FM Pre-emphase voor NBFM

[PA1RAM]

Hoi allen,

Ik heb een vraag waar ik het antwoord maar niet op vinden kan met onze vriend Google. Ben bezig met de bouw van een eigen FM TRX voor 2 meter en dan modulair van opbouw. Ben begonnen met de modulator waarin ik ook een pre-emphase wil opnemen. Deels vanwege de betere SNR maar ook om compatible te blijven met PM die van nature al een pre-emphase effect hebben.

Waar ik maar niet achter kom is welke time constant (T of Tau) moet worden gebruikt voor het high pass filter wat dus bepaalt waar het +3dB punt komt te liggen. Bij WBFM wordt 50us (EU) en 75us (US) gebruikt. Maar waar begint dit bij onze NBFM? Ik heb filters ingebouwd die netjes het audio doorlaten tussen 300Hz en 3kHz en uiteraard komt er een limiter met LPF achter. Maar ergens tussen deze frequenties dienen de hogere frequenties bevoordeeld te worden met 6dB per octaaf alleen bij welke frequentie is dat dan...

Wie weet het antwoord?

En alvast bedankt!

73, Richard.

[pe1cmo]

750us is de pre emphasis.
officieel is het audio 300 Hz 3 kHz met een bult rond de 1 kHz, maar 200 Hz - 3 kHz met een vlakke karakteristiek geeft zeker bij mannen een betere verstaanbaarheid waardoor met het audio zachter zet, zeker bij langdurige klussen een voordeel.

Ik zal een stukje schema opzoeken en neerzetten

[PE4WJ]

Zolang je zorgt dat je 6 dB per octaaf doet tussen pakweg 300 en 3000 Hz (audiobandje) of nog iets daar boven en onder dan zit je wel goed. In mijn zelfbouw 2m SDR RX gebruik ik 6 dB per octaaf tussen 200 Hz en 3500Hz.

73,

Wouter Jan PE4WJ

[PE4WJ]

En zoals PE1CMO aangaf, voor smalband FM is de tijdconstante 750 us.
Voor preemphase / deemphase heb je een 1e orde filter nodig (dus bijv een filter met 1 R en 1 C), want dat valt 6 dB per octaaf af.

De relatie tussen de tijdconstante en de afsnijfrequentie van zo'n filter is eenvoudig uit te drukken in een formule:

Afsnijfrequentie = 1/ (2 * pi * R * C)

Tijdconstante = R * C

Daaruit volgt:

Afsnijfrequentie = 1/(2 * pi * tijdconstante)

Waarbij het getal pi = 3.14 (ongeveer)

Als je dat invult voor 750 us komt daar een afsnijfrequentie uit van ongeveer 212 Hz.

73,

Wouter Jan PE4WJ

[pe1cmo]

hier een stuk audio, 2x input schakelbaar, pre emphase, hoog doorlaat filter, en daarachter een regelbaar laag doorlaat filter richting 3,5 kHz.

Input boven is line input, symmetrisch audio met 6 dBU in, = 4.4V tt
Onder microfoon input.

Pre emphasis, uitgang preamp is laag ohmig (0 Ohm) en de ingang van de pre emhasis amplifier is ook laag ohmig (0 Ohm) zo de preemphasis is 100 Ohm in serie met 100nF. De 100 Ohm zorgt er voor dat de oplopende karakteristiek niet oneindig doorgaat. Eigenlijk moet er over die 100nF nog een 7k5 weerstand voor het kantelpunt in het laag, maar die heb ik weg gelaten. Is in het hele traject een mooi hoogdoorlaat filter gewroden.


Hierachter zit nog een audio limiter met de SSM2166 en eventueel audio compressie, maar dat is voor amateurs niet van toepassing.

[PA1RAM]

Dank jullie wel heren voor het beeindigen van mijn zoektocht

Gewapend met deze nieuwe kennis van T=750us nog eens teruggezocht op Google maar dan vindt je vooral meetapparatuur en wat verdwaalde scans van boekpagina's. Ik had wel het vermoeden dat de kantelfrequentie rond de 300Hz zou liggen maar ik blij dat het nu bevestigd wordt.

Dank ook voor het delen van het schema voorbeeld. Ik ga echter alles discreet opbouwen, voornamelijk omdat ik de meeste onderdelen daarvan al een jaar of 30 in huis heb. Dus alles met BC549 e.d.

De limiter wordt nog wel een uitdaging maar ik heb voldoende verschillende soorten FETs liggen om mee te experimenteren.

Wordt vast vervolgd...

73, Richard.

[pe1cmo]

Leuk, een zelfbouwer. Voor audio limiting, kijk eens naar de SSM2166 heel leuk IC.

[PA1RAM]

Leuk, een zelfbouwer. Voor audio limiting, kijk eens naar de SSM2166 heel leuk IC.

Ja dat is ook leuk, heel veel kennis uit de vorige eeuw afstoffen en nu samen met de later nieuw opgedane kennis gebruiken. Ik wilde dit project 40 jaar geleden ook al doen maar toen kwam het werk en huisje-boompje-beestje etc en werd de hobby op een nauwelijks bestaand laag pitje gezet...

En ja dat is een mooi IC die 2166 maar ik heb aan het begin van dit project de keuze gemaakt om zoveel mogelijk discrete componenten te gebruiken met als uitzondering de delertrein voor de PLL. Dus ook geen SMD en allerlei moderne chips. Verder wordt het modulair opgebouwd zodat ik delen kan vervangen door een verbeterde versie als er iets niet klopt.

De bedoeling is om ergens midden dit jaar een vrijlopende zender te hebben op 145.425 en verderop in het jaar te voorzien van een PLL. Ik neem het wel een keer mee naar Lelystad als er wat gebouwd is

[pe1cmo]

Lelystad,

Ja, daar woon ik nog, maar over 14 dagen vertrekken we daar, en het nieuwe huis is 2400km verderop. Iets van EA7/PE1CMO
Maar je bent welkom hoor, als je wat afregelen wil.

[PA1RAM]

Lelystad,

Ja, daar woon ik nog, maar over 14 dagen vertrekken we daar, en het nieuwe huis is 2400km verderop. Iets van EA7/PE1CMO
Maar je bent welkom hoor, als je wat afregelen wil.

Zo dat is een hele beslissing geweest neem ik aan. Veel succes met de verhuizing alvast.

[PA1RAM]

Ik heb vorig weekend wat zitten experimenteren met de pre-emphase want ik kreeg niet de resultaten zoals ik had berekend. De metingen waren erg interessant en ik had ze willen delen maar toen was het forum helaas down (blij dat het weer werkt, waarvoor veel dank!). Maar dit zijn de resultaten:

Mijn doelstelling was om de 20dB per decade te halen (van 300Hz tot 3kHz) en in het begin haalde ik maar iets van 6dB. Ik had de ingangsweerstand van de versterkertrap achter het filter niet meegenomen, zeg maar in dit schema R2. Het blijkt echter dat die enorm van invloed is op de werking van het filter en hoewel ik nu op 19dB zit met de schakeling vraag ik me nog steeds af waarom dit het geval is, pas met een relatieve lage waarde van R2 t.o.v. R1 (waarbij R2=R1/100) begint het filter pas te werken...

Iemand enig idee waarom dit zo is?

[pe1cmo]

De ingang van die opamp is 0 Ohm. (jouw weerstand R2 is bij mij 0 Ohm).
Dat komt omdat de + ingang voor audio 0 Ohm is, en daardoor gaat die opamp het ingaande signaal terug regelen naar 0 en dat gaat via de weerstand van de uitgang naar de - ingang. Dat signaal is dus tegengesteld van de ingaande spanning.

De gain is dus -1 bij gelijke weerstanden, of in dit geval C16 / R23
Omdat de weerstand van C16 afhankelijk is van de frequentie met 6dB octaaf krijg je dus die gewenste karakteristiek. (In Jip en Janneke taal)

[PA1RAM]

Dank voor de reactie maar die beschrijft jouw schakeling en die is actief. In mijn geval is het met dit schema passief en zoek ik een verklaring voor het gedrag wat ik meet met een steeds kleiner wordende R2. Iemand een idee waar hem dit in zit?

[pe1cmo]

Dat klopt, maar dan moet die weerstand nabij 0 Ohm worden, je schreef zelf al 330 Ohm ,maar dan heb je al een afwijking.

[pe1cmo]

je wil met transistoren werken, de ge eigende voorversterker is een geaarde emitter schakeling, in op de basis, uit op de collector. Die heeft een ingangsweerstand dat snel in de kilo Ohms zit, afhankelijk van de schakeling.
Je hebt ook de geaarde collector, of te wel emittervolger. Die is juist hoogohmig in, en laagohmig uit, met een versterking van bijna 1
Maar er is nog een derde schakeling, de geaarde basis. Die is laag ohmig in, en toch geeft die een versterking. Dat is nu net wat je zoekt, laag ohmig in.
De basis gaat met een condensator naar aard (audio wordt dus geaard), in op de emitter, uit op de collector.

Ik heb even voor je gegoogled en vond dit schema'tje. C1 maak je bijvoorbeeld 100nF (dat is dus je oplopende pre-emphase karakteristiek)



Bron: https://verstraten-elektronica.blogspot ... ellen.html