Всем добрый день.
Схема такова.
На вход квадратурного смесителя подается сигнал (например на частоте 1000 МГц) частота переноса подается (например 1010 МГц). На выходе комплексный сигнал на частоте 10 МГц. I и Q компоненты оцифровываются двухканальным АЦП (частота дискретизации, например 200 МГц). Далее строится спектр. На спектре имеем сигнал на частоте 10 МГц и его образ на частоте -10 МГц (уровень образа примерно на 30 дБ меньше основного сигнала). Вопрос: а должен ли быть образ? или он обусловлен неидеальностью смесителя и АЦП? И какова должна быть рабочая полоса 200 МГц или 100 МГц?
Заранее спасибо за ответы.

..будет подавленный образ, будет палка на нулевой частоте , из-за неидеальности квадратур и ацп.

Перед оцифровкой нужен фильтр, чтоб 2010МГц убрать как минимум. Вообще в идеальном случае образа быть не должно, если сигнал ни на каком этапе вещественным не становился.

Чего именно спектр?

..полоса должна быть такая чтобы ФНЧ фильтр перед АЦП смог надёжно отрезать зеркальные спектры, то что у вас квадратура в аналоге - позволяет эту полосу обузить вдвое.
А паразитный образ можно подавить фильтрацией - сместив в ноль полезный образ и там его отфильтровав, заодно отрезав нулевую палку.

Я так примерно и представлял. При идеальной аналоговой части образа не будет, но будет нулевая палка. Следовательно сносить сигнал в ноль нельзя, его следует его снести на некоторую ПЧ, далее уже в цифре в комплексном виде сместить на ноль (при этом нулевая палка упалзет на ПЧ) и отфильтровать.
А есть ли возможность в цифре избавиться от образа? Понятно что амплитудный разболанс исправляется умнjжителем, а вот что делать с фазовым разболансом между I и Q?

Идеальным аналоговый смеситель не будет никогда. в температуре будет гулять в любом случае. Ошибка квадратурности в 1 град, это образ -30дб (примерно). Поправить можно в цифре - это нужно реализовать ддс, у которого выход будет не синус и косинус а синус и синус + фи, где фи будет болтаться вокруг 90град и на эту фи нужно замкнуть петлю подавления ошибки квадратуры. тип детектора зависит от твоего сигнала. Смоделируй в математике - там всё просто.

Сообщение отредактировал Hose - Sep 14 2017, 04:46

Не будет.



Этого может быть недостаточно, разбаланс может зависеть от частоты из-за неидентичности ЧХ квадратурных каналов.

Ладно... мини лекция:
Имеем тракт: полосовой фильтр - квадратурный смеситель - два фнч, два ацп и фпга.
полосовой фильтр должен отрезать соседей и паразитов, от него будет зависеть, на сколько нужно увеличить разрядность ацп для сохранения параметров в условиях помех. поясню: если рядом стоит соседний (через один) канал и он выше основного на 30дб, то будьте любезны 6 разрядов накинуть с учетом коэффициента шума ацп через смеситель. Понятно, что помеху, в пределах удвоенной ширины спектра отрезать довольно сложно без искажения частотных и фазовых характеристик сигнала... тут уже думайте сами что вам важнее. допустим это 5-и резонаторный воздушный кавити с полосой полтора спектра по 3 дб. имеет смысл смотреть паразитные полосы прозрачности фильтра, они редко стоят ровно на кратной частоте, но все же бывает "нежданчик".
после фильтра обычно ставят ару, опять же в помощь ацп. и тут нюанс где взять детектор уровня, если с цифры выводить, то надо понимать, что необходим запас по динамике в тракте усилитель-смеситель для всего, что отрежется последним фнч.
также усилитель слегка подавит частоту гетеродина со смесителя, но лучше в ноль не сбрасывать, ибо она тогда через вход будет наружу торчать и "запалит все стадо".
в температуре фильтр будет прилично так плавать, поэтому при расчете динамики имеет смысл думать, что его полоса шире и равна сумме его ачх в предельном минусе и предельном плюсе с учетом собственного перегрева.
Квадратурный смеситель на вход получит пч и сигнал гетеродина. Искренне не понимаю зачем называют каналы I и Q. По своей природе это мнимая и реальная часть Im и Re. Сигнал пч он всего один, значит прилетала к нам только его реальная часть... или мнимая.. Расписываем умножение пч на (cos + j sin), учитывая что у нас только 1 составляющая пч имеем что реальная часть это (ну или Q , если такпривычней) пч * cos а мнимая это пч * sin. любой квадратурный смеситель имеет ошибку квадратуры, поэтому вместо синуса пишем синус + фи. ну и как сказал товарищ петров, эта фи будет функцией частоты и температуры, времени, реализации и пальца настройщика. Постоянка на выходе смесителя может возникнуть, если сигнал гетеродина влетел в приёмник по воздуху и пришёл на вход пч, этот косяк вполне обычный, ибо мощность гетеродина приличная. какие там возникнут зеркала и сколько - это зависит от выбранных частот. если сбрасывать в ноль, то кроме постоянки, будет взаимное проникновение реальной и мнимой частей друг в друга. если не в ноль, то тоже самое, но с частотным сдвигом. С этого момента реальный и мнимый каналы нужно сохранить одинаковыми, поэтому частоту дискретизации имеет смысл выбрать повыше, дабы фнч в полосе были одинаковыми, и частота дескритезации должна быть такой, чтобы не все шумы завернуть в полосу оцифрованного сигнала. Скорее всего частоту дискретизации определит полоса фильтра, что перед смесителем.
На выходе ацп постоянка может появиться из-за проникновения на вход ацп его тактовой частоты. ну а сам ацп это тотже смеситель, всё что выше половины частоты дискретизации будет свёрнуто в полосу. а аналоговая полоса у него обычно широкая.

Теперь по сути заданного вопроса: ширину спектра ты не указал, но если ты видишь отдельный канал на отрицательных частотах, то она явно меньше 5 мггц. В твоём случае квадратурный смеситель и не нужен вовсе. оставь 1 канал и жизнь упростится)
Пока есть 2 канала (реальный и мнимый), можно считать что обрабатываемая полоса 200МГц (при частоте дискретизации 200). Можно оставить 1 канал, поменяв его на дополнительный разряд к сигналу, ну или тащить дальше 2 канала, если не жалко ресурсов и хочется выделить лишнее тепло.

Сообщение отредактировал Hose - Sep 15 2017, 00:46

Лекция неплоха.
Сигнал я подаю любой ширины с генератора (в том числе и более 5 МГц). Разумеется вижу сигнал и его образ (кстати, образ удалось довольно хорошо придавить настройками АЦП, а вот палка на нуле стоит). Жертвовать одним каналом нельзя (сужает полосу) т.к. в "отрицательной" половине тоже полезные сигналы которые нужно принимать.

Алгоритм поиска палки на нуле: пинцетом коротишь дифференциальный вход ацп, в этот момент ацп должен показать 0, обычно он ноль не покажет, добиваешься цифры, которая тебя устроит путём вкуривания что такое земля аналоговая и цифровая, что такое блокировочный конденсатор и что такое конденсатор вообще, вплоть до изучения типа керамики конденсаторов.
Далее отключаешь фильтры от смесителя, с соответствующей нагрузкой и опять добиваешься нуля с ацп. тут добавляется маршрут проникновения тактовый частоты по воздуху. куришь что такое дифференциальные фильтры, полосковые линии и вообще всё что касается свч на текстолите.
Далее постоянку может породить смеситель неидеальностью своего дифференциального выхода, но это для пидантов и ацп с высокой разрядностью. Чаще постоянка там рождается из-за проникновения гетеродина на вход пч, поэтому также коротишь дифференциальный вход пч смесителя и опять куришь пдф про смеситель на странице с рекомендуемой топологией платы. а дальше без пч на входе добиваешься нуля путём устранения проникновения на вход гетеродина. Если есть ару, то его нужно зафиксировать в максимуме усиления.