Полигон-2

Good Loki написал:

[q]

Все неудачи с попытками записать сигнал на кассету связаны во первых с неправильным форматом файла: очень низкая точность времени.
Ведь когда драйвер аудиокарты воспроизводит файл с низкой частотой дискретизации он не знает, что такая частота выбрана специально, и нужно фронты привязывать именно к этим отчётам, а предполагает что в файле записана звуковая информация, соответственно и пытается восстановить из неё звук, с соответствующими характеристиками, вплоть до инверсии фазы.

[/q]

На стороне компьютерного выхода все "устранимые" проблемы мы устранили.
Если выставить частоту дискретизации даже 2 кГц (т.е. х2 частота импульсов на ленте), то выход получается вполне нормальным.
Проблемы с "инверсией фазы" были исключительно из-за того, что я протормозил и сделал частоту дискретизации равной х1 (а не х2) частоте аналогового сигнала.
Получаемый сигнал смещён на четверть периода, но это смещение постоянно во времени (стационарно), т.е. не вносит никаких искажений.
Форму импульса, наверное, можно подулучшить, если поиграться с семплрейтом (например, взять его 8 кГц или выше) — но это уже из разряда "доводки/полировки".

Из "неустранимых" проблем на стороне компьютера осталось лишь то, что аналоговый выход персоналки не сохраняет постоянную составляющую.
Из-за этого амплитуда (точнее, перепад потенциала на фронте) импульса, следующего за длительной паузой в канале (например, бит "1" после длинной серии "0000000"), получается в два раза меньше, чем в норме. Терпимо, но нежелательно.
Вылечить это, к сожалению, невозможно вообще никак. Поднятие частоты дискретизации, конечно, тоже не поможет, т.к. это никак не связано одно с другим.


Good Loki написал:

[q]

Вторая причина связана в использовании магнитофона, который не использовался для записи оригинальной информации на кассеты. Он тоже вносит свою роль в фильтрации сигнала.

[/q]

Вот как раз с магнитофоном была совсем беда.
1. Проникновение сигнала из одного канала в другой — что вот именно для способа модуляции, принятого в Д3-28, совершенно недопустимо.
2. Потеря постоянной составляющей сигнала — что в купе с такой же проблемой на стороне аудиовыхода персоналки уже как бы в 4 раза уменьшает амплитуду одиночного импульса, следующего в канале после длительной паузы.
3. И вот конкретно в том магнитофоне, который взяли (ну, по крайней мере в нём), АРУ усилителя записи, емнип, добавляло проблем к п.2 тем, что не просто убирало постоянную составляющую, а как бы "перехлёстывало за ноль". Из-за этого, в наихудшем случае, если "1" появляется после серии из именно 7..9 "нулей", то амплитуда такого импульса совсем уже стремится к такой "махонькой зазубринке".


Good Loki написал:

[q]

просто был удивлён, почему не рассматривается такой способ загрузки ПО.

[/q]

рассматривался, конечно
но, на самом деле, неожиданно, что такое устройство где-то кто-то наладил в промышленных масштабах

Ключевые "нерешённые" проблемы всё-таки были связаны именно с магнитофоном.
Он, увы, записывает "не совсем то", что его просят записать.
И без существенных (и глубоко индивидуальных для каждой конкретной модели магнитофона) изменений схемы усилителя записи их никак не выпилить.
// Именно из-за этих проблем программа "Свисток для Д3-28" и была свёрнута.

А вот идея с ретрокомпьютерами наводит на такую мысль:
- у ретрокомпьютеров есть порт LPT, у которого есть 8 дискретных выходов, на которые можно посылать какие угодно паттерны (нам достаточно двух выходов)
- ... и порт RS-232, у которого есть пара выходов RTS, DTR, которыми тоже можно управлять как угодно (см. Modem Control Register, 8250)
То есть, из-под MS-DOS нет проблем получить пару модулированных меандров с частотой порядка 2 кГц.
// У меня вон Toshiba Satellite 1960 лежит как раз без дела...

xoiss написал:

[q]

Ключевые "нерешённые" проблемы всё-таки были связаны именно с магнитофоном.
Он, увы, записывает "не совсем то", что его просят записать.
И без существенных (и глубоко индивидуальных для каждой конкретной модели магнитофона) изменений схемы усилителя записи их никак не выпилить.
// Именно из-за этих проблем программа "Свисток для Д3-28" и была свёрнута.

[/q]

Ваш абзац, который я прокомментировал в предыдущем сообщении, был лишь про компьютерную сторону.
Но можно и по магнитофону идей подкинуть (не знаю, надо-ли для свернутого)...

Тогда, для полноты картины, некое предисловие...
Ведь часто новое - это хорошо забытое старое.

По постоянной составляющей на звуковой карте: проблема известная со времен Win 9x.
Были программы, превращающие ее в осциллограф, функциональный генератор звукового диапазона, частотомер.
На измерительные приборы не тянет, но для начинающего радиолюбителя самое то (племяннику ставили).

Вот там на ввод для осциллографа отсутствие постоянки больше всего напрягало. Там электролиты и удаляли.
Какая была звуковая карта - уже не вспомню.
Ту, что на картинке выше, модифицировать не пробовал, но найти подходящую однозначно можно.


Теперь про магнитофоны.
Когда они были большие, теплые, ламповые, на катушках

В общем, у меня начали появляться катушки с записями на 19 см/с, а аппараты были только на 9,53 см/с и 4,76 см/c.
9,53 можно превратить в 19,05 путем наматывания изоленты (синей - куда же без нее) на тонвал.
Но ситуация (кроме немерянной детонации) осложнялась тем, что аппарат тот моно, а записи стерео.
Головка одновременно читает одну дорожку в прямом направлении и одну в обратном (на катушках через одну они).

В общем, производилась перезапись (в два захода - борьба с моно/стерео).
Кратко: оригинал 19,05 воспроизводим на 9,53 и пишем на 4,76.
Копию воспроизводим на 9,53 и слышим то что нужно

А к чему эти много букв?
Так вот на копии звучание ВЧ было просто обалденное, а вот низы завалены.
Т.е. частотный диапазон тракта записи-воспроизведения сместился !!!


Применительно к Вашему случаю.
Да, копаться в усилителе записи/воспроизведения - дело неблагодарное.
Потому предлагаю просто поднять скорость ленты при записи.
И пропорционально увеличить частоту входного сигнала (он же программно формируется).
А воспроизводить на стандартной скорости. АЧХ в области низких частот явно улучшится.

Изменить скорость можно регулятором на моторчике. Если он (регулятор) электронный и отдельно от моторчика стоит.
Если регулятор механический (центробежный - такие тоже были),
то можно попробовать увеличить диаметр шкива на валу двигателя.
Ну и были еще такие деки двухкассетные. Со штатной функцией ускоренного копирования кассет. Можно их задействовать.

В общем, способ тоже не на все случаи жизни, но подходящий магнитофон найти можно.
А добавить скорость на моторе проще, чем усилитель перелопатить.


Как то так. Спасибо всем дочитавшим !


P.S. Полагаю, что обе модификации (звуковая+скорость) в комплексе могут дать приемлемый результат...


xoiss написал:

[q]

A вот идея с ретрокомпьютерами наводит на такую мысль:
...
У меня вон Toshiba Satellite 1960 лежит как раз без дела

[/q]

Воспринял цифры как год выпуска - это круче Д3-28 будет!
Такому раритету нашлось бы более достойное применение

XPOHOMETP написал:

[q]

Потому предлагаю просто поднять скорость ленты при записи. И пропорционально увеличить частоту входного сигнала (он же программно формируется). А воспроизводить на стандартной скорости. АЧХ в области низких частот явно улучшится.

[/q]

Спасибо. Однако в этом случае может во столько же раз уменьшиться уровень воспроизводимого в Д3-28 сигнала, так как читающая головка реагирует на скорость изменения магнитного поля вблизи её зазора. И кроме того, если бы удалось даже в несколько раз понизить границу воспроизводимых низких частот, это не решило бы проблему "записи постоянных уровней". Приведу несколько картинок (хотя, может быть, в этой теме они и лишние) с оцифровками реальных записей на МЛ.

Д3-28 постоянные уровни пишет: при записи ток в катушках пишущей головки течёт всё время, а в момент прихода "0" в канале нулей или "1" в канале единиц только меняется его направление. Т.е. лента при записи в Д3-28 должна намагничиваться до насыщения, а в моменты "0" и "1" только меняется направление намагниченности. При воспроизведении (и при оцифровке) в катушках читающей головки возникают импульсы тока, пропорциональные скорости изменения намагниченности. Во многих программках для Д3-28 встречаются очень длинные последовательности нулей (это не экзотика, а рядовая ситуация!), в канале единиц при этом сигнала долго нет. Вот пример, фрагмент "осциллограмм" из аудио-редактора при оцифровке бытовым магнитофоном "Романтик" программы "Выстра" с МЛ, записанной на Д3-28:



Верхняя осциллограмма - канал нулей, нижняя - канал единиц. Маркер аудио-редактора (вертикальная черта) здесь поставлен в начале длинной серии нулей. Видны также более короткие серии нулей, разной длительности.

Форма импульсов видна на растянутой по времени шкале (заодно в нижней половине рисунка показаны "однополярные импульсы", соответствующие нулям (синие импульсы) и единицам (красные импульсы), полученные численным дифференцированием сигнала в каждом канале с последующим возведением результата во вторую степень. Они получены в Маткаде; предполагаю, примерно так же должны выглядеть однополярные импульсы, получаемые в Д3-28 аппаратно в тракте чтения МЛ):



Видно, например, что последнему биту "1" (там, где стоит маркер) соответствует перепад сигнала в канале единиц "от положительного потенциала к отрицательному" (а затем оцифрованный сигнал в канале единиц релаксирует к нулевому уровню). Если посмотрим на конец этой серии нулей, то увидим, что первый (после долгого отсутствия) бит "1" приходит в виде перепада с противоположной полярностью; см. место, отмеченное маркером:



Т.е. намагниченность ленты в канале единиц оставалась постоянной, пока шли нули, а затем сменилась на противоположную.

На маткадных графиках приведены также номера отсчётов. Видно что серия нулей здесь длилась в течение порядка 100000 отсчётов, что при частоте дискретизации 44100 отсчётов в секунду составляет более 2 секунд. Обратной величине соответствуют доли герца. Изменениями скорости ленты и АЧХ в разумных пределах в бытовом магнитофоне наверняка не добиться записи столь низких частот (причём, могут встретиться ведь и ещё более длинные паузы активности в каналах).

Заодно стоит отметить, что при чтении МЛ, записанной на Д3-28, бороться за низкие частоты нет необходимости. Виталий 15a18 научился оцифровывать свои МЛ с помощью усилителя воспроизведения на ОУ без характерной для аудио-трактов коррекции АЧХ. Сигнал на выходе такой системы имеет вид треугольных пиков разной полярности, привязанных к моментам изменения намагниченности МЛ. Для раскодировки это очень удобный сигнал: его не надо дифференцировать, а достаточно сразу возвести во вторую степень, чтобы получить чётко очерченные однополярные импульсы нулей и единиц. Вот пример такой оцифровки очень хорошего качества, выполненной Виталием (в нижней части рисунка - графики однополярных импульсов, полученные в Маткаде возведением сигнала в квадрат):



Такие картинки навели на мысль: записать на бытовой магнитофон "синус-подобные" импульсы, расположенные в местах "0" и "1" (в расчёте на то, что тракт чтения ДЗ-28 присутствие каждого такого импульса обнаружит, а быстрые колебания сигнала в импульсе будут игнорированы трактом чтения как "дребезг"). Вот фрагменты графиков таких сигналов, изготовленных в Маткаде, показаны концы с байтом 0512 и его битом чётности "0":



Это два варианта сигнала: в одном длительность sin-импульса равна 16 отсчётам, а в другом 8 (она обозначена как параметр dF), при длительности периода, содержащего бит информации, 45 отсчётов (параметр dM). Частота дискретизации - 44100 отсчётов/с. В сигнале закодирована уже упоминавшаяся раньше наша самая короткая программка для пробы: "y-тест" (состоит всего из 9 байт).

Чтобы в магнитофоне сигнал не испортился из-за обилия высоких частот, сделал две версии каждого сигнала - исходную нефильтрованную и с отфильтрованными в ФНЧ высокими частотами. Вот картинки спектров для сигналов с "dF=16", без фильтрации и после ФНЧ с частотой среза 5500 Гц:



Для сигнала с "dF=8" спектр аналогичный, только сильнее вытянут вдоль шкалы частот. После ФНЧ с частотой среза 11000 Гц он выглядит так:



На всякий случай можно взглянуть ещё и на "осциллограммы" обоих фильтрованных сигналов, чтобы убедиться, что фильтрация не сильно испортила форму импульсов; вот так выглядят последние пять бит:



Наконец, ссылки на Яндекс-диске на сами WAV-файлы с этими сигналами для экспериментов (т.е. для записи на кассету на бытовом м/ф и попыток чтения их командой "СЛ" в Д3-28):

980hz_44100_s-code_dm-45_df-16_y-test_KP-88_N-8.wav
980hz_filter-5500_44100_s-code...88_N-8.wav

980hz_44100_s-code_dm-45_df-8_y-test_KP-88_N-8.wav
980hz_filter-11000_44100_s-cod...88_N-8.wav

(Если вдруг это не окажется бредом, а получится, то предложу для такого сигнала название код Ы s-code.)

Собственно про сигналы 8w5, 8w6, 8w7 и их влияние на пригодность переменного сигнала на НМЛ.
Если сигнал переменный, он с большой долей вероятности на усилительных каскадах и счётчиках распадётся на серию импульсов.
Если вся пачка придёт между спадами 8w7, то на D50.1 и D50.2 они всё равно объединятся, но мы этого гарантировать не можем.
Есть вероятность, что один или два импульса придут до спада 8w7, тогда они могут повлиять на результирующий сигнал.