Усилители с транспонированием спектра сигнала (СНЧ)

[andrew_spb]

Привет всем! Надоело давать советы, решил сам с народом посоветоваться... :smile:

Чем дальше мы идем в будущее, тем больше теряется "старых, проверенных" решений некоторых проблем.

Суть задачи.

Имеем цифровое(или раньше - аналоговое) записывающее устройство с линейной практически АЧХ в диапазоне предположим 30Гц-15КГц.

А надо нам на него писать сигналы диапазона 0,1-300 Гц или 25-35Кгц. Причем сигналы эти несинусоидальные, непериодические, нестационарные.

Т.е. в одном случае надо спектр сигнала поднять "на верх" а в другом случае "сдвинуть вниз" - так, чтобы потом можно было вернуть исходный - с формой и т.п.

Ранее, когда я возился с ШП сигналами разных диапазонов, был у меня в доступе замечательный магнитофон фирмы Брюль и Кьер, модели 7005, замечательный не только тем что имел полосу по аналоговому каналу аж до 60КГц при детонации 0,04% (что в 84 году было круто, да и счас не плохо...) а еще и тем, что имел на своих 4х каналах сменные модули, в том числе и такие, какие преобразовывали сигналы от постоянного тока до 1200 Гц (120Гц на малой скорости) в диапазон, который записывался лентой. Ну и воспроизводился потом обратно....

Вот схемки и идеи таких модулей меня и интересуют.

Сразу отвечу на вопрос - почему бы не создать сразу АЦП которое от 0 и до..... и на комп все записать...

Такое АЦП у меня есть, но даже с нотиком его габариты и энергопотребление меня не устраивают. Так же как и результирующая цена. А вот используя готовый дешевый рекордер с хорошим разрешением и динамическим диапазоном + усилитель-преобразователь = можно создать малогабаритное устройство регистрации.

В инете искал, и даже много... но либо неправильно, либо что-то нам "мозги парят" - ибо все изделия такого типа используются при фиксации инфразвука и прочих СНЧ - готовые промышленные комплексы имеют неприемлимые габариты и самое главное - цену. А в медицине данное направление исследований счас "малость забыто.... или закрыто"

Так что у кого какие идеи - внимательно выслушаю.

[Lexter]

...надо спектр сигнала поднять "на верх" а в другом случае "сдвинуть вниз" ... чтобы потом можно было вернуть исходный

...Вот схемки и идеи таких модулей меня и интересуют....

Вообще-то это классическая задача перноса спектра. Подробнейшим образом давно расписана в любом учебнике "Радиотехнические цепи и сигналы" (РТЦ). Типичные примеры переносчика частоты в радиосвязи - супергетеродинный приёмник, передатчик,

в быту - приёмные телевизионные станции ("расстановка" каналов при вещании по кабелю),

выход видеомагнитофона на телевизор,

выход видеоигровых приставок не телевизор и т.п.

Устройства выполняются по схеме "гетеродин + смеситель + фильтр".

Смеситель - это фактически умножитель. Часто прямо микросхема умножителя и применяется. Более точную обработку (а не современных микросхемах и более простую реализацию) можно получить при квадратурном преобразовании.

Ключевые слова для поиска материалов:

Гетеродин,

смеситель,

квадратурный смеситель,

перенос частоты.

Посмотрите ленейку микросхем, например, у Analog Device. У него же есть много материалов (Application Note) по этой теме.

Изменено 9 Ноября, 2013 в 11:17 пользователем Lexter

[Гость victors]

Очень похоже на задачу модуляции низкочастотного сигнала 0 - 300 Гц, сигналом высокочастотным напр. 10 КГц.

 

Обратная задача, сходу, кажется боее трудно решаемой. Нужно больше подробностей про форму и скважность записываемого сигнала и назначение задачи (иногда инженерам заказывают проекты, экономически нецелесообразные)

[andrew_spb]

Очень похоже на задачу модуляции низкочастотного сигнала 0 - 300 Гц, сигналом высокочастотным напр. 10 КГц.

Обратная задача, сходу, кажется боее трудно решаемой. Нужно больше подробностей про форму и скважность записываемого сигнала и назначение задачи (иногда инженерам заказывают проекты, экономически нецелесообразные)

Именно так, в модуле магнитофона 7005 модуляторы и демодуляторы явно были. Ну судя по тому что B&K данные модули штамповали - задача экономически целесообразна... :smile: А форма сигнала при чем? он произвольной формы может быть - удар, взрыв, вспелск... нестационарные и несинусоидальные, а также - непериодические...

 

Добавлено после раздумий:

Вообще-то это классическая задача перноса спектра. Подробнейшим образом давно расписана в любом учебнике "Радиотехнические цепи и сигналы" (РТЦ). Типичные

Задача классическая, да.. проблема только в соотношении сигнала и несущей... в данном случае оно достаточно мало. И потому практическая реализация получается не такой простой, как в блок-схемах РТЦ. Недаром все метрологические усилители-преобразователи такие дорогие.

Да и схемными реализациями никто делиться не спешит.

Жалко, что "канули в лету" наработки Ленинградского "Биофизприбора" много сделавшего в этом направлении.

[drummer]

По теории и задачам: низкочастотный сигнал модулирует несущую частоту. По определению модуляция есть низкочастотное изменение высокочастотного сигнала.

По практике: уплотнительная аппаратура связи П-309. 300-3000Гц, несущая 6кГц. Середина прошлого века...

[andrew_spb]

По практике: уплотнительная аппаратура связи П-309. 300-3000Гц, несущая 6кГц. Середина прошлого века...

Уже ближе, я думаю. Надо глянуть, какая там модуляция. У B&K была частотная, что позволяло понизив скорость воспроизведения и сигнал "растянуть во времени"

модули и узлы - посмотрю. Как раз голос - и несинусоидальный и нестационарный...

[Lexter]

... проблема только в соотношении сигнала и несущей...

Эта проблема решается двойным преобразованием частоты или хорошим квадратурным преобразователем, смотря сколько считать "большим" соотношением.

Вы бы написали, что именно вам нужно, - разобраться в теории вопроса, или найти конкретную схему под конкретные исходные данные.

[andrew_spb]

Эта проблема решается двойным преобразованием частоты или хорошим квадратурным преобразователем, смотря сколько считать "большим" соотношением.

Вы бы написали, что именно вам нужно, - разобраться в теории вопроса, или найти конкретную схему под конкретные исходные данные.

Гляньте первый пост, там задача описана - мне надо реализовать регистрирующий комплекс в малых габаритах. Рекордер у меня есть, но ниже 20Гц он не пишет. Я уже рассматривал возможность покупки модулей B&K но пока - дорого

 

Пока быстрый анализ показал - начинаешь запрашивать схему того же П309 - влетаешь в вирусы.

А вообще - ближе всех требуемое оборудование имеется у геологов, там деньги крутятся и соответственно что-то ваяют...

Изменено 9 Ноября, 2013 в 12:55 пользователем andrew_spb

[Lexter]

...мне надо реализовать регистрирующий комплекс в малых габаритах. ...

То есть, задача - найти готовый подходящий преобразователь за приемлемую цену?

[andrew_spb]

То есть, задача - найти готовый подходящий преобразователь за приемлемую цену?

Или схему такового... дело в том, что все эти штуки мелкосерийные, потому такие дорогие... так что тут вариант "собрать самому" - вполне себе имеет право на жизнь, тем более что средства калибровки-наладки у меня имеются.

Кстати, в процессе поиска выяснил, что сеть сейсмомониторинга СССР, существовавшая аж до 90хх благополучно умерла... то-то несколько лет назад так и не смогли ответить на вопрос "что шумело в СПБ..."

[Гость victors]

Андрей,

 

У Биофизприбора и у геолого, входные сигналы от датчиков, по частоте, ниже чем "несущая" - оттого работает. В обратной задаче будут проблемы - вспомните, хотябы, ухищрения в видеомагнитофонах.

 

Для опыта по задаче№1 нужно найти простую схему ГУН, желательно с синусоидой на выходе, и низкочастотного. (в 90х годах в Радио такая приводилась - два или три транзистора, без катушек. Это будет модулятор. Дальше, по запросу "демодулятор ЧМ на ИС/ на транзисторах, найти схемы демодуляторов не характерные для радиоприёмной аппаратуры. Есть статья "Хитрая схемотехника", там, в конце, были описаны несколько простых демодуляторов. На две эти схемы деталей - спичечный коробок от разборки старого телевизора. Собрать их друг против друга. Если "модемная" пара заработает - пробовать вставить в разрыв магнитофон.

[andrew_spb]

Да, Виктор, это пожалуй хорошая идея. Помню я такой ГУН в Радио. Счас "загрузился" инфой на форуме у радистов-киевлян. Попробую программно по моделировать что со спектром сигнала будет. Недаром у B&K полоса при такой записи была значительно уже чем при прямой аналоговой. А уж МАГа от Биофиза - так и вообще позорная... он кстати был как небольшой шкаф... вернее его воспроизводящая часть. После всего этого 7005 воспринимался просто чудесно... Зато записывающий модуль Биофиза не боялся вообще ничего...а 7005 - был очень "нежным"

тема пока открыта - вдруг еще кто что придумает...

Изменено 9 Ноября, 2013 в 17:12 пользователем andrew_spb