фильтр в приемнике, выбор варианта исполнения Опции

[DEM_ALEX]

Добрый день!
Разрабатывается приемник. На входе два сигнала L диапазона. Частоты сигналов отличаются на 10 МГц. Нужно получить эти 10 МГц на выходе с амплитудой в 1 В. Интерес представляет только фаза сигнала.
Сейчас реализовано следующим образом: фильтр на ПАВ (50 МГц полоса), усилитель, смеситель, ФНЧ (LC фильтр 0603 элементы), усилитель AD8309.
Столкнулся с проблемами:
1. Когда нет сигнала на входе - на выходе есть какой-то сигнал, похоже от радиостанций вокруг. Хотя плата в металлической коробке, правда не герметичной.
2. Фазовая задержка сигналов с выходов двух таких приемников сильно отличается, при одинаковых сигналах на входе (очевидно разброс параметров LC дал разную ФЧХ).
Собственно вопрос в том, как лучше построить полосовой фильтр 10 МГц - на сосредоточенных элементах LC и экранировать его отдельно, на сосредоточенных RC или активный фильтр на ОУ (возможно с кварцем). Что даст меньшее влияние на фазу сигнала при изменении температуры. Постоянный фазовая задержка не имеет существенного значения. Главное, чтобы она была постоянной при изменении температуры. Как лучше экранировать приемник, чтобы индуктивности фильтра не "ловили" все подряд.

[V_G]

Приемник-то какой?
Если ЧМ, то на выходе детектора ВСЕГДА будет шум, когда на входе нет несущей.
Возможно, в отсутствие сигнала вы ничего не увидите на выходе примитивного АМ приемника без АРУ.

[DEM_ALEX]

Нет не ЧМ. Приемник их двух принятых полезных сигналов "выделяет" разностный сигнал 10 МГц, который и надо отфильтровать. Вопрос чем лучше это сделать, чтобы получить стабильные параметры при изменении температуры.

[V_G]

Так каким устройством "выделяется" разностный сигнал 10 МГц? Ни фильтр, ни усилитель, ни любое другое линейное устройство этого не умеют!

[DEM_ALEX]

Входные сигналы, отличающиеся на 10 МГц, после усиления подаются на нелинейный элемент - в моем случае транзистор, после которого из всего полученного спектра надо отфильтровать только спектральную составляющую 10 МГц.

[blackfin]

Входные сигналы, отличающиеся на 10 МГц, после усиления подаются на нелинейный элемент - в моем случае транзистор, после которого из всего полученного спектра надо отфильтровать только спектральную составляющую 10 МГц.

А что потом? Для чего нужна "спектральная составляющая 10 МГц"?

[V_G]

Если есть возможность сдвинуть разность частот на 10,7 МГц, можно применить кварцевые фильтры. Только в большинстве случаев там фазовая задержка не нормируется, так что надо будет озаботиться калибровкой.

P.S. Радисты не любят круглых номиналов частот, вечно на них какие-то помехи... Так что и с этой точки зрения 10,7 удобнее.

[DEM_ALEX]

Это для фазового дальномера. Есть несколько таких приемников, расположенных в известных местах. По разности фаз сигналов этих промежуточных частот от каждого из приемников можно определить положение объекта относительно этих приемников. А потом на фазовый детектор.

V_G Спасибо за интересную мысль. Можно и немного изменить. Можете ли Вы порекомендовать какой-нибудь фильтр на 10,7 МГц. Сам, конечно, поищу, но интересен опыт использования.

Как набег фазы сигнала в кварцевых фильтрах зависит от температуры?

[V_G]

http://www.sunny.co.kr/ поищите в разделе фильтров
http://www.chinafronter.com/?cat=24
http://www.golledge.com/docs/products/fil_xtl/gmcf10.htm
Наш Морион тоже умеет: http://www.morion.com.ru/rus/filters/ , но надо запрашивать , сроки поставки могут быть по полгода

Про температурную стабильность фазовых набегов надо запрашивать. Но исходя из того, что частоту держат, фазовый набег тоже должны

[ledum]

Из того, что прямо на столе лежало. Конечно, SFE10.7S2 и SFE10.7MA, как и наш ФП1П6 врядли пойдут. Если серьезно - Ваши кварцевые фильтры разных каналов быстрей всего будут стоять в одном корпусе на одной плате и температурный уход фазы у них будет более-менее одинаков. Поэтому достаточно откалиброваться один раз при включении, а может и вообще один раз. Вообще желательно бы найти комплекты кварцевых фильтров на второй ПЧ от головок самонаведения - там сразу подобранные тройки с разницей по фазе не более +-0.5 градуса во всей полосе и во всем диапазоне температур минус 60- +85. Я их знаю, но не скажу. Смайлик. Они даже в перечне МОП44 есть. С указанием СС частоты, не 10.7МГц. Поэтому и не скажу. Просто намекаю, что такое существует. Вариант номер 2 - что-то типа AD6620+дешевый АЦП, причем брать можно те же 10.7 более низкой частотой, лишь бы сигнал был в Найквисте отфильтрован.. Там уж фаза точно не поплывет. Но вроде снимались с производства. Еще более наглый вариант типа интегрированных демодуляторов. Сейчас не соображу конкретные чипы - но там цифра и IQ - вот и фаза. В голову приходят AD9864 и AD6672, но это немного не то.

Сообщение отредактировал ledum - Oct 21 2014, 09:01

Эскизы прикрепленных изображений

 

[DEM_ALEX]

Спасибо за обстоятельный ответ. Разные фильтры будут стоять в разных корпусах.

Еще более наглый вариант типа интегрированных демодуляторов. Сейчас не соображу конкретные чипы - но там цифра и IQ - вот и фаза. В голову приходят AD9864 и AD6672, но это немного не то.

Можно спросить по подробнее об этом. Или отсыл к литературе. Я в этой области не силен.
Остальное буду переваривать.

[ledum]

Погорячился немного - сложновато получается. Если с замодуляторами у нас все просто - то с демодулятором сложнее. Если взять AD9864 - Ей нужна ПЧ, которую можно без проблем выфильтровать - проще всего 70 или 140 - на эти частоты немеряно фильтров на ПАВ. Пусть будет 140. Подаем на вход микросхемы. Теперь нужен, к сожалению внешний гетеродин, чтобы перенести на низкую ПЧ, которая будет оцифровываться. Пусть у нас клоковая оцифровки, она же опора 20МГц (необязательно они должны быть равны, и вообще их лучше сделать некратными - спуры, но второй ФАП лепить как-то не очень хочется), тогда сигнал надо снести на 20/8=2.5МГц (в микросхеме жестко зашита частота оцифровки 1/8 от клоковой (которая может быть от 13 до 26МГц) - но не опоры! - это я принял для удобства, что клоковая равна опоре, да еще и 7 гармошка опоры кладется на сигнал - во лошара!) . Значит ГУН гетеродина надо зафапировать на 140-2.5МГц или 140+2.5МГц, при этом фильтр ПАВ на входе микросхемы должен эффективно давить зеркалку 140+5 или 140-5МГц. Сигнал выфильтровывается простейшим ФНЧ. Оцифровывается, как уже говорилось Fclk/8 - у нас - 2.5МГц - там формируется нужная полоса уже цифровым фильтром самой микросхемы. Сигнал в виде квадратур сбрасывается в ноль. Дальше для увеличения динамики можно сдецимировать от 48 до 960 раз - так как сигнал монохром - можно до минимальной полосы - но надо следить за нестабильностью опоры, чтобы сигнал не выполз за полосу. Из квадратур вычислить информацию об амплитуде(так понял, что не надо) и фазе сигнала ПЧ. Так как основная выфильтровка цифровым способом - требования к ПАВ на 140 могут быть значительно ослаблены. Но что-то навороченно. Так что звыняйтэ за потраченное время.

Сообщение отредактировал ledum - Oct 21 2014, 11:43

[DEM_ALEX]

Мне нельзя гетеродин ставить, т.к. важно чтобы в нескольких таких приемниках не было ничего, что как-то непредсказуемо влияет на фазу разностного сигнала.

[blackfin]

Мне нельзя гетеродин ставить, т.к. важно чтобы в нескольких таких приемниках не было ничего, что как-то непредсказуемо влияет на фазу разностного сигнала.

ИМХО, нужно фильтровать и вычислять фазу разностного сигнала в цифре, тогда и не будет сильного искажения фазы. Это дороже (АЦП+FPGA), но зато результат предсказуем.

[ledum]

Я, конечно, полный лох в этом да и по матану у меня 3 балла, поэтому прошу избавить от некоего когнитивного диссонанса. При чистом синусе я вижу 5 неизвестных при 2 уравнениях. Неопределенности по целым длинам волн от обоих передатчиков и неопределенность в плюс или минус по отношению оси, соединяющей передатчики. Что касается гетеродинов - ФАП такая штука, что он привязывает фазу выходного сигнала к опоре. И если опора общая, то фаза обоих гетеродинов приемников детерминирована. А вот с передатчиками тоже есть легкий вопрос в этом плане.

Сообщение отредактировал ledum - Oct 22 2014, 06:34

[VCO]

А что из себя представляет сигнал? Если просто синус, то затактируйте от этих синусов два DDS и измеряйте разницу фазы внизу с какой угодно точностью.
Заранее прошу извинения, если опять что-то не то брякнул, ибо не спец. Но лучшее сгенерировать как можно больше идей, а потом отбросить все дурацкие...

...Да, ещё можно вместо DDS ДПКД или ДДПКД использовать, но вопрос не в методе деления, а можно ли его(деление) использовать в этом приёмнике или нет.

[DEM_ALEX]

ИМХО, нужно фильтровать и вычислять фазу разностного сигнала в цифре, тогда и не будет сильного искажения фазы. Это дороже (АЦП+FPGA), но зато результат предсказуем.

К этому и пришли. Разность фаз измеряем плисиной.

Я, конечно, полный лох в этом да и по матану у меня 3 балла, поэтому прошу избавить от некоего когнитивного диссонанса. При чистом синусе я вижу 5 неизвестных при 2 уравнениях. Неопределенности по целым длинам волн от обоих передатчиков и неопределенность в плюс или минус по отношению оси, соединяющей передатчики. Что касается гетеродинов - ФАП такая штука, что он привязывает фазу выходного сигнала к опоре. И если опора общая, то фаза обоих гетеродинов приемников детерминирована. А вот с передатчиками тоже есть легкий вопрос в этом плане.

С вами все в порядке . По кусочку информации так можно и подумать. По факту: Передатчик один. Излучает сигнал, состоящий из двух синусов с разностью частот 10 (или 10,7) МГц. Эти гармонические сигналы формируются синтезаторами, работающими от одной опоры. Приемников много. Каждый из них на разном расстоянии от передатчика. Каждый приемник "выделяет" сигнал разностной частоты и потом эти сигналы сравниваются по фазе между собой.

А что из себя представляет сигнал? Если просто синус, то затактируйте от этих синусов два DDS и измеряйте разницу фазы внизу с какой угодно точностью.
Заранее прошу извинения, если опять что-то не то брякнул, ибо не спец. Но лучшее сгенерировать как можно больше идей, а потом отбросить все дурацкие...

...Да, ещё можно вместо DDS ДПКД или ДДПКД использовать, но вопрос не в методе деления, а можно ли его(деление) использовать в этом приёмнике или нет.

Фильтровать сигнал надо после выхода смесителя/ на входе AD8309. А мощность там порядка от - 60 до -20 дБм.

[khach]

Это для фазового дальномера. Есть несколько таких приемников, расположенных в известных местах. По разности фаз сигналов этих промежуточных частот от каждого из приемников можно определить положение объекта относительно этих приемников. А потом на фазовый детектор.

Да простит меня топикстартер за отклонение от темы- как для подобной схемы (сеть распределенных приемников) обеспечить современными безпроводными методами передачу опоры по радиоканалу с точностью до фазы? Какие дешевые промышленные решения (блютусы, вайфаи итд) можно для этого применить?

[Дмитрий_Б]

Лучше всего посчитать спектр сигнала с хорошей оконной функцией и найти в нём два максимальных отсчета в заранее известных небольших частотных отрезках. Таким образом просто избавиться от мешающих сигналов на других частотах. Затем, используя тот факт, что произведение сигналов соответствует свертке спектров, "возвести в квадрат" отфильтрованный сигнал (свернуть полученный спектр сам с собой) - и найти фазу спектральной компоненты на частоте 10 МГц. Сама по себе фаза не интересна, интересна будет разность фаз этих компонент от разных антенн. Конечно, такая система нуждается в калибровке.

Да простит меня топикстартер за отклонение от темы- как для подобной схемы (сеть распределенных приемников) обеспечить современными безпроводными методами передачу опоры по радиоканалу с точностью до фазы? Какие дешевые промышленные решения (блютусы, вайфаи итд) можно для этого применить?

Здесь однозначная дальность 60м, по-видимому, приёмники недалеко друг от друга.