odstupem od šumu). Podle mě nemůžeš od žádné soustavy čekat, že nebude zkreslovat vůbec. Každopádně tenhle signál obsahuje jak sudé, tak liché, takže nemůžeš úplně říct, že by to zkreslovalo do obdélníku nebo trojúhelníku.

BTW zkoušel jsi měřit spektrum přímo z generátoru? Vsadil bych se, že tam ty harmonické budou taky, i když ještě slabší, ale prostě se jim nevyhneš.
Pokud to není vyloženě slyšitelné zkreslení, tak to tam nech, do teorie přidej kapitolu o harmonickém zkreslení, rovnici, jak se počítá, spočítej ho a uveď to jako parametr efektu.


EDIT: Ještě malá nepříliš podložená úvaha: Pokud čtverec má sudé harmonické a trojúhelník liché (nebo naopak), tak všechny by mohla mít pila. Aby jsi sinusovku mohl lehoučce (ten odstup je velkej) přiblížit pile, mohlo by to znamenat, že růst napětí je rychlejší než jeho pokles (opět či naopak - nicméně by ti to celou sinusovku jakoby trochu zešikmilo a pokud bys našel příčinu, třeba by to šlo kompenzovat

Moolek:
Odélníčkama jsem měl na mysli to, že DA převodník neumí udělat spojitej signál. Takže i sinusovka je složena za malých obdélníčků, který její průběh aproximují. Jen vlivem interpolačního filtru je výstup DA převodníku 192 kHz i při frekvenci dat 96 kHz. A vlivem rekonstrukčního filtru (-40 dB na 40 kHz) jsou náběžný hrany těch obdélníčku vyhlazeny.

Dobrá, můžu napsat, že to je harmonické zkreslení soustavy... ale proč tam ty spektrální čáry vznikaj na celých násobcích původní frekvence? To je to, co si nějak nemůžu vzpomenout. Neřešil bych to, ale vedoucí chtěl, abych to tam okomentoval, že jsme se to učili... učili, vím i v čem, ale skripta žádný nemám a v materiálech, co jsou tam doporučený, to zmíněný není . Holt budu muset při nejhorším sehnat jeho a optat se ho... (není problém, že bych se bál zeptat, spíš v tom, sehnat ho).

Schválně zkusím ve škole ukradnout spektrální generátor a podívat se na spektra jednotlivých průběhů generátoru. A když ho neukradnu, tak si to "odsimuluju" v matlabu. Tím bych mohl podložit tu tvou úvahu .

EDIT:
Kašlu na to, proč vznikaj na násobcích vstupní frekvence, prostě tam vznikaj. A vznikaj proto, protože výstup DA převodníku není spojitý, ale má "schodovitý charakter". Což by se dalo matematicky odvodit, ale nechce se mi. Jediná možnost, jak tyhle spektrální čáry více potlačit, je pomocí interpolačního filtru. Ten audio kodek PCM3060 má. Sice ne tak "dokonalý" (tzn. pracující na vysoký frekvenci), jako některé jiné kodeky (ty ale taky stojí mnohonásobně víc), ale hlavní je, že to slyšitelně nemrší ten původní signál .

Pikus píše: 6.05.2018 23:03 Dobrá, můžu napsat, že to je harmonické zkreslení soustavy... ale proč tam ty spektrální čáry vznikaj na celých násobcích původní frekvence? To je to, co si nějak nemůžu vzpomenout.

Proto, že každý periodický signál se dá rozložit na součet sinusovek (a naopak pomocí fourierovy transformace) a jelikož ti ty harmonické mění tvar vlny, nikoliv její časový průběh, tak to znamená, že musí mít průchody nulou společné s fundamentální frekvencí... Což mají pouze její celočíselné násobky
viz:

Pikus píše: 6.05.2018 23:03 EDIT:
Kašlu na to, proč vznikaj na násobcích vstupní frekvence, prostě tam vznikaj. A vznikaj proto, protože výstup DA převodníku není spojitý, ale má "schodovitý charakter".

To věřím, že není pravda. Takhle nevzniká harmonické zkreslení, ale kvantizační šum. Ostatně existuje vzorec, jak spočítat úroveň šumu v závislosti na bitové hloubce převodníku (cca 6,02*N, kde N je bitová hloubka -> Pro 16 bit (CD kvalita)to vyjde nějakých 96 dB

Můžu se zeptat, co studuješ za obor? Přímo na zpracování signálu to nevypadá, takže nějaká aplikovaná elektronika?

Moolek:
To s tou Fourierovkou mi docvaklo až teď.... já vůl ... nesmím nad tím přemýšlet po půlnoci a raději se jít vyspat.

Podle toho, co jsme se učili, vzniká kvantizační šum při převodu analog - digitál, kdy se vzorky kvantujou do hladin daných bity AD převodníku. Jestli se dá o kvantizačním šumu hovořit i v opačným případě, nevím. Nicméně, pokud jsem pochopil funkci interpolačních filtrů, tak by právě měly potlačit vyšší harmonické tím, že výstupní signál DA převodníku převzorkujou na vyšší frekvenci a interpolací dopočtou "nový" vzorky mezi těma původníma.

Jinak studuju aplikovanou elektroniku, no... to je to tak vidět? Mým zaměřením je převážně návrh všelijakýho slaboproudýho HW a programování MCU... a tak vlastně mám nastavený i zadání diplomky. Čili do číslicového zpracování jsem se dostal tak okrajově a šťourat bych do toho asi moc nemusel... jenže já když něco dělám, tak se to snažím chápat a rozumět tomu .

Zdar, jdete na to správně, avšak příliš "školometsky". Praktická úloha je (většinou) zjistit koeficienty Fourierovy řady pro daný periodický průběh napětí. To je nejvýhodnější udělat graficky (něco mi říká, že se to nazývá Rungeho metoda?). Pro akustiku je vhodnější používat za D/A převodníkem analogové RC filtry, které dají na výstupu opravdu analogové napětí, což digitální filtry nedokáží ani při maximální složitosti. Někdy k filtraci za D/A převodníkem v akustickém pásmu stačí jednoduchý integrační RC člen. S aktivními RC filtry s OZ lze dělat doslova kouzla. Trošku je k tomu zde: http://www.bernkopf.cz/skola/predmety/m ... reni_1.pdf
nebo tady: https://eluc.kr-olomoucky.cz/verejne/lekce/698
https://kke.zcu.cz/export/sites/kke/abo ... a---P1.pdf
Na netu je k tomuto tématu "neurekom" materiálů...

Tube Guru:
Za výstupem DA převodníku mám samozřejmě i analogovej rekonstrukční filtr . Je to aktivní filtr s Chebyshevovskou aproximací dolní propusti 6. řádu a propustným pásmem do 20 kHz. Čili on omezí vyšší spektrální složky, ale až nad těch cca 20 kHz. Pokud se podívám na výstup osciloskopem, tak schodovitej charakter signálu není vůbec patrný. Když multiefekt nahradím propojkou, tak to ani nepoznám... čili bych řekl, že to funguje .

Jediný co, tak jsem chtěl nějak do těch lejster okomentovat ty spektrální čáry na výstupu. A bádám nad tím, čím jsou způsobený a jak je případně omezit . Na materiály od tebe se určitě kouknu.

Spektrální čáry jsou vyšší harmonické. Základní frekvence je 1kHz, druhá harmonická 2kHz a tak dál až do 5. harmonické. Dál již nemá smysl je uvažovat (pokud je to praktický případ pro kytaru), neboť kytarový reprák "jede" běžně tak do 5kHz, spíš do 4kHz. Není účelné ho "krmit" výš, stejně to nevyzáří a zbytečně to zvyšuje Jouleovy ztráty v cívce. Naopak bych vše nad 4kHz ostře potlačil vhodným filtrem třeba i aktivním.

Schodovitost signálu na osciloskopu podle mě prakticky vidět nemůžeš, protože soudě dle úrovně šumu je tam bitová hloubka cca 20 bitů, což je 2^20 těchto "schodů". Ty ti samozřejmě vyhladí ten analogový filtr za DAčkem...

Nicméně bych nic neořezával a nechal to až na zesilovači a nebo v rámci programu efektu jako volitelnou možnost... Nutit to tomu natvrdo je sice možné pro kytaru, ale co kdybys to chtěl použít na klávesy, synth nebo něco jiného?

Jinak k tomu oboru: Poznat to je, ale nemyslím to ve špatném... Ale já mám právě vystudované to zpracování signálu (ještě tedy pod názvem multimediální technika) a je vidět, že na to koukáme každý trochu jinak

TubeGuru:
Tak vznik vyšších spektrálních čar už jsme si objasnili. Otázkou je, jestli vznikají vlivem harmonického zkreslení analogové části nebo při převodu analog - digitál - analog... Pokud seženu někoho, kdo mě pustí do laborky se spektrálním analyzátorem, zkusím zjistit, kde to vzniká...

Moleek:
Já ořezávám frekvence nad 20 kHz. A to hlavně z důvodu, abych zabránil vzniku intermodulačního zkreslení v dalších částech řetězce elektrofonické kytary. Měřením jsem zjistil, že krabky i zesilovače pracují (bez reproduktoru) do pásma cca 50 - 60 kHz. A tedy je vhodné přivádět do nich pásmově omezený signál... no a z hlediska praktičnosti (stejně to nikdo neuslyší) a bezpečnosti (dostatečnej útlum na 50 - 60 kHz) jsem si řekl, že rekonstrukční filtr naladím tak, aby měl přechod z propustného do blokujícího pásma těsně nad 20 kHz

Ohledně toho oboru... nenapadlo mě, že to myslíš ve špatném smyslu . Sám vím, že co se číslicového zpracování signálů, jsem poměrně lama, byť jsem něco přečetl a něco málo chápu... Ale beru to tak, že z praktickýho hlediska mi můj obor dal jiný znalosti.