にほんブログ村[DIARY] 気になるDigital APFの特性を調べてみた
おはようございます。相変わらず残暑が厳しいですね。朝晩は若干涼しいような気はしますが、日中は相変わらず30℃超えの気温が続いています。毎朝、東京海上から来る熱中症アラートが定番になりました。
さて、日中は暑くて外での作業は厳しい為、エアコンの効いたシャックでこの前作ったDigital APFの特性を調べてみました。
内容は、通常のOPアンプを使用したAPFではなく、Raspberry Pi PICO2のADCを使用したDSP処理のADPです。
実際の信号を聞いた感じでは、サイドの切れは通常のOPアンプのAPFよりは良いように感じました。
何よりも、信号のピークに合わせても音量がブーストしないので聞きやすいです。また機能としてNotchも追加してありますので、Nocthの特性も調べてみました。
まずはD-APF、Nocth共にOFFの場合です。
D-APFをOFFにしても、実際にはRaspberry Pi PICO2を迂回しているわけではなく、D-APFのWIDEのときと同じような値設定になっているので、D-APFのセンター周波数に緩やかなピークが有る形になっております。(この場合はCFが700Hzです)
実際の耳で聞いた場合は、このピークはほとんど分からない感じですね。
次にNotchを700HzでONした場合です。
減衰量は約20dB位で、Nocthの帯域幅は100Hzくらいですね。このNocthの周波数の可変帯域は、440Hz~830Hzの間になります。
こちらが可変の下端になる440Hzの特性です
こちらが上端の830Hz付近の特性になります。
それではD-APFの帯域を最小にし、Nocthを追加した場合です。
D-APFのピークは700HzでNocthは800Hzに設定した場合、このような特性になります。目的信号の100Hz離れた所の別の信号を減衰できます。この時の100Hz離れた信号は、目的信号の大きさに対して-30dBになりますので、結構軽減することができます。
測定帯域が狭いと、フィルタ特性が甘いように見えるので、300Hz～2800Hzの帯域で見てみましょう。
広げるとよく分かりますが、PASSの状態でもQ2の帯域幅を持っていますのでこのように700Hzを中心に盛り上がっています。
Q(帯域幅)はQ2～Q30まで可変でき、Q15が中心のMIDになります。
これがQ15の時の特性になり、フィルタの特性を表す-3dBポイントは数十Hzの帯域幅になります。
これを最大値のQ30(最小幅)にした場合は、こんな特性になります。
見た目にもシャープになっているのが分かると思います。
D-APFのセンター周波数の可変範囲は450Hz~840Hzになっており、各々はこんな漢字の特性です。
同じくD-APFのセンターが700Hzで、Nocthのセンターを800Hzにした場合、こちらで見るほうが、切れの良さが分かります。
実際の音を聞いてもらうとわかりやすいですが、帯域が狭くなっていきノイズフロアが下がっていくのがよく分かります。
回路的に、リグからの信号をRaspberry Pi PICO2のADCに入力するため、±1.65Vにレベル変換するためOPアンプを使用していますが、それ以外のAD変換とフィルタ処理はRaspberry Pi PICO2が実施し、出力はRaspberry Pi PICO2からデジタル信号を出しますので、それをPCM変換してオーディオ信号として出しています。
Raspberry Pi PICO2からDual COREになったので、AD変換とDSPを別々のCOREで処理させているのが特徴でしょうか。
もし、完全にD-APF部分を迂回したい場合は、リレーを追加して迂回回路を付加するしかないですね。
音を聞いていると、APF機能は実現できている事は分かっていましたが、実際の特性はどうなのか若干の心配は有りましたが、測定して実際の波形を見ると正しく機能していることが分かり安心しました。
実際に使用してみると、送信時にサイドトーンの周波数が、実際に信号を聞く時に合わせる周波数と違うのが原因か、それとも回り込みなのか分かりませんが、ポコポコというこもった音になるので、そこを修正しなければいけませんね。
詳細原因は未だ調べていないので、今後の課題になります。
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