Цифровое квадратурное разложение, миф или реальность? Опции

[pimen]

Этот вопрос меня интересует уже несколько лет:
Аналоговое или квадратурное разложение?

на практике видел реализацию и того и другого, но склоняюсь к цифровому
однако, алгоритма цифрового квадратурного разложения, не имеющего ошибку разложения по фазе или амплитуде не встречал.

Самый распространенный способ цифрового квадратурного разложения (цкр) - это оцифровка сигнала на частоте пч, равной 1/4 от частоты дискретизации ацп и применении коэфф. прореживания 1,0,-1,0 для одной, и 0,1,0,-1 для другой квадратуры.

данный метод идеален для очень узкополосных сигналов, т.к при отстройке от частоты пч увеличивается фазовая ошибка разложения.

есть-ли алгоритмы, которые обеспечивают отсутствие ошибки разложения в широком диапазоне полос сигнала и применимые для целочисленной арифметики (отсчетов ацп)?


все моделирование проводил в матлабе в м-файлах, и пока не нашел того алгоритма, который-бы меня устроил

[729]

По существу Вашего вопроса в начале темы:

1. Конечно, если позволяют частоты, то цифровая квадратурная демодуляция (расквадратуривание), тут даже сомнений нет.
Три основные узла квадратурного демодулятора – гетеродин, смеситель, фильтр – в цифре могут быть выполнены с заданной точностью всегда. В аналоге всё будет упираться в элементную базу, разброс параметров, сложность настройки, температурные гуляния и прочее.

2. Квадратурная демодуляция возможна не только для узкополосных сигналов. Она может быть выполнена для сигналов с любым соотношением центра полосы и ширины полосы. Даже если полоса сигнала начинается от 0 Гц.

3. Алгоритмов, которые обеспечивают ОТСУТСТВИЕ ошибок разложения, нет и никогда не будет. Но классический алгоритм квадратурного демодулятора в цифровом исполнении всегда может обеспечить заданную точность (уровень вносимых шумов и продуктов нелинейностей).

4. Классический алгоритм квадратурной демодуляции может быть выполнен с заданной точностью в целочисленной арифметике.

Забыл добавить - при квадратурной демодуляции ВСЕГДА требуется фильтрация прямого или инверсного спетра исходного сигнала. Кстати, в вашем примере на нулевую частоту Вы сносите инверсный спектр.
Если Вам кто-то будет говорить, что расквадратуривание можно осуществить хитрой манипуляцией отсчетов и из знаков, то не верьте! В самом "идеальном" случае от таких манипуляций получатся так называемые "уши".

Сообщение отредактировал 729 - Jan 19 2008, 10:25

[4xSH]

Очень интересный вопрос Вы подняли однако. Может быть, посоветуете, что можно почитать по данному вопросу?

З.Ы.:
С более или менее подробным описанием столкнулся лишь в книге:
Побережский Е.С. - "Цифровые радиоприемные устройства."

[729]

Очень интересный вопрос Вы подняли однако. Может быть, посоветуете, что можно почитать по данному вопросу?

З.Ы.:
С более или менее подробным описанием столкнулся лишь в книге:
Побережский Е.С. - "Цифровые радиоприемные устройства."

Почитать, напрмер, в описании DDC типа AD6620 от Analog Devices.
Но грамотного описания процессов в DDC я, если честно, так и не встретил.
Более-менее нормально описано у Романюка Ю.А. в "Основы цифровой обработки сигналов" в 1-ом томе.
Если Вас интересует что-то более конкретно, то напишите мне в личку - если смогу, постараюсь пояснить.

[Singer]

По - моему кто-то явно пытается изобрести велосипед...DDC конверторы используются повсеместно и никакой значительной ошибки цифрового разложения нет и быть не может - используется чистая математика и никаких скрытых фокусов нет. Насколько точно возьмешь отсчеты опорного синуса косинуса, настолько точным будет разложение, все под контролем. Достаточно 32768 отсчетов синуса косинуса для получения приближенного синуса косинуса с уровнем помех не более -90 дб при длине фазового аккумулятора 32 бит (при условии осуществления дизеринга округляемой фазы, коррекция Тейлором еще лучше) Вот как раз с аналоговым разложением, насколько мне известно, все значительно сложнее, бывают траблы с выдерживанием ортогональности.
З.Ы, На мой взгляд, DDC - один из самых простых элементов при ЦОС. В ПЛИС реализуется легко и непринужденно. Да и математика там тривиальная - перемножение комплексных экспонент, все на поверхности лежит. Есть проблемы значительно интереснее.

[729]

По - моему кто-то явно пытается изобрести велосипед...DDC конверторы используются повсеместно и никакой значительной ошибки цифрового разложения нет и быть не может - используется чистая математика и никаких скрытых фокусов нет. Насколько точно возьмешь отсчеты опорного синуса косинуса, настолько точным будет разложение, все под контролем. Достаточно 32768 отсчетов синуса косинуса для получения приближенного синуса косинуса с уровнем помех не более -90 дб при длине фазового аккумулятора 32 бит (при условии осуществления дизеринга округляемой фазы, коррекция Тейлором еще лучше) Вот как раз с аналоговым разложением, насколько мне известно, все значительно сложнее, бывают траблы с выдерживанием ортогональности.
З.Ы, На мой взгляд, DDC - один из самых простых элементов при ЦОС. В ПЛИС реализуется легко и непринужденно. Да и математика там тривиальная - перемножение комплексных экспонент, все на поверхности лежит. Есть проблемы значительно интереснее.

В случае, который описал автор темы, ситуация простая - фазовый сдвиг разложения возник не из-за точности получения отсчетов NCO (там АБСОЛЮТНАЯ точность), а из-за плохой фильтрации второго спектра после сноса полосы сигнала в ноль.
К сожалению, на практике такое случается довольно часто. И происходит это из-за неполного понимания процессов в DDC.