ФАПЧ для подстройки к несущей частоте 1 ГГц, ФАПЧ для подстройки к несущей частоте 1 ГГц -- в железе, или в цифре Опции

[Makar2014]

Коллеги, есть вопрос!

Имеется передатчик. Передает три сигнала (один пилотный и два полосовых 16QAM): 1ГГц пилотный, 16QAM полоса 200 МГц на 4 ГГц, 16QAM полоса 200 МГц на 7 ГГЦ. Особенность в том, что полосовые сигналы слабые, а пилотный как раз сильный (в 100 раз больше по мощности). Соотношение всех трех несущих постоянно, независимо от того как гуляет несущая на 1 ГГЦ

Соответвенно, есть задача принять эти сигналы (в том числе и пилотный) и отцифровать (есть три канала АЦП с частотой сэмплирования 1 GSPS). Сложность в том, что локальный осциллятор на приемнике независим от передатчика, то есть по-любому нужно подстраиваться к несущей при помощи ФАПЧ. Я вижу несколько вариантов решения:

1) "В стиле SDR". Использовать три миксера, с локальными осцилляторами на примерно 0.99 Гц, 3.8 ГГц и 6.8 ГГц, затем отцифровать, затем использвать цифровую PLL на микроконтроллере (или компьютере, режим реального времени не нужен сейчас) или Costas Loop. Этот вариант меня немного пугает своей сложностью и неопределенным кол-вом времени на реализацию. Из недостатков -- так как нельзя, чтобы сигнал перекрывался со своей копией, то 500 МГц АЦП сможет только, фактически, отцифровать 250 МГц сигнал.

2) Использовать какуе-нибудь отладочную плату с ФАПЧ и с возможностью выдавать несколько частот залоченных к опорному колебанию, залочить ФАПЧ к 1 ГГц пилотному сигналу. Затем с платы ФАПЧ получить залоченные 3 и 7 ГГц, использовать их для понижения частоты полосовых сигналов и отцифровать их.

Но я тут полез искать PLL у Ti, Analog Devices & Linear Technologies, так там у них опорное колебание ограничено 200 МГц. Выходные колебания аж до 15 ГГц есть.

Вопрос. Так чтобы залочить 1 ГГЦ с такими ФАПЧами, надо сначало несущее колебание поделить в 5-10 раз? Вообще, как это делается в приемниках? Не смог найти в интеренете готовых примеров. Может плохо искал.

Так же, есть буду благодарен, если кто-нибудь сможет посоветовать отладочный комплект, который мне бы подошел.

Спасибо. С уважением.

[Dr.Alex]

1) "В стиле SDR". Использовать три миксера, с локальными осцилляторами на примерно 0.99 Гц, 3.8 ГГц и 6.8 ГГц, затем отцифровать, затем использвать цифровую PLL на микроконтроллере (или компьютере, режим реального времени не нужен сейчас) или Costas Loop. Этот вариант меня немного пугает своей сложностью

Этот вариант настолько же "сложнее" чем ваши фантазии насчёт аналогового фапч, насколько цифровой компьютер "сложнее" аналогового.
Если отбросить глупости типа "цифровую PLL" и "Costas Loop", то именно первый вариант единственно возможный.
Только подчёркиваю ещё раз, не пытайтесь тащить в ЦОС всякую аналоговую шелуху типа костас лупа.
В первом приближении всё что вам нужно — сделать фурье от оцифрованного пилота на достаточно длинном интервале (зависит от требуемой точности),
и используя эту инфу (о сдвиге частоты), декодировать ваши QAMы.

Хотя её и из самих QAMов нетрудно получить.
Так что, как использовать ваш мощный пилот с пользой — вот в чём вопрос.

500 МГц АЦП сможет только, фактически, отцифровать 250 МГц сигнал.

Тут не понял. Обычно ещё больше кратность надо иметь.

[Makar2014]

Если отбросить глупости типа "цифровую PLL" и "Costas Loop. Только подчёркиваю ещё раз, не пытайтесь тащить в ЦОС всякую аналоговую шелуху типа костас лупа.

Так ведь делают со всякими модными carrier recovery. Книжки и статьи красивые пишут. Сам только ФАПЧ делал в коде на Матлабе. Несущую 100 МГц хорошо восстанавливал. Но это, разумеется, был только пробный код на Матлабе с его плавающей точкой, а не на ПЛИСе, как надо будет в конечном варианте.

В первом приближении всё что вам нужно — сделать фурье от оцифрованного пилота на достаточно длинном интервале (зависит от требуемой точности),
и используя эту инфу (о сдвиге частоты), декодировать ваши QAMы.

Если я правильно понял, то Вы предлагаете смешать плавающий пилот 1ГГц со стабильным 1ГГц, и отцифрововать уже их разницу (несколько МГц)? А на гетеродины 4 и 7 ГГц подавать сигналы залоченные к стабильному 1ГГц. Тогда там разница несущих будет пропорциональна разнице междул пилотом и стабильным 1ГГц, и эту разницу уже можно компенисроваь при демодуляции? Если так, то получается, самый простой для реализации вариант из предложенных.

Тут не понял. Обычно ещё больше кратность надо иметь.

Да, по-факту будет в районе 100 МГц. Это я так, для простоты 250 написал.

Сообщение отредактировал Makar2014 - Apr 4 2017, 16:44

[Dr.Alex]

Так ведь делают со всякими модными carrier recovery.

Мало ли кто что делает, за всех я не отвечаю.
Когда речь идёт о ЦОС, "кэрриер рекавери" это всего лишь вычисление частоты и фазы несущей в отдельные моменты времени,
а вовсе не генерёжка непрерывной синусоиды, совпадающей с несущей.

Если я правильно понял, то Вы предлагаете смешать плавающий пилот 1ГГц со стабильным 1ГГц, и отцифрововать уже их разницу (несколько МГц)? А на гетеродины 4 и 7 ГГц подавать сигналы залоченные к стабильному 1ГГц. Тогда там разница несущих будет пропорциональна разнице междул пилотом и стабильным 1ГГц, и эту разницу уже можно компенисроваь при демодуляции? Если так, то получается, самый простой для реализации вариант из предложенных.

Не надо ничё смешивать и не надо ничё никуда подавать.
Как я уже сказал, инфу о сдвиге частоты легко получить из самих QAMов (и пилот ваще тут не нужен)
о фазе (если нужно делать именно когерентную демодуляцию) уже сложнее (в смысле точности).
Сделайте сначала демодулятор ОДНОГО из ваших QAMов, не используя никаких пилотов,
узнаете много нового и интересного, многому научитесь.
И когда он заработает, можете начинать думать, как использовать мощный пилот, и стоит ли вообще.