Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Nadajnik i odbiornik PPM jak działa demodulator?

satanistik 29 Sty 2018 00:15 1701 18
  • #1 29 Sty 2018 00:15
    satanistik
    Poziom 27  

    Znalazłem ciekawy opis podsłuchu z lat 70-tych wykorzystującego modulację PPM z dodatkową techniką maskowania. Zastanawiam się jak zrobiony był demodulator - odbiornik.
    Link

    Nadajnik i odbiornik PPM jak działa demodulator?

    Jeżeli oba zbocza sygnału były zależne od sygnału audio a jedno od szumu, nie było żadnego sygnału synchronizacji to jak to było dekodowane?

    0 18
  • #3 29 Sty 2018 15:57
    satanistik
    Poziom 27  

    Czytałem ten tekst i jest tu opis kodowania, ale nie ma schematu odbiornika - dekodera.

    0
  • #4 01 Lut 2018 16:03
    hessel..
    Poziom 10  

    Ciekawych rzeczy się człowiek dowiaduje. Ja powiem tak. Raczej pewno po stronie odbiorczej musi być pętla PLL, bo niby jak inaczej odtworzyć sygnał taktujący ? Podobnie jak robi się to programowo przy transmisji asynchronicznej w telemetrii. W takim układzie synchronizacja nie sprawia wiele kłopotów, tylko warunkiem jest, aby sygnał synchro miał wyższą częstotliwość, niż pasmo sygnału m.cz. i pasmo generatora szumu. Wtedy pętla PLL ze swojej zasady działania "widzi" zegar jak nośną, a resztę jak zakłócenie chwilowe, które nie będzie mieć wpływu na odchyłkę częstotliwości pod warunkiem, że będą użyte odpowiednie filtry. W dokładnie ten sam sposób dokonuje się bezpośredniej modulacji FM, która jest powszechnie stosowana w nadajnikach FM, gdzie odchyłki chwilowe częstotliwości nie mają żadnego wpływu na stabilność nośnej synchronizowanej pętlą PLL. Wystarczy spełnić tylko ten jeden warunek. W przeciwnym razie istnieje możliwość wyskoczenia pętli ze stanu synchronizmu w sytuacji zakłócenia częstotliwości zegara niefiltrowaną częstotliwością m.cz., lub niefiltrowaną częstotliwością generatora szumu. Tłumacząc to na chłopski rozum. Synteza, póki nie "widzi" sygnału m.cz., ani zakłóceń z generatora szumu, to z powodzeniem będzie działać. Dlatego uważam, że na schemacie jest zasadniczy błąd, tzn. że w miejscu wzmacniaczy oznaczonych trójkątem powinny znajdować się odpowiednie filtry. Zasada działania do podejrzenia np. w CB President Lincoln.

    0
  • #5 01 Lut 2018 16:18
    c2h5oh
    Moderator

    satanistik napisał:
    ...nie ma schematu odbiornika - dekodera.

    Poczytaj o widmie rozproszonym na przykład tutaj:
    http://adamkar.republika.pl/spread_spec_rx.htm
    To najprostsze rozwiązanie.
    W zastosowaniach profesjonalnych dochodzi do tego kryptografia. Nie będę tutaj tłumaczył o co chodzi. Część informacji można odnaleźć w internecie.

    p.s. Nikt nie udostępni Ci schematów ani algorytmów stosowanych w tej dziedzinie.
    Analizując rozwiązania amatorskie zorientujesz się o co chodzi w tym zagadnieniu.
    Przeczytaj opis odbiornika z linku który podałem i będziesz wiedział jak to się synchronizuje. Pamiętaj, że profesjonalne systemy mają dodatkowo dołączone szyfrowanie. Tak więc na 100% niczego nie posłuchasz :).

    0
  • #6 01 Lut 2018 16:37
    hessel..
    Poziom 10  

    To coś podobnego do zwykłej PLL, tylko VCXO jest strojone w obie strony w sposób natychmiastowy metodą Rail-To-Rail, której oznakowanie na schemacie uwidoczniłem odpowiednio. Oba impulsy +/- podstrajające VCXO mają nieco różną częstotliwość synchronizmu. W tradycyjnej pętli byłyby one tożsame jako ten sam impuls podobny do modulacji PWM, bądź niekiedy (w co nowszych PLL) będący PWM.. Kiedyś się w to bawiłem. To łatwo zrobić. W dokładnie ten sposób zrobiłem coś w rodzaju miernika częstotliwości. Był to wskaźnik do dostrajania CB radii w tzw. "zero kanałowe", którego wyświetlacz posiadał trzy diody: częstotliwość za nisko, za wysoko i radio w zerach. Zwykła synteza od CB typu "direct" bodajże SM5124 NPC.

    Kiedyś była na forum zagadka:
    Czy da się dostroić CB w zera nie posiadając częstościomierza i padł taki morał, że się nie da.
    (Olek blokował wtedy pisanie, albo kasował moje wpisy)

    Oto jest jedna z takich możliwości.

    Nadajnik i odbiornik PPM jak działa demodulator?

    I z powodzeniem (potwierdzam) można nie komplikować sobie życia tak pokopanym układem, bo zastosować dwa niezależne układy scalone PLL odstrojone względem siebie o Δf, która po przeliczeniu na impuls wyniesie baudrate 1 bitu.

    Teoretycznie, to zadziała jedna pętla z użyciem multipleksera, tylko ciekawe co na to praktyka ?

    Wskaźnik był zrobiony w taki sposób:

    - trzy kwarce (osobne generatory) dostrojone do -5 kHz, 0 kHz, +5 kHz
    - jeden układ PLL typu "direct" z jakiegoś CB (jaki dokładnie nie pamiętam)
    - multiplekser/demultiplekser (chyba 4066)
    - trzy diody sygnalizacyjne
    - przełącznik (od czego nie pamiętam)

    Praca pętli wskaźnika odbywała się na częstotliwości nośnej CB radia (tj. bezpośrednio).
    Praca pętli odbiornika wyglądałaby podobnie, na częstotliwości modulującej zegara 20kHz, po demodulacji/detekcji.


    p.s.
    Do kol. @c2h5oh jaka to tam tajemna wiedza. Jak już, to brak prawdziwych pasjonatów.

    0
  • #7 01 Lut 2018 20:25
    c2h5oh
    Moderator

    hessel.. napisał:
    Ciekawych rzeczy się człowiek dowiaduje. Ja powiem tak. Raczej pewno po stronie odbiorczej musi być pętla PLL, bo niby jak inaczej odtworzyć sygnał taktujący ?...

    Metoda widma rozproszonego (hopping frequency) funkcjonuje praktycznie od lat 70-tych ubiegłego wieku. Teoria istniała o wiele, wiele wcześniej. Dobrze, że i Ty czegoś się dowiedziałeś.
    hessel.. napisał:
    ...
    Oto jest jedna z takich możliwości.

    Nadajnik i odbiornik PPM jak działa demodulator?
    I z powodzeniem (potwierdzam) można nie komplikować sobie życia tak pokopanym układem, bo zastosować dwa niezależne układy scalone PLL odstrojone względem siebie o Δf, która po przeliczeniu na impuls wyniesie baudrate 1 bitu...

    Cała zabawa polega na tym, że kolejność "przeskakiwania" częstotliwości może być szyfrowana. Jeżeli nadajnik i odbiornik nie będą używały tego samego klucza kryptograficznego to sygnał będzie praktycznie nie do podsłuchania.
    hessel.. napisał:
    p.s. Do kol. @c2h5oh jaka to tam tajemna wiedza. Jak już, to brak prawdziwych pasjonatów.

    Nie ma tu żadnej wiedzy tajemnej. Metoda hopping frequency jest stosowana na przykład w urządzaniach Bluetooth. O zasadzie pracy Bluetooth poczytaj sobie w internecie.
    Poczytaj też o radiotelefonach eXRS (eXtreme Radio Service) pracujących na częstotliwościach około 1GHz. Ciekawy temat.

    Myślę, że naprowadziłem Ciebie i Autora tematu na właściwy tor do dalszych poszukiwań :).
    Pozdrawiam i życzę sukcesów.

    0
  • #8 02 Lut 2018 21:45
    satanistik
    Poziom 27  

    Metoda hopping frequency z szyfrowaniem to fajna sprawa ale temat dotyczy nadajnika z linku - tam było tylko kilkanaście tranzystorów - początki technologii hybrydowej, nie było jeszcze SMD. Nie ma tam kwarcu w generatorze impulsów.

    Zadam pośrednie pytanie - jak zdemodulować audio z modulacji PPM? PWM to łatwo ale tutaj trzeba by zsynchronizować jakiś zegar i ...

    Nie pytam jak zrobić taki nadajnik - gdybym chciał zrobić podsłuch wykorzystał bym uP, kartę SD i wysyłał po wi-fi raz dziennie, po prostu nie mogę zrozumieć jak w tamtycz czasach ludzie radzili sobie z takimi wyzwaniami.

    0
  • #9 03 Lut 2018 11:40
    hessel..
    Poziom 10  

    Kolego żeby podtrzymać zgubione synchro nie jest to jakoś wielce skomplikowane. Wystarczy jednobitowa pamięć (powiedzmy jakiś dowolny przerzutnik), która "zatrzaśnie" PLL na częstotliwość, która ustaliła się tuż przed. Najprostrzym sposobem jest całkowite wyłączenie pętli z chwilą aktywacji, co może wydawać się niedorzeczne, ale jak spojrzysz na możliwości co do sposobów realizacji filtrów pętli, to odzyskanie zgubionych impulsów ACK staje się czymś oczywistym. I jako ciekawostkę powiem, że ja z powodzeniem używam tego sposobu od wielu lat przy bezprzewodowej wizualizacji pomiarów w tych miernikach Metex, które potrafią nadawać asynchronicznie, bo nie wszystkie to potrafią. Tzn. modeli, które to potrafią jest niewiele. Zdecydowanie wzrasta niezawodność odczytu taką metodą. I co istotne przy pracach na odległość, to znacznie wzrasta w ten sposób zasięg. Nieraz namawiałem kolegów z forum na PW, by skorzystali z mojego pomysłu do stworzenia sobie porządnego rejestratora z wykorzystaniem laptopa oraz miernika za niewielkie $$$, bo taki fabryczny data logger, w dodatku bezprzewodowy, kosztuje kosmos. Jakoś nikt nie chciał jak dotąd, bo nie chce, albo nie wie jak niesamowicie ułatwia to życie.

    Chodzi o pewną zasadę prawdopodobieństwa, która co ciekawe jest znana w kryptologii, tzn. jeżeli coś stabilnego jest teraz czarne, to za chwilę też takie będzie. In słowy, jeżeli częstotliwość generatora w nadajniku równa się x, to za chwilę też taka będzie. I aby się ona zmieniła, to musi powstać zakłócenie, które jest wielce nieprawdopodobne.

    Dokładniejszym sposobem jest zatrzaśnięcie pętli z pomiarem częstotliwości przez układ strojący AFC (automatic frequency control) tak jak w skanerach częstotliwości radiowych z górnej półki, np. Icom IC-R8500. Działa to tak, że jeżeli w skanerze włączony jest AFC, to sterownik, jak stwierdzi odchyłkę nadajnika, rozpoczyna śledzenie jego częstotliwości przestrajając PLL w górę, lub w dół, w czasie rzeczywistym . I kończy proces wyłączając strojenie. Jeżeli teraz sterownik skanera stwierdzi zanik sygnału nadajnika, to częstotliwość odbioru pozostaje taka jak ustaliła się tuż na chwilę przed wyłączeniem.

    Ot filozofia.

    p.s.
    Kilka razy, to nawet pisałem @ do autorów alternatywnego oprogramowania pod te mierniki z protokołem 7n1, aby wprowadzili poprawki do programu wedle tej metody. I co ciekawe, to w niektórych z tych programów telemetrycznych dosyć dobrze daje się "wyczuć" próbę nawiązania łączności asynchronicznej, bo niektóre z nich kiedy rozłączę linię Tx, to działają jeszcze przez dłuższą chwilę na linii Rx. Wnioskiem tego, że autorzy oprogramowania, albo nie wiedzą o istnieniu Metexów asynchronicznych, albo nie wiedzą jak taką komunikację nawiązać. Żałuję, że nie udało mi się złapać kontaktu z tymi osobami.

    W załączeniu rozmaite filtry PLL.

    Moderowany przez c2h5oh:

    Autor tematu napisał: "...temat dotyczy nadajnika z linku - tam było tylko kilkanaście tranzystorów - początki technologii hybrydowej, nie było jeszcze SMD. Nie ma tam kwarcu w generatorze impulsów." Czemu więc mają służyć te wywody? Dużo pisania mało konkretów.
    Może zamiast tego jakieś konkretne rozwiązania?

    0
  • #10 03 Lut 2018 13:47
    hessel..
    Poziom 10  

    Olek co Ty tam znowu modzisz.

    Moderowany przez c2h5oh:

    Regulamin punkt 3.1.14. Nie wysyłaj wiadomości nie związanych z tematem lub w złym dziale forum. Kolega chyba usilnie pracuje na ostrzeżenie.

    0
  • #11 03 Lut 2018 13:50
    hessel..
    Poziom 10  

    Nie rozumiem o co Ci chodzi.

    Moderowany przez c2h5oh:

    Upominam po raz ostatni.

    0
  • #12 03 Lut 2018 14:09
    hessel..
    Poziom 10  

    Ale o co Ci chodzi nie możesz napisać normalnie. Że niby mam teraz wskazać jakiś prosty przykład odbiornika, bo tam było kilka tranzystorów w nadajniku ? Co za bez sensu pytanie. Po mojemu odbiornik na pewno był co najmniej dziesięć razy bardziej rozbudowany. Chyba to oczywiste co nie. Układ AFC to jest sprzężenie zwrotne między częstotliwością mierzoną, a układem strojącym i może być wykonany na demodulatorze FM tak jak na schemacie blokowym. Żeby zrobić detektor FM na te 20kHz to nie jest znowu jakiś wielki wyczyn. Przykładem praktycznym PLL na zbliżoną częstotliwość jest zwykły stereodekoder. Widziałem jak Olek edytował tego posta, to dlaczego pisze, że edytował C2H5OH. Część wpisu została skasowana.

    Nadajnik i odbiornik PPM jak działa demodulator?

    0
  • #13 03 Lut 2018 14:15
    zworys
    Poziom 31  

    Koledzy mylicie dwa rózne rodzaje maskowania transmisji. FH - polega na wykonywaniu skoków na określone subczęstotliwości wg klucza lub algorytmu. Druga metoda polega na rozpraszaniu widma specjalnym sygnałem kluczującym. Zasady odbioru dla każdej metody są trochę inne ale dokładnych opisów nie znajdziecie bo jest to szczególnie chronione.
    kolego hessel FH wykonuje skoki nawet w zakresie kilku MHz

    0
  • #14 03 Lut 2018 14:29
    hessel..
    Poziom 10  

    Ja wiem o tym dokładnie, ale przykładów w tak wąskich zakresach częstotliwości żeby przytoczyć jakoś nie mogę, bo syntezery częstotliwości jednokanałowe rzadko występują w elektronice. To, że C2H5OH odbiega od mojego toku rozumowania pominę, bo tego nie rozumiem. Odnośnie stereodekoderów natomiast, to zauważcie coś ciekawego, że czasem w radiu kontrolka STEREO nie gaśnie od razu po zaniku sygnału i jest niejako zdolna podtrzymać synchro w razie zakłóceń. Ma to uzasadnienie w sposobie realizacji filtru pętli, o którym wspomniałem wyżej. Nie jest to takie łatwe żeby to zaobserwować, bo trzeba by to uwidocznić na jakimś rejestratorze. Ale jak ktoś "przerzucił" trochę radyjek stereo, to wie dokładnie o czym ja mówię.

    0
  • #15 03 Lut 2018 14:39
    zworys
    Poziom 31  

    Cała sztuka w odbiorze takich sygnałów polega na tym że odbiornik nie pozostaje bez wsparcia - generatory skoków czy rozpraszania są po obydwu stronach i po zsynchronizowaniu wstępnie "podpowiadają 'odbiornikowi gdzie szukać następnego sygnału. Z zasady w FH nie stosuje się dodatkowego utajniania. Skoki sa na tyle szybkie że podsłuchujący nie mający własciwego klucza nie nadąża za skokami i nie jest w stanie "poskładać" inormacji. Nawet jeśli po jakimś czasie ją poskłada ( przy obecnym stanie techniki jest to mozliwe) to informacja straciła już znaczenie. Informacje o długim terminie ważności - nazwijmy strategiczne - są już dodatkowo szyfrowane.
    W tym pierwszym rysunku jest małe "oszustwo" lub niedopowiedzenie . Ten generator "szumów" tak naprawdę jest generatorem pseudolosowym programowanym jakims kluczem. Po stronie odbiorczej ten klucz musi być uwzględniony.

    0
  • #16 03 Lut 2018 15:00
    c2h5oh
    Moderator

    Gdyby komuś chciało się poczytać to co przedstawiłem wcześniej...:

    Spoiler:


    "Synchronizacja

    Najtrudniejszym zagadnieniem w systemach z widmem rozproszonym jest synchronizacja generatorów PN w nadajniku i odbiorniku (d). Tylko wtedy możliwe jest skupienie (rozproszonego w nadajniku) widma. Możliwe jest kilka wariantów:

    a. nadawanie sekwencji PN dodatkowo wraz z sygnałem rozproszonym
    b. synchronizacja i nadajnika i odbiornika przez inne stacje wzorcowe
    c. synchronizacja w oparciu o odebrany sygnał.

    W pierwszej metodzie (a) dodatkowo do zmodulowanej i rozproszonej nośnej (sygnał użytkowy) dodawana jest nośna niemodulowana, a jedynie rozproszona (sygnał odniesienia). W odbiorniku oba sygnały doprowadza się do 2 wejść modulatora zrównoważonego, dzięki czemu następuje prawidłowa demodulacja sygnału. Odbiornik sam nie posiada generatora PN. Nadajnik w tym systemie musi mieć dodatkowy tor dla dodatkowego sygnału odniesienia. Do odbioru znajomość sekwencji oczywiście nie jest potrzebna.

    W innej metodzie (b) częstotliwości i fazy generatorów w nadajniku i odbiorniku synchronizowane są za pomocą zewnętrznego sygnału częstotliwości. Może to być nośna lokalnej rozgłośni, sygnały synchronizacji TV, lub np. DCF77. Występuje tu jednakże konieczność ręcznej regulacji fazy ciągu rozpraszającego (jednorazowo na początku łączności). Odbiornik i nadajnik musi być wyposażony w moduł odbierający zewnętrzny sygnał wzorcowy.

    Najbardziej krytyczna i zarazem najtrudniejsza jest metoda (c), bez dodatkowych sygnałów pomocniczych. W tym przypadku nadajnik jest najprostszy, za to odbiornik bardziej złożony. Oprócz odebranie właściwego pasma częstotliwości układ odbiorczy musi wychwycić moment właściwej fazy, dostroić swój generator, podstrajać go w przypadku odchyłki o ½ bitu (w przód lub wstecz). Mimo dokładnego zestrojenia generatorów kwarcowych taktujących generatory PN w odbiorniku i nadajniku, częstotliwość ich nieznacznie się różni. Dlatego też faza sekwencji PN w odbiorniku i nadajniku zmienia się płynnie i co pewien (zależny od odstrojenia) czas fazy obu sekwencji są identyczne. W tych momentach autokorelacji następuje skupienie widma sygnału. Na wyjściu odbiornika pojawia się wyraźnie wyższy poziom sygnału (impuls). Impulsy te mogą być wykorzystane do wychwycenia momentu synchronizacji. "
    Źródło: http://adamkar.republika.pl/spread_spec_rx.htm

    A jaką metodą jest to zrealizowane to zupełnie inna sprawa.

    0
  • #17 03 Lut 2018 15:01
    3029369
    Użytkownik usunął konto  
  • #18 03 Lut 2018 15:12
    c2h5oh
    Moderator

    Pong.Chu napisał:
    ...Widmo rozproszone i hopping frequency to nie jest to samo. Na analizatorze może się wydawać że to jest to samo bo widmo _może_ być podobne...

    Oczywiście masz rację. Tak to jest jak się chce za dużo i za szybko napisać. Mój błąd.

    0
  • #19 03 Lut 2018 17:21
    hessel..
    Poziom 10  

    Znalazłem pewne wideo, które już kiedyś widzialem, gdzie facet robi kalibrację miernika poprzez wymianę TXCO na jakąś "nową" używkę. W minucie 47 (i dalej) widać przez porównanie, że im dokładniejsze dostrojenie, to tym większy przedział czasowy do wykorzystania, tym większe szanse na likwidację zakłóceń - apropo diody stereo co świeci jeszcze przez chwilę.


    Link


    Dodano po 10 [minuty]:

    Jescze tak sobie myślę, że jak już VIP-y łożyły kasiorkę na jakiś konkretny podsłuch, to te 20 kHz jest przecież częstotliwością VLF i ACK z powodzeniem da radę nadać na bliską odległość z pomocą np. anteny magnetycznej. Tak jak w tzw. amerykańskich filmach, z przysłowiowego busa-laboratorium zwanego "piekarnią", z pewnymi komplikacjami, które byłyby opłacone. Można to bez problemu zrobić też o wiele łatwiej poprzez nadanie, odbiór i podział częstotliwości o wiele wyższej.

    Prostym przykładem takiej synchronizacji radiowej są popularne zegarki DCF, gdzie detekcję zero-jedynkową można wykonać dosłownie na jednym tranzystorze, albo bliźniacze co do zasady w swoim skomplikowaniu urządzenia z GPS.

    I schemat blokowy pluskwy wygląda wtedy tak:

    Nadajnik i odbiornik PPM jak działa demodulator?

    Zauważcie teraz, że takim sposobem da radę nadawać ACK zupełnie dowolnie w dziedzinie częstotliwości i czasu, w dowolnych kombinacjach, nie tylko jednego sygnału, ale i n-sygnałów nakładających się na siebie, w przeróżnych kombinacjach kombinacji, itd. Można nadawać to dynamicznie tak, że przechwycenie czegokolwiek było niemożliwe, bo nikt nie nadążyłby z odszyfrowaniem. Jak dobrze wiecie, my jako elektronicy, wiemy jakie to łatwe. Odwzorowanie enigmy w postaci elektronicznej to żaden problem, ale za to odszyfrowanie kodu sterującego takim ustrojstwem byłoby wielkim wyzwaniem.

    I coś mi się widzi, że takie pluskwy są chętnie stosowane, ale są tajne.

    0