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consigli su VUmeter digitale

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] consigli su VUmeter digitale

Messaggioda Foto Utentedadduni » 27 feb 2018, 11:55

salve a tutti,
avrei alcune domande da porvi per quanto riguarda la realizzazione di un vu meter digitale con AVR. Passo subito alle domande:
1) i VU meter hanno tipicamente un tempo di risposta di qualche centinaio di millisecondi. Per me avere questo tempo di risposta vuol dire filtrare il segnale con un gran numero di tapes e la memoria del micro non me lo permette: voi cosa fareste?

2) il segnale audio che ricevo non presenta alcuna componente continua. Ho due scelte: filtro il segnale con un passa basso, taglio via le onde negative e campiono solo quello che resta? Oppure scalo il segnale e lo porto al centro della dinamica di conversione dell'ADC? Nel primo caso sto perdendo tutte le semionde negative e avrei un segnale pieno di "buchi" ma lavorerei solo con valori positivi, nel secondo caso per calcolare l'RMS dovrei tenere in considerazione anche i valori negativi che sono stati scalati.

3) posso dare per scontato che l'inviluppo musicale stia tutto sotto i 7/8 kHz? mi toglierei una buona fetta di campionamento inutile e potrei filtrare in maniera piu spinta il segnale in ingresso.

Aspetto vostri consigli di qualsiasi genere. Il micro scelto per package/costo adesso è il AtTiny817, spero si dimostri una scelta valida come potenza di calcolo.
Davide
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[2] Re: consigli su VUmeter digitale

Messaggioda Foto Utentexyz » 27 feb 2018, 14:25

1) Non sei obbligato a memorizzare tutti i campioni, poi sempre accumulare i dati e visualizzarli quando servono.

2) Se leggi il datasheet del ATtiny817 scopri che ADC interno non può campionare segnali negativi, o sommi una tensione costante che poi elimini quando elabori o utilizzi un ADC esterno in grado di farlo.

3) Per ricavare l'inviluppo di un segnale si usa la trasformata di Hilbert per ottenere il segnale analitico e calcolare il modulo:

https://en.wikipedia.org/wiki/Analytic_ ... eous_phase
https://docs.scipy.org/doc/scipy/refere ... lbert.html

francamente ignoro se un AVR e quel modello è in grado di esegue questo calcolo velocemente.
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[3] Re: consigli su VUmeter digitale

Messaggioda Foto Utentedadduni » 27 feb 2018, 15:37

Grazie per la risposta!
Per il punto due, ovvio che la ADC sia solo positivo per l avr, la domanda era se mi convenisse sommare una continua e poi rimuoverla in software o se fosse possibile eliminare le parti negative e quindi campionare con dei buchi e poi filtrare.

Il vu meter analogico misura l RMS del segnale, quindi non credo ci sia bisogno di trasformate di Hilbert ma solo di filtri a finestra scorrevole. Che ne pensi?
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[4] Re: consigli su VUmeter digitale

Messaggioda Foto Utentexyz » 27 feb 2018, 18:20

Un segnale con la parte negativa eliminata non è il segnale di partenza, quindi non so quanto possono essere fedeli le elaborazioni successive, bisogna vedere dalla parte matematica se tutto quadra. Sommare una costante (bias) non distrugge l'informazione ed è una cosa fatta spesso per segnali trasmessi in dispositivi che non hanno una alimentazione duale. Non ho mai realizzato un vu-meter quindi non so se basta solo la parte del segnale positivo.

Il calcolo del RMS è abbastanza facile visto che devi calcolare il quadrato dei campioni in ingresso. Non avere la parte negativa sicuramente non ottieni lo stesso risultato ameno che non esista qualche sistema correttivo (non credo l'informazione viene persa). L'uso dei filtri a finestra mobile è fatto in diversi ambiti, ad esempio la media mobile, devi solo stare attento alla lunghezza della finestra, la memoria è molto poca quindi sono possibili finestre con un numero di campioni limitati.
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[5] Re: consigli su VUmeter digitale

Messaggioda Foto Utentedadduni » 27 feb 2018, 19:10

grazie della risposta,
hai qualche alternativa alla finestra mobile per fare l'rms?
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[6] Re: consigli su VUmeter digitale

Messaggioda Foto Utentexyz » 27 feb 2018, 20:01

Non saprei, puoi vedere di usare una finestra fissa, in questo caso non serve memorizzare i campioni ma ottieni una risposta che non attenua eventuali discontinuità del segnale d'ingresso.

Queste sono altre tecniche di calcolo:

https://www.embedded.com/design/configu ... lculations
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[7] Re: consigli su VUmeter digitale

Messaggioda Foto UtenteTardoFreak » 27 feb 2018, 22:51

i VUmeter analogici hanno come ingresso uno stadio raddrizzatore ed uno integratore proprio per rilevare l'inviluppo del segnale. Lo si può fare tranquillamente con un micro integrando i vari campioni. La frequenza di taglio, si solito, è di pochi Hz. In alcuni VUmetere, dopo l'interruzione repentina del segnale, il livello non va a zero immediatamente ma avolte ci impiega più di un secondo.
Inoltre bisogna tener presente che i VUmeter sono logartimici, quindi con 10bit di risoluzione avresti solo 10 livelli (4 bit incompleti), che sono abbastanza per l'applicazione audio.
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