|
|
  |
Спектроанализатор, Поговорим? |
|
|
|
Mar 2 2013, 10:55
|
Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 3 439
Регистрация: 29-12-04
Пользователь №: 1 741

|
Цитата(ledum @ Mar 2 2013, 10:18)  Все любительские SDR так делают. Точность квадратур на 74АС74 врядли лучше 1 градуса на частотах выше 20МГц. А подавление зеркалок софтом у них явно получше 100дБ от максимального сигнала бывает. А зачем HAMам вообще специально давить зеркалки, если у них весь диапазон укладывается в полосу АЦП? Т.е они конечно их давят, но чтобы специально этим кто то заморачивался- я внимания не обратил. Было пару тем на CQHAM про алгоритмы подавления, но реализации в софте я что то не встречал. Это же надо ваять три дополнительных смесителя в цифре, цифровой гетеродин итд. Ну и самое интересное- как настраивать эту систему, если неизвестно, что присутствует на зеркальном канале в исследуемом сигнале. Понятно, что если отключить вход, поставить с калибратора "палку" на зеркальной частоте и начать куртить фазу и аплитуду гетеродинов- то можно поймать минимум. но это для отдельно взятой частоты. Если смесители нагреются на 5 градусов- то уже вся калибровка по-новой нужна. Ну и последенне- в полосе спектра АЦП, как тут правильно заметил YuriyMatveev неодинаковость каналов АЦП тоже привности проблемы. ЗЫ я вот сейчас играюсь в свободное время с Фурье-процессором на базе STM32F4 и 14 битным АЦП LTC2247, посаженым на шину камеры DCMI. Предполагается прямя оцифровка 2 ПЧ спектроанализатора. Изначально пытался применить более новую LTC2256-14, но не смог сопрячь ее с DCMI интерфейсом без FPGA, а это уже делало систему коммерчески неперспективной. При этом в той же сиситеме предполагается третий смеситель и оцифровка звуковыми АЦП в квадратурах ( АЦП сидят на шине I2S той же STM32F4). Т.е для широкоплосных сигналов и быстрых свипов используется 14 битник с фурье, полосой по 10 МГц за одну перестройку гетеродина. А для узкополосных сигналов- звуковые АЦП и скорее всего цифровая обработка в хост- компьютере- ресурсов STM32 может нехватить или будет тормозить сильно.
|
|
|
|
|
Mar 3 2013, 04:02
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 394
Регистрация: 7-01-11
Из: г. Трубчевск
Пользователь №: 62 074

|
Цитата(YuriyMatveev @ Feb 28 2013, 12:01)  В общем, вырисовываются три направления: 1. Hardware solution 2. Software preselector 3. I/Q демодулятор Любая тема (статья, работа и т.д.) должна сначала отлежаться, чтобы получить правильное развитие. Вот, давно ждал, что кто-нибудь придёт и разложит всё по полочкам. Юрий, давайте и дальше будете это дело модерировать, систематизировать и шумы фильтровать  . Первый пункт – самый объёмный, тут ещё работы будет непочатый край, и, чувствую, к этому мы ещё вернёмся. Но, смотрю, сейчас интерес больше к вариантам 2 и 3, о них пока и поговорим. Цитата(YuriyMatveev @ Feb 28 2013, 12:01)  2. Software preselector – некий алгоритм определения положения откликов соответствующих частоте зеркального канала, с последующим их устранением. (как вариант классический способ двойного прохода гетеродина с отстройкой на 2*IF – все хорошо для CW сигналов А так уж и хорошо? Но сначала надо определиться с CW. Если это один единственный тон, то действительно, определить с какой стороны гетеродина он находится труда не составляет. А если на входе два сигнала с двух сторон и на одинаковом удалении от гетеродина? И разной амплитуды? А если больше сигналов (например, спуры ищем)? Вытащит ли реальную картинку этот алгоритм? Юрий, к Вам просьба – не могли бы Вы вот так же кратко, по пунктам расписать данный SW алгоритм? С тем, чтобы мы все вместе могли бы попробовать “протестировать” этот алгоритм на предмет адекватности (т.е. можно ли его обмануть). А потом, возможно, его и усовершенствовать применительно и к более сложным случаям, например, шумам или модуляции. Цитата(YuriyMatveev @ Feb 28 2013, 12:01)  3. I/Q демодулятор с автоматической коррекцией разбаланса амплитуд и фаз I/Q составляющих (аналоговая или цифровая коррекция, но какая лучше еще вопрос). - подавление частоты зеркального канала на величину желательно более 70dB, и это главное, - полоса обрабатываемого сигнала, в которой должно обеспечиваться требуемое подавление зерк. канала, должна быть, наверное, не менее 50MHz (а с учетом нынешних реалий наверное и более). Думаю, задача определена правильно, а вот реализация… Как следует определить целевую функцию для авт. коррекции? Подавление ЗК? Но ведь на выходе два параметра – ампл. и фаза. Существует ли closed-form решение, или дело сводится к перебору по двум параметрам? Какой алгоритм Вы бы предложили для этого метода? Цитата(YuriyMatveev @ Feb 28 2013, 12:01)  - коррекцию I/Q как вариант проводить постоянно, т.е. в режиме приема сигнала, а не в специально выделенные для этого временные окна; И так неплохо будет (чёркание-подчёркивание – это уже моё). Вопрос лишь, как часто нужно проводить коррекцию (т.е. как долго HW сможет держать баланс при изменении температуры). Цитата(YuriyMatveev @ Feb 28 2013, 12:01)  - коррекцию I/Q как вариант проводить постоянно, т.е. в режиме приема сигнала, а не в специально выделенные для этого временные окна; А вот это уже круто! И как такое осуществить? Вопросы ко всем, естестественно. Хорошая дискуссия может получиться.
--------------------
|
|
|
|
|
Mar 3 2013, 09:13
|
     
Группа: Участник
Сообщений: 3 650
Регистрация: 1-02-09
Из: Киев
Пользователь №: 44 237

|
Цитата(Aner @ Mar 2 2013, 21:10)  Уточню. В любительских SDR подавление зеркалок железо + софт не более 50дБ. В обычных SDR подавление зеркалки 100дБ редкость. Мы 100дБ получали еще лет 14 назад, когда и термина такого не было, SDR. Простейший квадратурный преобразователь в ноль на ключах с совсем плохими I/Q из-за тех же ключей 74HC4066, и чуть лучшие квадратуры по гетеродину на 74AC74 - там у Тексасов можно было получить 0.1нс по Q и !Q - у них специальное выравнивание по этому параметру, у остальных до 1нс, т.е. где-то до 2 градусов. И не очень хорошие буфера со всего-навсего 1% резисторами. Оцифровка - сначала Кристаллы CS5335, потом Асахи Касеи AK5394A. А дальше система уравнений из аж двух переменных в простейшем случае по минимизации корреляции на одинаковых расстояниях, либо при относительно широких полосах, разбиение на полоски, - и система для каждой полоски, но там сложность возрастала геометрически. Очень редко или при перестройке да и практически в фоновом режиме. Как сейчас наши программисты делают - даже не знаю, но проблема на совещаниях ни разу не подымалась. Значит все нормально.
Сообщение отредактировал ledum - Mar 3 2013, 09:25
|
|
|
|
|
Mar 3 2013, 10:44
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 869
Регистрация: 28-02-08
Из: СПБ
Пользователь №: 35 463

|
Тут немного о ..: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/downl...p1&type=pdfhttp://sdrsharp.com/index.php/automatic-iq...ction-algorithmС этого 4066 начиналось, там никаких 100дБ нет, также как и с FST3253. ... А дальше система уравнений из аж двух переменных ... Нет там такого. Оцифровка... получение комплексного IQ сигнала и перевод четез FFT в частотную облать. И обработка комплексного сигнала. Также и подавление зеркалки. Чёт не нашёл там геометрической сложности. Аппаратная нелинейность тракта, не малый фазовый шум первого генератора и тп не позволяют одинаково подавить зеркалку в широком частотном диапазоне. Пользуют разные следящие изощрения. Ведь в ППП ничего не изменилось, кроме большего подавления зеркалки на новой элементной базе. С философской точки зрения сегодня мы набираем количественные изменения (улучшение параметров) только, но не качественные.
|
|
|
|
|
Mar 3 2013, 12:02
|
Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 3 439
Регистрация: 29-12-04
Пользователь №: 1 741

|
Цитата(Aner @ Mar 3 2013, 13:44)  Тут немного о ..: Так я о том и толкую- для сигнала с известной фазовой модуляцией алгоритмы автобаланса существуют, может не 100 дб, но 70 можно вытянуть. А вот для неизветсного сигнала- вся эта математика в пролете. Т.е квадратурный приемник сделать можно, а квадратурный анализатор спектра- нет. Ну или анализатор спектра будет включать в себя следящий генератор с фазовой модуляцией на весь рабочий диапазон частот и тогда алгоритм- стали на точку, запустили тракинг, откалибрвоали по нему приемный тракт, померяли кусочек спектра, повторили. А мнея вот интересует сейчас другое- перестраиваемые полосно-пропускающие фильтры на базе ферроэлектриков или пьезокерамики. По размерам с ЖИГом сравнимы, зато ток не жрут. Требуют конечно высоковольтного питания (80-120В) на это не проблема. А вто как у них с ресурсом? 20 лет отработаю?
|
|
|
|
|
Mar 3 2013, 12:19
|
     
Группа: Участник
Сообщений: 3 650
Регистрация: 1-02-09
Из: Киев
Пользователь №: 44 237

|
Цитата(Aner @ Mar 3 2013, 12:44)  Нет там такого. Оцифровка... получение комплексного IQ сигнала и перевод четез FFT в частотную облать. И обработка комплексного сигнала. Также и подавление зеркалки. Чёт не нашёл там геометрической сложности. Аппаратная нелинейность тракта, не малый фазовый шум первого генератора и тп не позволяют одинаково подавить зеркалку в широком частотном диапазоне. Пользуют разные следящие изощрения. Ведь в ППП ничего не изменилось, кроме большего подавления зеркалки на новой элементной базе. С философской точки зрения сегодня мы набираем количественные изменения (улучшение параметров) только, но не качественные. Первый генератор, и последний одновременно, часто у хэмов вообще вроде один, в большинстве случаев любительских SDR - кварцованный - с фазовыми шумами все нормально при прямых руках. Там очень удобно выбраны диапазоны. У нас, конечно иначе, но тоже проблем здесь не было. Я не знаю как делают другие - ибо занимаюсь только железом, слава богу, - я знаю как делали наши более 10 лет назад. Одна проблема, и большая, - они ленятся сами книжки читать (скажем, фильтр Гильберта я им показал из книги Хохлова по цветным телевизорам когда был маленький тупик в 95-м при формировании квадратур в оцифрованном виде в эпоху до NCO и цифровых смесителей). Поэтому часто велосипеды изобретают. Но и много действительно оригинальных идей.
Сообщение отредактировал ledum - Mar 3 2013, 12:23
|
|
|
|
|
Mar 3 2013, 14:42
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 869
Регистрация: 28-02-08
Из: СПБ
Пользователь №: 35 463

|
QUOTE (khach @ Mar 3 2013, 15:02)  Так я о том и толкую- для сигнала с известной фазовой модуляцией алгоритмы автобаланса существуют, может не 100 дб, но 70 можно вытянуть. А вот для неизветсного сигнала- вся эта математика в пролете. Т.е квадратурный приемник сделать можно, а квадратурный анализатор спектра- нет. Ну или анализатор спектра будет включать в себя следящий генератор с фазовой модуляцией на весь рабочий диапазон частот и тогда алгоритм- стали на точку, запустили тракинг, откалибрвоали по нему приемный тракт, померяли кусочек спектра, повторили.
А мнея вот интересует сейчас другое- перестраиваемые полосно-пропускающие фильтры на базе ферроэлектриков или пьезокерамики. По размерам с ЖИГом сравнимы, зато ток не жрут. Требуют конечно высоковольтного питания (80-120В) на это не проблема. А вто как у них с ресурсом? 20 лет отработаю? ... для неизвесного сигнала ... Да нет, все сигналы извесны. Мат аппаратом все ( или практически все ) виды модуляции без каких-либо проблем приводятся к фазовой модуляции. И всё обрабатывается после FFT, ну есть там нюансы со временем, иногда помогает вайвлет преобразование ... http://habrahabr.ru/post/103899/Но все равно до кватернионного анализа далеко, из-за медленных процессоров. Хотя некторые алгоритмы кватернионного анализа в обработке изображения используются. Квадратурный анализатор спектра сделать не такая сложная проблема, ведь многие так и делают используя вторую пч уже в цифре внутри матрицы.
|
|
|
|
|
Mar 3 2013, 18:00
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 394
Регистрация: 7-01-11
Из: г. Трубчевск
Пользователь №: 62 074

|
Цитата(khach @ Mar 3 2013, 15:02)  Так я о том и толкую- для сигнала с известной фазовой модуляцией алгоритмы автобаланса существуют, может не 100 дб, но 70 можно вытянуть. А вот для неизветсного сигнала- вся эта математика в пролете. Т.е квадратурный приемник сделать можно, а квадратурный анализатор спектра- нет. Да, требуется именно анализатор, а не приёмник. Т.е. считаем, что сигнал на входе неизвестный (а точнее неизвестная комбинация сигналов произвольной сложности), и требуется прорисовать картинку, которая бы воспроизводила реальность с определённой вероятностью (100% опускаем, чтобы не вдаваться в философские рассуждения о соотношении неопределённости). Цитата(khach @ Mar 3 2013, 15:02)  Ну или анализатор спектра будет включать в себя следящий генератор с фазовой модуляцией на весь рабочий диапазон частот и тогда алгоритм- стали на точку, запустили тракинг, откалибрвоали по нему приемный тракт, померяли кусочек спектра, повторили. Тоже вариант, если это будет работать в ”реальном времени” (термин, естественно, нуждается в уточнении). Цитата(Aner @ Mar 3 2013, 17:42)  Квадратурный анализатор спектра сделать не такая сложная проблема, ведь многие так и делают используя вторую пч уже в цифре внутри матрицы. Очень хорошо! Не могли бы Вы помочь с прояснением структурной схемы и её работы? Добавлю один параметр к характеристикам, очерченным Юрием. Полоса анализа должна быть DC-26.5 ГГц, ну или 18 ГГц на худой конец. ДД и чувствительность добавим чуть позже. Кстати, потом встанет обратная проблема – синтезировать IQ сигнал с такими же характеристиками. Но это потом, потом, потом. Пока остановимся на анализе. P.S. Спасибо за ссылки. Цитата(ledum @ Mar 3 2013, 04:19)  Поэтому часто велосипеды изобретают. Но и много действительно оригинальных идей. Вот! В этом-то и прелесть изобретения велосипеда.
Сообщение отредактировал Chenakin - Mar 3 2013, 18:03
--------------------
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|