PIC/Microcontroller als filter voor VLF ontvangst

Een puur theoretische vraag:

Zou het mogelijk zijn om een VLF ontvanger te maken met een PIC/Microcontroller, die als taak heeft stoorsignalen te elimineren?

Ik stel me voor, een goede opamp als front-end, een AD-converter, PIC/Microcontroller als instelbaar filter, en een audio versterker.

Het filter zou b.v. selectief 50Hz en alle harmonischen moeten kunnen verwijderen. Ik heb zo nu en dan last van onverklaarbare stoorsignalen van 2, 3 en/of 4 KHz.

Is dit mogelijk, en zo ja, hoeveel programmeringswerk?

Puur theoretisch: ja. Maar!
Je moet dan een heel groot dynamisch bereik hebben. Want de AD omzetter mag natuurlijk niet vastlopen op de (heel sterke) stoorsignalen. Aan de andere kant moet je voor het signaal zelf óók nog wat bits overhouden.

Als het gewenste signaal bijvoorbeeld 60dB zwakker is dan het totaal van de storing, dan is dat in spanning een factor duizend. Dat is dus ongeveer 10 bits. Zou je het gewenste signaal nog met 8 bits digitaliseren, dan heb je voor het de antennespanning dus 18 bits nodig. En van die 18 bits moeten àlle bits goed zijn, ook - wat heet, júist - de laagstwaardige.

En dit is geen overdreven voorbeeld; het is helemaal niet gek om signalen van enkele uV te zoeken naast storingen van enkele mV.

Toch, als je het echt grove werk eerst analoog hebt gedaan, kun je een heel eind komen met dingen als software notch filters voor de harmonischen van 50 Hz. Zo'n dsp filter lockt zichzelf nog netjes op de netfrequentie ook.

Kijk ook hier: http://freenet-homepage.de/dl4yhf/spectra1.html

Dit gaat meer of minder in de richting van onpraktisch...?

Ik heb nu een aantal avonden VLF signalen beluisterd, en zou heel graag een heleboel van de stoor-signalen willen elimineren.

OK, mijn ontvanger is nog te primitief. Ik werk aan een nieuwe ontvanger met meerdere LC-filters en extra onderdrukking van 50 Hz en harmonischen daarvan.

Maar LC-filters zijn groffe instrumenten. Je bent meteen ook een heel segment met potentiaal interessante signalen kwijt. Vandaar mijn interesse voor meer selectieve filters.

Maar gesteld dat jouw berekening zich laat omzetten in een praktische schakeling, heb je dan ook een idee welke AD-converter en PIC/Microcontroller daarvoor geschikt zijn?

Je zou eens moeten kijken wat men doet in de SDR wereld. Daar wordt immers ook nagenoeg direct het hf signaal de geluidskaart ingestuurd en ge-DSP-ed door de processor. Uiteraard heb je dan veel meer power dan jouw pic-je, maar de bewerking is dan ook weer veel simpeler. Een notch is niet zo complex.

Dat is m.i. een extra argument voor digitalisering en selectief filteren. Een notch-filter verwijdert de rondliggende frequenties. 49 en 51 Hz worden vrijwel net zo effectief gedempt. Misschien dat 45-55, 40-60 of zelfs 30-70 Hz niet meer waarneembaar is!? Maar stel dat zich daar ook een spannend aards of hemels signaal bevind? Dan wil ik dat signaal wel erg graag registreren. Ik wil de natuurlijke emissies bestuderen.

Ik heb al wel een raar, man-made signaal op 11,9/12,6 KHz geregistreerd. Sequence van 11,9-12,6-11,9-12,6 eindeloos gerepeteerd. Dat was 10 augustus. De volgende avond geen spoor van een dergelijk signaal.

(Signalen geanalyseerd met Spectrum Lab)

Zulke signalen heb ik eigenlijk ook ook niet nodig, maar was voor mijn oren niet te horen. Misschien ook tgv. de die avond sterke statics.

De avond daarop waren er honderden tweeks per uur te horen, en was er niet zoveel puur "noise".

Kijk hier eens:
http://www.techlib.com/Karen/micro.htm#Humnuller

Het is precies wat je zoekt.

@Rd12tf

Ja, dat lijkt er op! Ik zou op dit moment nog niet in staat zijn een PIC te programmeren, maar ik heb een Elektor-boek gekocht om daar aan te gaan werken.

Ik had graag kontakt gezocht met die Karen Orton, maar er staat geen email adres.

Ik zou graag willen weten welke schakeling zij gebruikt om de 2 signalen te mengen!

Of zou dat gewoon een audio-mixer kunnen zijn?

Wil je zwakke signalen ontvangen moet je een groot dynamisch bereik hebben of je maakt fouten doordat grote signalen de ontvangst waardeloos maken.
Voor 18 of 20 bits en hoger is ook het frontend met opamp lastig.
Het voorbeeld van FET is zeker niet overdreven.
Passieve (LC) filters en dan (eventueeel) een ADC heeft de voorkeur.

Je kan een sommeer/verschilversterker gebruiken met een opamp.
VLF+HUM + (-HUM)=VLF
De faze van het HUM signaal is instelbaar middels een poot van de PIC.

Wellicht kan je Karen bereiken door Charles Wenzel te mailen:
http://www.techlib.com/default.htm
Onderaan de site staat het email adres.
Succes!

Ik heb al een mailtje naar Charles Wenzel gestuurd met het verzoek contact te krijgen met Orton.

Mijn wens is een ontvanger te construeren om op een museum voor demonstraties te gebruiken, met uiteraard zo weinig 50 Hz dat deze de demonstraties niet verpest. Het hoeft geen VLF-hifi te worden, maar het resultaat moet zinvol zijn.

De ontvanger die ik nu gebruik is op 2-3 km van de hoogspanningsleidingen heel goed te gebruiken. Ik heb al prachtige whistlers en heel veel tweeks gehoord. In de buurt van het museum is deze ontvanger echter niet te gebruiken.

Maar ik laat het puur technische werk graag over aan de echte experts. De bits-brekeningen gaan mij net een stapje te ver.

En ik wil voor een ontvanger voor het museum persé niet afhankelijk worden van een PC. Ik gebruik thuis Spectrum Lab voor het analyseren van mijn eigen opnames. En die maak ik op plaatsen waar de hum niet zo storend is (maar nog niet helemaal afwezig!).

Indien ik wat hulp krijg van Orton, of wat PIC-programmeren betreft iemand hier op CO kan vinden, dan lijkt mij dit een poging waard.

Iedereen bedankt voor de goede tips en info!