Оцифровка ПЧ радиоприемника, Как правильно сделать согласование выхода ПЧ и АЦП Опции

[AlexanderX]

Доброго всем времени суток.

Возникла задача по оцифровке выхода ПЧ радиоприемника, например ICOM7100. В качестве АЦП планируется использовать AD9244 (Vin - 1Vp-p, 14-bit, 65MHz). Ширина полосы ПЧ - 10.7МГц. Необходимо согласовать выход ПЧ и вход АЦП. Возможно кто-то такое уже делал или знает как это правильно сделать.
Заранее благодарен за любую полезную информацию.

[Harbinger]

Позвольте полюбопытствовать: а зачем нужна именно оцифровка? Другого применения, кроме как детектирование сигнала с произвольным видом модуляции (реализованное программно), не вижу. В этом случае понадобится сверхлинейный нормирующий усилитель. Если полоса не очень широкая, может, имеет смысл преобразовать вниз (на несколько сотен кГц), и оцифровывать уже 2-ю ПЧ? А то 6 выборок на период - не маловато ли будет?
В свое время высказывал подобную "безумную идею", но ее не приняли - габариты, энергопотребление и стоимость разработки оказались недопустимо большими.

[HardJoker]

Позвольте полюбопытствовать: а зачем нужна именно оцифровка? Другого применения, кроме как детектирование сигнала с произвольным видом модуляции (реализованное программно), не вижу. В этом случае понадобится сверхлинейный нормирующий усилитель. Если полоса не очень широкая, может, имеет смысл преобразовать вниз (на несколько сотен кГц), и оцифровывать уже 2-ю ПЧ? А то 6 выборок на период - не маловато ли будет?
В свое время высказывал подобную "безумную идею", но ее не приняли - габариты, энергопотребление и стоимость разработки оказались недопустимо большими.

Есть случай, когда кроме оцифровки на полной полосе ничего не подходит: информационная составляющая в два-три раза ниже ПЧ. Например, огибающая отраженных коротких импульсов в два-три периода несущей. Другими словами, время распространения сигнала в анализируемой среде минимально.

Классная идея, <все> профессиональные приемники <с приемкой "5", например> имеют не одну, а то и не две ПЧ

Гы, так они и АЦП таких использовать не могут. Или не хотят...
Лишнее преобразование частоты -> лишние шумы и нелинейности, т.е, потери. А также усложнение конструкции.

Отнюдь, лучшая избирательность и _меньшие_ помехи. Шумы определяются первым каскадом УВЧ и не более.

[Stanislav]

Отнюдь, лучшая избирательность и _меньшие_ помехи. Шумы определяются первым каскадом УВЧ и не более.

Нужную избирательность сейчас в ряде случаев дешевле получить в цифрЕ. Про нелинейность ФЧХ фильтров я даже не говорю - ПАВы с "хорошим" ГВЗ стОят в районе 100 бакинских.
Любой каскад является источником шума. И не только теплового - он ещё ловит помехи, например, от цифровой части устройства.
Идеально было бы оцифровывать непосредственно РЧ после диапазонного фильтра и МШУ, с последующей цифровой фильтрацией, но это удаётся сделать далеко не всегда.

[Mirabella]

Идеально было бы оцифровывать непосредственно РЧ после диапазонного фильтра и МШУ, с последующей цифровой фильтрацией, но это удаётся сделать далеко не всегда.

Оцифровать непосредственно РЧ можно, но давайте вспомним, что супергетеродин был придуман именно для того, чтобы с помощью селективного УПЧ обеспечить основную избирательность и основное стабильное усиление перестраиваемого по частоте приемника.

[Stanislav]

Оцифровать непосредственно РЧ можно, но давайте вспомним, что супергетеродин был придуман именно для того, чтобы с помощью селективного УПЧ обеспечить основную избирательность и основное стабильное усиление перестраиваемого по частоте приемника.

Тогда цифровую обработку сигнала трудно было даже себе представить. Сейчас - это реальность, которой нужно пользоваться.
ЗЫ. АЦП, кстати, тоже играет роль гетеродина.

...Идеально было бы оцифровывать непосредственно РЧ после диапазонного фильтра и МШУ, с последующей цифровой фильтрацией, но это удаётся сделать далеко не всегда.

Все-таки фильтр нужен... Для ухода от зеркалок.

Естественно. Только для достаточно высокой частоты дискретизации он может быть диапазонным (т.е., довольно широкополосным), как и написано выше.

[Mirabella]

Тогда цифровую обработку сигнала трудно было даже себе представить. Сейчас - это реальность, которой нужно пользоваться.

Да, но прежде чем использовать всю мощь цифровой обработки сигнала, этот сигнал надо получить. Причем в достаточно кондиционном виде , с гарантией того, что это сигнал.

Да, действительно, на сравнительно низких частотах можно сделать приёмное устройство, в котором не будет аналоговых узлов.
Но давайте представим себе, какова будет у такого приёмника совокупность основных характеристик?
В этом отношении это будет шаг назад.

Хотя, конечно, можно пофантазировать на тему:"Уменьшение чувствительности по комбинационным каналам приёма методами цифровой обработки сигналов".

[Stanislav]

Да, но прежде чем использовать всю мощь цифровой обработки сигнала, этот сигнал надо получить. Причем в достаточно кондиционном виде , с гарантией того, что это сигнал.

Дык, от антенн, фильтров, и МШУ я и не предлагаю отказываться.

...Да, действительно, на сравнительно низких частотах можно сделать приёмное устройство, в котором не будет аналоговых узлов...

Как это не будет аналоговых узлов? АЦП тоже содержит аналоговую часть...
И, кроме того, позвольте узнать, что Вы подразумеваете под "сравнительно низкими частотами"?

...Но давайте представим себе, какова будет у такого приёмника совокупность основных характеристик?
В этом отношении это будет шаг назад.

Простите, о каких именно основных характеристиках идёт речь?

[Mirabella]

Как это не будет аналоговых узлов? АЦП тоже содержит аналоговую часть...

Да, Вы конечно правы. Корректнее было бы сказать:"...минимальное число аналоговых узлов."

что Вы подразумеваете под "сравнительно низкими частотами"?

Всё, что ниже 1ГГц.

о каких именно основных характеристиках идёт речь?

Прежде всего об избирательности. А приемник с недостаточной избирательностью не может иметь
других хороших характеристик, характеризующих процесс приёма сигналов.

[Stanislav]

что Вы подразумеваете под "сравнительно низкими частотами"?

Всё, что ниже 1ГГц.

Трудно не согласиться...

о каких именно основных характеристиках идёт речь?

Прежде всего об избирательности. А приемник с недостаточной избирательностью не может иметь
других хороших характеристик, характеризующих процесс приёма сигналов.

Избирательность в цифре, в отличие от аналога, можно получить теоретически любую - были бы вычислительные ресурсы. В последнее время даже для СШП сигналов возможно применение полностью цифровых канальных процессоров, с такими хар-ками приёма, о которых можно даже и не мечтать в серийно выпускаемых устройствах с аналоговыми каналами РЧ/ПЧ (сиречь супергетеродинах).
Единственное, для чего готов сделать некоторое послабление - приёмники прямого преобразования. Но и здесь, без цифрЫ - никуда...

[Mirabella]

Избирательность в цифре, в отличие от аналога, можно получить теоретически любую - были бы вычислительные ресурсы.

Да, все дело в ресурсах.Они ограничены как в случае аналоговых, та ки в случае цифровых устройств.

Возьмем всем понятный зеркальный канал приёма.

В случае аналогового устройства на входе приёмника ставится фильтр, который уменьшает уровень мощности соответствующих частот до такого уровня, при котором дальнейший тракт проектируется исходя из того, что чувствительность по зеркальному каналу не более заданной.
Другими словами ресурс аналоговой схемы (в конечном итоге - габариты) больше не расходуется из-за такого неприятного явления, как зеркальный канал приёма.

Возьмем цифровое устройство. Для минимизации снижения помехоустойчивости (из-за приёма по зеркальному каналу) в этом случае надо непрерывно использовать вычислительные ресурсы устройства (в конечном итоге -быстродействие).

Наверное,истина,как обычно, посередине.


Не являясь специалистом по ЦОС, тем не менее утверждаю, что использование цифровых фильтров
для обеспечения избирательности радиоприёмных устройств - плохая идея....

Как говорится: богу - богово, кесарю - кесарево, слесарю - слесарево....

ЦОС она потому и ЦОС, что это громадные возможности в цифровой обработке сигналов (преобразованию информации), а не в обработке смеси неизвестно чего с неизвестно чем....

[Stanislav]

Избирательность в цифре, в отличие от аналога, можно получить теоретически любую - были бы вычислительные ресурсы.

Да, все дело в ресурсах.Они ограничены как в случае аналоговых, та ки в случае цифровых устройств.

Возьмем всем понятный зеркальный канал приёма.

В случае аналогового устройства на входе приёмника ставится фильтр, который уменьшает уровень мощности соответствующих частот до такого уровня, при котором дальнейший тракт проектируется исходя из того, что чувствительность по зеркальному каналу не более заданной.
Другими словами ресурс аналоговой схемы (в конечном итоге - габариты) больше не расходуется из-за такого неприятного явления, как зеркальный канал приёма.

Возьмем цифровое устройство. Для минимизации снижения помехоустойчивости (из-за приёма по зеркальному каналу) в этом случае надо непрерывно использовать вычислительные ресурсы устройства (в конечном итоге -быстродействие)...

Простите, но Вы, наверное, не слишком внимательно прочитали тему.
Повторюсь, что чисто цифровой приёмник сделать невозможно. Конечно, нужен входной ПФ, МШУ и, возможно, усилитель с программируемым усилением (PGA) для того, чтобы нормировать сигнал на входе АЦП.
Без входного ПФ подавить зеркалку в подобном приёмнике не представляется возможным (как и в супергетеродине). Это абсолютно эквивалентные вещи.
Использование же ЦОС для повышения избирательности по соседнему каналу - очень хорошая идея. Потому, как легко и дёшево могут быть реализованы фильтры, которые невозможно даже представить себе в аналоге.

[Mirabella]

Использование же ЦОС для повышения избирательности по соседнему каналу - очень хорошая идея. Потому, как легко и дёшево могут быть реализованы фильтры, которые невозможно даже представить себе в аналоге.

Да, да..Для УПЧ 465 КГц (или 10.7 Мгц) это отличная идея, если стоимость позволяет.
Но если "соседние" каналы занимают полосы по несколько ГГц, и по принципу действия приёмного устройства полоса должна быть "мгновенной", трудно согласиться с применением ЦОС в таком приемном устройстве.

И вообще, уважаемый Stanislav, за небольшое время присутствия на форуме, я обратила внимание на склонность уважаемых участников (в том числе и меня) к неоправданно широким обобщениям.
Вот в нашем случае: Говорить о приёмниках вообще нельзя. У каждого разработчика свои ассоциации с этим понятием. Практически всю профессиональную жизнь занимаюсь разработкой приёмных устройств. Но для меня приёмное устройство - это сверхширокие полосы, диапазон СВЧ, борьба с комбинационными каналами приёма , иногда преобразование "вверх" (а как-то надо было преобразовать полосу 1..2 ГГц в полосу 1.5..2.5 ГГц) и т.п.
Для кого-то приёмное устройство - это селективный УПЧ 465 КГц, полоса пропускания 6КГц (а то и 100Гц), перестройка с шагом 1 КГц и т.п.

В каждом случае -свой набор проблем. Поэтому , как мне кажется, надо поосторожней предлагать технические решения с минимальной степенью конкретизации или использовать выражения типа:"... ширина спектра на выходе ПЧ приемника определяется шириной полосы кварц-фильтров основной селекции." Смотря о каком приёмнике идет речь......

Сообщение отредактировал Mirabella - Jul 26 2006, 11:59

[Stanislav]

...И вообще, уважаемый Stanislav, за небольшое время присутствия на форуме, я обратила внимание на склонность уважаемых участников (в том числе и меня) к неоправданно широким обобщениям.
Вот в нашем случае: Говорить о приёмниках вообще нельзя. У каждого разработчика свои ассоциации с этим понятием. Практически всю профессиональную жизнь занимаюсь разработкой приёмных устройств. Но для меня приёмное устройство - это сверхширокие полосы, диапазон СВЧ, борьба с комбинационными каналами приёма , иногда преобразование "вверх" (а как-то надо было преобразовать полосу 1..2 ГГц в полосу 1.5..2.5 ГГц) и т.п.
Для кого-то приёмное устройство - это селективный УПЧ 465 КГц, полоса пропускания 6КГц (а то и 100Гц), перестройка с шагом 1 КГц и т.п.

В каждом случае -свой набор проблем. Поэтому , как мне кажется, надо поосторожней предлагать технические решения с минимальной степенью конкретизации или использовать выражения типа:"... ширина спектра на выходе ПЧ приемника определяется шириной полосы кварц-фильтров основной селекции." Смотря о каком приёмнике идет речь......

Я большей частью ориентировался на положения поста #1 (хоть они и не совсем внятно изложены). В таком приёмнике нет ничего экстремального, но, тем не менее, что-то определённое я и не предлагаю.
Хотя, Вы, безусловно, правы - конкретное решение определяется конкретными условиями.

...Но для меня приёмное устройство - это сверхширокие полосы, диапазон СВЧ, борьба с комбинационными каналами приёма , иногда преобразование "вверх" (а как-то надо было преобразовать полосу 1..2 ГГц в полосу 1.5..2.5 ГГц) и т.п.

Именно полосу?

[Mirabella]

Именно полосу?

Да, именно полосу.
Это так называемый моноимпульсный приёмник обнаружения.
По одному импульсу длительностью более 50 нсек надо определить несущую частоту и параметры импульса. А несущая частота может быть любой в указанной полосе.
Так как времени на подключение дополнительных фильтров нет, поэтому и фильтров нет.
Но это тоже приёмник...
Вот такие пироги....

[Stanislav]

Да, именно полосу.
Это так называемый моноимпульсный приёмник обнаружения.
По одному импульсу длительностью более 50 нсек надо определить несущую частоту и параметры импульса. А несущая частота может быть любой в указанной полосе.
Так как времени на подключение дополнительных фильтров нет, поэтому и фильтров нет.
Но это тоже приёмник...
Вот такие пироги....

Да, серьёзно...
Такой приёмник, безусловно, относится к разряду о-очень специальных... Цифирь, однако, и здесь может помочь. АЦП с полосой пропускания по входу в 0,5ГГц нынче - не экзотика (после умножения на 1,5ГГц в квадратурах полоса каждого из каналов будет именно такой). Особенно эффективной система цифрового приёма может быть, если ширина полосы принятого импульса относительно невелика (20-30МГц).

[Mirabella]

Цифирь, однако, и здесь может помочь.

И очень даже помогает.
Однако, если учесть, что конечный результат (код несущей частоты импульса и его характеристики) должны быть получены через 200...300 нсек, то сразу становится видна справедливость выражения: богу -богово, слесарю-.......и.т.д.