Ich versuche, ein System zu entwerfen, das die auf einer Video-Laserdisc gespeicherten Informationen sichern kann, indem es das von den Fotodioden im optischen Deck des Players erzeugte HF-Signal interpretiert. Das HF-Signal ist ein frequenzmodulierter Analogausgang mit mehreren Trägern (wobei die höchste Frequenz etwa 10 MHz beträgt).
Es gibt andere Projekte, die versuchen, das analoge Signal mit Hochgeschwindigkeits-ADCs abzutasten, um die sinusförmige Ausgabe in ihrer Rohform zu erfassen, aber aufgrund des Nyquist benötigen Sie mindestens 20 MSPS (vorzugsweise irgendwo im Bereich von 40 MSPS für Genauigkeit). Probenahme).
Es kommt mir vor, dass dies ineffizient sein kann. Die Informationen sind auf der Laserdisc als eine Reihe von Vertiefungen und Lücken codiert, die bewirken, dass das HF-Signal entweder positiv (Pit) oder negativ (Lücke) schwingt. Die analoge Natur des HF-Signals wird daher durch das Ein- und Ausfahren des Lasers in die Gruben verursacht. Das bedeutet, dass ich, indem ich das Signal durch einen Hochgeschwindigkeitskomparator leitete, die digitale Natur der Codierung auf der Disc nachbilden konnte. Da eine Laserdisc analog ist (im Gegensatz zu späteren Technologien wie CDs), ist die Länge der Pits und Lücken die wichtige Information.
Da das Abtasten mit 40 MSPS bei einer Auflösung von 10-12 Bit viel Bandbreite erfordert, suche ich nach einer besseren Methode, die sich die Tatsache zunutze macht, dass das ursprüngliche Signal nur aus 2 Zuständen besteht und dass nur die Breite des Signals wichtig ist. Ich kenne mich mit dem Sampling-Theorem nicht wirklich aus.
Welche Abtasttechnik kann ich verwenden, um die HF effizient zu erfassen, basierend auf der Tatsache, dass es sich um ein digitales Signal handelt, bei dem die Breite der Impulse wichtig ist?
Also, nähern Sie sich dem von einer "Draufsicht":
Eine LaserDisc zeichnet analoge Signale auf. Der Aufnahmeprozess ist im Wesentlichen:
Lassen Sie uns zunächst den digitalen Teil ignorieren: Sie können ihn einfach erhalten, indem Sie das Signal tiefpassfiltern und es mit einem Schwellenwert/1-Bit-ADC digitalisieren, genau wie bei einer CD.
Sie würden also das analoge Bandpasssignal von 2,etwas MHz bis 9,4 MHz erhalten.
Erste Beobachtung: Ok, das ist nicht so viel Bandbreite. Kaufen Sie ein normales SDR-Peripheriegerät, das solche "Basisband-y" -Frequenzen verarbeiten kann, und kommen Sie einfach damit vorbei (z. B. USRP N2xx / USRP X3xx + BasicRX / LFRX-Tochterplatine, schließen Sie Ihren Fotodiodenpufferausgang daran an), anstatt Ihre eigene Hardware zu entwickeln . Führen Sie die Signalverarbeitung in Software durch. Bei diesen Datenraten tun Laptops dies in Echtzeit (dh voller Lesedurchsatz).
Zweite Beobachtung: Das sind nur ~6 MHz Bandbreite, und das ist schon etwas einfacher in digital umzuwandeln, wenn Sie den DSP-Weg auf dem Signal gehen wollten – Sie können das elegant mit einem ~12 MHz ADC unterabtasten.
Der resultierende DSP, der zur Neuordnung des Spektrums in Ihrer Signalverarbeitungskette erforderlich ist, ist jedoch möglicherweise nicht trivial.
Ich habe weder in einen LD-Player geschaut, noch habe ich die Patente gelesen, aber ich vermute: Der Player verwendet analoge Bandpässe, um das Video vom Audio zu trennen, und analoge FM-Demodulatoren, um die Signale wieder in das Basisband/brauchbare Format zu bringen. Sie könnten dann einfach die Standard-Soundkarte und die Standard-Videokartenhardware verwenden, um zu tun, was Sie wollen (aber Sie hätten immer noch nur einen LD-Player ohne große langfristige Optimierung gebaut, daher hat dies wahrscheinlich kaum einen Vorteil gegenüber dem Kauf eines gebrauchten LD-Players).
Die Tatsache, dass das Signal abgeschnitten wurde, ist eine schreckliche Nichtlinearität – aber mathematisch führt es hauptsächlich neue Frequenzkomponenten ein (für FM-Signale – für AM würden Sie viel mehr Informationen verlieren!), die herausgefiltert werden können, wenn Sie die spektrale Unterstützung kennen des Originalsignals.
Jetzt können Sie das natürlich auch in DSP tun. Also: Ich mag deine Idee von "nur 0 oder 1 lesen, Signalverarbeitung digital durchführen". Das Problem ist, dass Sie, wenn Sie das Signal so betrachten, digital auf eine ziemlich komplexe Behandlung stoßen:
Typischerweise bedeutet „digital“ in DSP „wert- und zeitdiskret “, und diese Zeitdiskretion trifft hier einfach nicht zu. Sie würden also den Delta-Sigma-Modulator im Grunde neu erfinden: Sie hätten einen digitalen Zähler, der mit sehr hoher Geschwindigkeit läuft, und jeder Land/Pit- oder Pit/Land-Übergang wird als Interrupt zum Lesen des aktuellen Zählers verwendet Wert (der die Länge des letzten Zustands darstellt) und den Zähler zurücksetzen. Ihr Ausgabe-Sample-Stream wären keine Amplituden-Samples mit konstanter Abtastperiode, sondern Perioden-Samples mit konstanter Amplitude – und das ist etwas, das Mathematik in EE viel weniger gelehrt wird :) und somit die Verfügbarkeit von gebrauchsfertigen Bibliotheken, sei es in digitaler Logik-IP oder CPU-Software, ist weniger verwunderlich als bei „klassischen“ DSPs.
Hatte die Gelegenheit, eine Formatkonvertierung zwischen Sony H8 und VHS für Videorecorder durchzuführen. Die Schwarz-Weiß-Konvertierung war so genau, dass Sie keine Unterschiede in den Punktkonvergenz-Graustufenwellenformen vorher und nachher erkennen konnten. (hatte nie die Gelegenheit, Chroma-Konvertierung zu entwickeln).
Trick der hochwertigen Graustufen war ----- Verzögerungsleitung FM-Demodulator.
Und für ein hohes SNR benötigen Sie eine hohe Zeitgenauigkeit, also demodulieren Sie, bevor Sie digitalisieren.
Spannungsspitze
Simon Inn
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