にほんブログ村[DIARY] Digital APF 続実験
おはようございます。昨日の朝は6mで北米がオープンしていたようですが、こちらでは全く見えませんでした。7月も半ばになりましたが、未だ6mのオープンは続きそうですね。ただ、オープンはスポット的になりやすそうなので、よくワッチしていないと取りこぼしそうです。
6mのEsはかなり出ており、国内と大陸近場はだいぶ入感していおります。しかしながら、未交信局はだいぶ少なく、ワッチをしておりますがQSOにはなかなか至りません。
そんな中、ワッチしている時間をぼぉ～っとしているのももったいないので、実験中のDigital APFの続きを行いました。
今回は前回までの実験で、チェックをしている中で気になる点が幾つか有ったので、その修正とON/OFFの切替追加です。
気になったのは、ロータリーエンコーダーを早く回すと、Qの変化が付いていかないで瞬間的に増えたり減ったりと動作が不安定。ここで、ロータリーエンコーダーのジッター対策を取込、確実に変化するようにコードを修正。
この改善で確実に変化するようになりましたが、新たな問題として1クリック毎に変化していかず、2クリックで変化する事が判明しました。
2クリックで初めてQの値が変わるのは、使っているときに良くないので、ここを確実に1クリックで変化するように更にコードを修正。
何時もコードを修正するとデグレードが発生するのですが、今回は今のところ無しで上手くいっています。
機能的な問題は解決したので、今度はON/OFFの切替です。物理的なリレーを使って切り替えているわけでは無いので、ここでも大きな問題が発生。
まず、OFFにしたときにホワイトノイズが発生し、入力しているCWの信号が弱くなってしまいます。アナログ信号を入力していますが、入力後にAD変換をしているので、どうしてもデジタル化した瞬間に高域のデジタルノイズや量子化ノイズ（サーという乾いたノイズ）が目立ってしまう現象が発生します。
対策として、完全にフラットなスルーにするのではなく、通信機として最も自然に聞こえる「3kHz付近を遮断周波数（カットオフ）とする軽いローパスフィルター」をデジタルで通すようにコードを修正しました。
しかし、実際にはそれほど大きくは変化せず、多少は良くなりましたが信号のピーク時に音が歪む事と、粒子ノイズはあまり変わりませんでした。
そこでいろいろと調べていくと、Q3程度の時にもっとも自然にトランシーバーからの入力音に近くなります。最小のQ2にすると、逆に今度は粒子ノイズがまた目立ってしまうのでQ3程度がバイパスしたのと等しくなると判定しました。
この実験結果から見えて来たことを対策としてもリ込むと
①OFF（バイパス）という処理を「信号スルー」にするのではなく、「OFFの時は、Q=3（固定）の緩やかなAPFを裏で常時動かして出力する」という設計にするのが、最も美しく、音質的にも自然な仕上がりになります。
②歪み対策として、Q値を下げたとき（帯域を広げたとき）に音が割れないよう、Q値の大きさに応じて出力ゲインを自動でコントロールする「自動ゲイン調整（スケーリング）」を導入します。Qが低い（帯域が広い）時はゲインを控えめにし、Qが高い（ピンポイントに絞る）時はしっかり持ち上げることで、歪みを完全に防ぎます。
これらの対策と、OLEDにON/OFF表示を追加し、BW表示もON/OFFで変えた最終コードを作成市コンパイルして書き込みました。
こちらがON表示です。右上にAPF ONの表示とBWはQの値によるBW幅が表示されております。
こちらがOFF表示で、右上がOFF表示になりBW表示は横一棒で帯域制限をしていない表示です。
だいぶ実験は進みました。オーディオ段でのフィルタリングですが、デジタル処理をしているだけあり、結構スパッと切れます。またOPアンプのようにピーキングはありませんが、中心周波数と通過帯域のセンターが合致すると、少し大きくなったような感じはします。
後もう少し実験すれば完成形に近づくと思います。
出来上がったら、誰かCWが好きな人に実際に使ってみて評価していただけると嬉しいのですがね。
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