Estoy intentando diseñar un sistema que pueda respaldar la información almacenada en un disco láser de video interpretando la señal de RF generada por los fotodiodos dentro de la plataforma óptica del reproductor. La señal de RF es una salida analógica modulada en frecuencia con varias portadoras (siendo la frecuencia más alta alrededor de 10 MHz).
Hay otros proyectos que intentan muestrear la señal analógica usando ADC de alta velocidad para capturar la salida sinusoidal en su forma sin procesar pero, debido a Nyquist, necesita al menos 20 MSPS (preferiblemente en algún lugar en la región de 40 MSPS para obtener resultados precisos). muestreo).
Se me ocurre que esto puede ser ineficiente. La información se codifica en el disco láser como una serie de hoyos y espacios que hacen que la señal de RF oscile positivamente (hoyo) o negativamente (espacio). Por lo tanto, la naturaleza analógica de la señal de RF es causada por el movimiento del láser dentro y fuera de los pozos. Esto significa que, pasando la señal a través de un comparador de alta velocidad, pude recrear la naturaleza digital de la codificación en el disco. Dado que un disco láser es analógico (a diferencia de las tecnologías posteriores, como los CD), la información importante es la longitud de los hoyos y espacios.
Dado que el muestreo a 40 MSPS con una resolución de 10-12 bits requiere mucho ancho de banda, estoy buscando un método mejor que aproveche el hecho de que la señal original tiene solo 2 estados y que solo el ancho de la señal es importante. Realmente no estoy tan al tanto del teorema de muestreo.
¿Qué técnica de muestreo puedo usar para capturar de manera eficiente la RF en base al hecho de que es una señal digital donde el ancho de los pulsos es importante?
Entonces, acercándonos a esto desde una "vista superior":
Un LaserDisc graba una señal analógica. El proceso de grabación es básicamente:
Primero ignoremos la parte digital: simplemente puede obtenerla filtrando la señal de paso bajo y digitalizándola con un umbral/ADC de 1 bit, como un CD.
Entonces, obtendría la señal analógica de paso de banda de 2.algo MHz a 9.4 MHz.
Primera observación: Ok, eso no es tanto ancho de banda. Vaya a comprar un periférico SDR normal que pueda hacer tales frecuencias de "banda base-y" y simplemente supérelo (por ejemplo, USRP N2xx / USRP X3xx + placa secundaria BasicRX / LFRX, conecte su salida de búfer de fotodiodo a eso), en lugar de diseñar su propio hardware . Hacer el procesamiento de la señal en el software. A estas velocidades de datos, las computadoras portátiles lo harán en tiempo real (es decir, rendimiento de lectura completo).
Segunda observación: eso es solo ~ 6 MHz de ancho de banda, y eso ya es un poco más fácil de convertir a digital, si desea seguir la ruta DSP en la señal, puede submuestrearlo elegantemente con un ADC de ~ 12 MHz.
Sin embargo, el DSP resultante necesario para reorganizar el espectro dentro de su cadena de procesamiento de señales podría no ser trivial.
No he mirado dentro de un reproductor de LD, ni he leído las patentes, pero supongo: el reproductor usa pases de banda analógicos para dividir el video del audio y demoduladores de FM analógicos para devolver las señales a la banda base/formato utilizable. Luego, podría simplemente usar la tarjeta de sonido estándar y el hardware de la tarjeta de video estándar para hacer lo que quiera (pero aún así solo habría construido un reproductor LD sin mucha optimización a largo plazo, por lo que probablemente esto tenga pocas ventajas sobre comprar un reproductor LD usado).
El hecho de que la señal se haya recortado es una falta de linealidad horrible, pero matemáticamente introduce principalmente nuevos componentes de frecuencia (para la señal de FM, para la AM, ¡perdería mucha más información!), que se pueden filtrar si conoce el soporte espectral. de la señal original.
Ahora, por supuesto, también puede hacer eso en DSP. Entonces: me gusta su idea de "leer 0 o 1 solamente, procesar la señal digitalmente". El problema es que si miras la señal de esa manera, te encontrarás con una gran complejidad, digitalmente:
por lo general, "digital" en DSP significa "valor y tiempo discreto", y ese tiempo discreto simplemente no es cierto aquí. Entonces, básicamente reinventaría el modulador delta-sigma: tendría un contador digital que funciona a una velocidad muy alta, y cada transición tierra/pozo o pozo/tierra se usa como una interrupción para leer el contador actual. valor (que representa la duración del último estado) y reinicie el contador. Su flujo de muestra de salida no sería muestras de amplitud de período de muestreo constante, sino muestras de período de amplitud constante, y eso es algo que las matemáticas se enseñan mucho menos en EE :) y, por lo tanto, la disponibilidad de bibliotecas listas para usar, ya sea en lógica digital IP o software de CPU, es menos sorprendente que para DSP "clásico".
Tuve la oportunidad de realizar conversiones de formato entre Sony H8 y VHS, para grabadoras de cintas de video. La conversión en blanco y negro fue tan precisa que no se pudieron distinguir las diferencias en las formas de onda de escala de grises de convergencia de puntos antes y después. (nunca tuve la oportunidad de desarrollar la conversión de croma).
El truco de la escala de grises de alta calidad fue ----- demodulador FM de línea de retardo.
Y para una alta SNR, necesita una alta precisión de tiempo, así que demodule antes de digitalizar.
Pico de voltaje
Simón Hostales
winny
Simón Hostales
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usuario_1818839