Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Линейный ЧМ демодулятор с ФАПЧ
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Rf & Microwave Design
yura944
Вопрос вот в чем:
В системах ФАПЧ используются ГУН у которых частота зависит от напряжения не линейно. Ну или не совсем линейно. Изза этого при Модуляции/демодуляции ЧМ происходит искажение Модулирующего сигнала.
Как избежать нелинейных искажений?
- Сделать линейный ГУН?! я не видел нигде такого
- ОС, компенсирующая искажения? но куда и как?
...
Конечно нелинейность в обычном ГУН порядка 0.5 - 1 % (может меньше) но хватит ли этого для передачи 10 - 12 битнх сигналов? glare.gif
Lonesome Wolf
Цитата(yura944 @ Jul 12 2006, 15:18) *
Вопрос вот в чем:
В системах ФАПЧ используются ГУН у которых частота зависит от напряжения не линейно. Ну или не совсем линейно. Изза этого при Модуляции/демодуляции ЧМ происходит искажение Модулирующего сигнала.
Как избежать нелинейных искажений?
- Сделать линейный ГУН?! я не видел нигде такого
- ОС, компенсирующая искажения? но куда и как?
...
Конечно нелинейность в обычном ГУН порядка 0.5 - 1 % (может меньше) но хватит ли этого для передачи 10 - 12 битнх сигналов? glare.gif


Сформулируйте внятно задачу, если можно...
vladv
Цитата(yura944 @ Jul 12 2006, 17:18) *
Вопрос вот в чем:
В системах ФАПЧ используются ГУН у которых частота зависит от напряжения не линейно. Ну или не совсем линейно. Изза этого при Модуляции/демодуляции ЧМ происходит искажение Модулирующего сигнала.
Как избежать нелинейных искажений?
- Сделать линейный ГУН?! я не видел нигде такого
- ОС, компенсирующая искажения? но куда и как?
...
Конечно нелинейность в обычном ГУН порядка 0.5 - 1 % (может меньше) но хватит ли этого для передачи 10 - 12 битнх сигналов? glare.gif


Да вроде, нелинейность ГУН-а здесь не причем. Разве, что время переключения с одной частоты
на другую может немного (на те же 0.5 - 1%) измениться, что едва ли как-то скажется на качестве
ЧМ модуляции.
Mirabella
Цитата(yura944 @ Jul 12 2006, 17:18) *
- Сделать линейный ГУН?! я не видел нигде такого


Все зависит от полосы частот, занимаемой частотно-модулированным сигналом.
В простых и дешевых системах ФАПЧ для управления частотой ГУНа используются варикапы, поэтому характеристика управления принципиально нелинейна при больших перестройках, но при небольших можно выбрать участок с минимальной нелинейностью.
Наиболее линейную зарактеристику перестройки в широкой полосе частот имеют высокочастотные мультивибраторные генераторы (два ВЧ транзистора,соединеных коллекторами и базами с симметричным резонатором в коллекторной цепи).
Они широко использовались в первых тюнерах спутникового телевидения для демодуляции на второй ПЧ ТВ сигнала полосой до 36 МГц.
Нам удавалось сделать такие генераторы с десятикратной перестройкой частоты примерно от 100 до 1000 МГц.
Навряд ли Ваш сигнал занимает такую полосу, поэтому Ваш вопрос надо конкретизировать: что Вас не устраивает в существующей системе и что бы Вы хотели получить. Желательны цифры.
yura944
Цитата(Lonesome Wolf @ Jul 12 2006, 18:55) *
Сформулируйте внятно задачу, если можно...


Задача:
Передать с ЧМ поток цифровых данных.
--- Вариант №1: ---
Квадратурная модуляция не подходит так как не эфективно использует спектр широкого канала (зараз передаюстя только 2 бита). По этому я решил каждые 8 (или 10...12) бит после ЦАП подать на линейный ГУН.(так получиться плотное заполнение всего спектра), а каждые N милисекунд синхронизировать его работу с опорным генератором (в перерывах передачи пакетов) петлей ФАПЧ. По идее хороший ГУН не должен сильно расстроится за эти милисекунды... но я не уверен в этом - опыта мало. Если передавать 10 бит (к примеру) то получаетсья 1024 варианта отклонения частоты; Если ширина канала 10 MHz и девиация 5 MHZ то шаг перестройки ГУН получается (10MHz/2)/1024 = 4.88kHz. Другими словами надо быть увереным что ГУН не расстроится далеко от +-4.88kHz за милисекунды между синхронизациями....
Для этого варианта надо линейный ГУН в диапазоне 5 MHz или как-то ООС прикрутить blush.gif чтобы нелинейность скомпенсировать.
--- Вариант №2: ---
Сделать Синтезатор частоты который будет быстро давать перестройку в пределах 5 MHz по сетке 4.88 kHz (со скоростью в единицы наносекунд)
-----------
на приемной стороне - синхронный детектор. (можно предложить другие предложения)
rolleyes.gif --- прошу критиковать --- rolleyes.gif
yura944
Цитата(Mirabella @ Jul 13 2006, 11:27) *
Наиболее линейную зарактеристику перестройки в широкой полосе частот имеют высокочастотные мультивибраторные генераторы (два ВЧ транзистора,соединеных коллекторами и базами с симметричным резонатором в коллекторной цепи).

Спасибо огромное за идею smile.gif
я где-то видел такую схему но не думал что они самые линейные... слово мультивибратор у меня ассоциируется с чем-то не_серьезным rolleyes.gif
потому не обратил внимание. 1я моя схема - был мультивибратор (без симетричных резонаторов конечно 8)) .... эх.. я тогда в 3м классе был. laugh.gif
vladv
Цитата(yura944 @ Jul 13 2006, 12:56) *
Цитата(Lonesome Wolf @ Jul 12 2006, 18:55) *

Сформулируйте внятно задачу, если можно...


Задача:
Передать с ЧМ поток цифровых данных.
--- Вариант №1: ---
Квадратурная модуляция не подходит так как не эфективно использует спектр широкого канала (зараз передаюстя только 2 бита). По этому я решил каждые 8 (или 10...12) бит после ЦАП подать на линейный ГУН.(так получиться плотное заполнение всего спектра), а каждые N милисекунд синхронизировать его работу с опорным генератором (в перерывах передачи пакетов) петлей ФАПЧ. По идее хороший ГУН не должен сильно расстроится за эти милисекунды... но я не уверен в этом - опыта мало. Если передавать 10 бит (к примеру) то получаетсья 1024 варианта отклонения частоты; Если ширина канала 10 MHz и девиация 5 MHZ то шаг перестройки ГУН получается (10MHz/2)/1024 = 4.88kHz. Другими словами надо быть увереным что ГУН не расстроится далеко от +-4.88kHz за милисекунды между синхронизациями....
Для этого варианта надо линейный ГУН в диапазоне 5 MHz или как-то ООС прикрутить blush.gif чтобы нелинейность скомпенсировать.
--- Вариант №2: ---
Сделать Синтезатор частоты который будет быстро давать перестройку в пределах 5 MHz по сетке 4.88 kHz (со скоростью в единицы наносекунд)
-----------
на приемной стороне - синхронный детектор. (можно предложить другие предложения)
rolleyes.gif --- прошу критиковать --- rolleyes.gif


yura944, не сочтите за наезд, но я бы порекомендовал почитать литературу по цифровой модуляции/ демодуляции smile.gif. Например "Цифровую связь" Скляра (может и не самый лучший вариант, но у меня
под рукой другого нет sad.gif. Думаю, на сервере много чего есть).

Если коротко, то то, что Вы собираетесь делать выглядит так:
При частотной манипуляции, максимальная скорость передачи символов Fs (перескок с одной
частоты на другую) связана с шагом частот dF следующим образом:
- Fs = dF для не когерентного приема (ряд фильтров)
- Fs = 2*dF для когерентного (синхронный детектор)
Т.е. в лучшем случае скорость передачи будет 195кбит/c (1024 частоты в полосе канала 10МГц) - это,
IMHO, явно не то что, Вам надо. С квадратурной модуляцией получилость бы 20-30Мбит/c smile.gif.

Если хотите увеличивать скорость передачи, то можно воспользоваться амплитудно-квадратурной
модуляцией: QAM16 - 4 четыре бита в символе (40-60Мбит/c), QAM256 - 8 бит в символе
(80-120Мбит/c). Но это уже размен скорость vs. помехи. Можно еще OFDM посмотреть, но это уже
требует довольно интенсивной цифровой обработки sad.gif.
Lonesome Wolf
Цитата(yura944 @ Jul 13 2006, 10:56) *
Цитата(Lonesome Wolf @ Jul 12 2006, 18:55) *

Сформулируйте внятно задачу, если можно...


Задача:
Передать с ЧМ поток цифровых данных.
--- Вариант №1: ---
Квадратурная модуляция не подходит так как не эфективно использует спектр широкого канала (зараз передаюстя только 2 бита). По этому я решил каждые 8 (или 10...12) бит после ЦАП подать на линейный ГУН.(так получиться плотное заполнение всего спектра), а каждые N милисекунд синхронизировать его работу с опорным генератором (в перерывах передачи пакетов) петлей ФАПЧ. По идее хороший ГУН не должен сильно расстроится за эти милисекунды... но я не уверен в этом - опыта мало. Если передавать 10 бит (к примеру) то получаетсья 1024 варианта отклонения частоты; Если ширина канала 10 MHz и девиация 5 MHZ то шаг перестройки ГУН получается (10MHz/2)/1024 = 4.88kHz. Другими словами надо быть увереным что ГУН не расстроится далеко от +-4.88kHz за милисекунды между синхронизациями....
Для этого варианта надо линейный ГУН в диапазоне 5 MHz или как-то ООС прикрутить blush.gif чтобы нелинейность скомпенсировать.
--- Вариант №2: ---
Сделать Синтезатор частоты который будет быстро давать перестройку в пределах 5 MHz по сетке 4.88 kHz (со скоростью в единицы наносекунд)
-----------
на приемной стороне - синхронный детектор. (можно предложить другие предложения)
rolleyes.gif --- прошу критиковать --- rolleyes.gif


Чего-то я не понимаю - ширина канала определяется скоростью перестройки - наносекунды по Вашему, а полоса 10 МГц.
Andy Mozzhevilov
Цитата(yura944 @ Jul 13 2006, 14:56) *
Цитата(Lonesome Wolf @ Jul 12 2006, 18:55) *

Сформулируйте внятно задачу, если можно...


Задача:
Передать с ЧМ поток цифровых данных.
--- Вариант №1: ---
Квадратурная модуляция не подходит так как не эфективно использует спектр широкого канала (зараз передаюстя только 2 бита). По этому я решил каждые 8 (или 10...12) бит после ЦАП подать на линейный ГУН.

Вы заблуждаетесь. С какой частотой вы хотите перестраивать ГУН?
В FSK минимальное расстояние между тонами при котором тоны ортогональны друг другу и при использовании некогерентного детектирования равна 1/T, где Т - период передачи символа.
Сокращая расстояние между тонами по частоте вы тем самым будете вынуждены увеличивать период модулирующего сигнала, то есть разменивать один параметр на другой. Чудес ведь не бывает.
yura944
Цитата(Lonesome Wolf @ Jul 13 2006, 14:47) *
Чего-то я не понимаю - ширина канала определяется скоростью перестройки - наносекунды по Вашему, а полоса 10 МГц.

Да. Ширина канала определяется девиацией и скоростью перестройки (самая высокая гармоника модулирующего сигнала).
Наносекунды - скорость перестройки Синтезатора - это для запаса smile.gif
а скорость данных - десятки наносекунд.
yura944
Цитата(vladv @ Jul 13 2006, 14:39) *
yura944, не сочтите за наезд, но я бы порекомендовал почитать литературу по цифровой модуляции/ демодуляции smile.gif. Например "Цифровую связь" Скляра

smile3009.gif
Не в глаз - а в бровь! biggrin.gif
Спасибо за направление поисков a14.gif
Надо почитать мат-чать чтобы ответить достойно...
Умные вы тут все - аж не привычно blush.gif
biggrin.gif biggrin.gif biggrin.gif
Я ведь просто хотел повторить то что сделано в обычных телефонных модемах - там в полосу 600-3000 Hz впихивают до 16 бит/герц. (Амплитудно-Частотная модуляция)
только в моем случае канал 10 MHz - стало быть теоретически достижимо 160 Мегабит! ну.. мне столько не надо smile.gif тем более что только ЧМ..
Mirabella
Цитата(yura944 @ Jul 13 2006, 12:56) *
.... хороший ГУН не должен сильно расстроится за эти милисекунды...


Если "хороший" ГУН не сам по себе, а работает в петле ФАПЧ, он обязательно расстроится, т.к. его частота принципиально зависит от управляющего напряжения (ну, работа у него такая...) , получаемого с фазового детектора.
Петля ФАПЧ может находится в режиме захвата, в режиме свободных колебаний ГУНа, или в режиме переходного процесса между этими значениями. Длительность переходного процесса зависит о параметров цепи обратной связи. Поэтому не стоит надеяться на быструю "синхронизацию его работы с опорным генератором".
DRUID3
Цитата(yura944 @ Jul 13 2006, 15:21) *
Цитата(vladv @ Jul 13 2006, 14:39) *

yura944, не сочтите за наезд, но я бы порекомендовал почитать литературу по цифровой модуляции/ демодуляции smile.gif. Например "Цифровую связь" Скляра

smile3009.gif
Не в глаз - а в бровь! biggrin.gif
Спасибо за направление поисков a14.gif
Надо почитать мат-чать чтобы ответить достойно...
Умные вы тут все - аж не привычно blush.gif
biggrin.gif biggrin.gif biggrin.gif
Я ведь просто хотел повторить то что сделано в обычных телефонных модемах - там в полосу 600-3000 Hz впихивают до 16 бит/герц. (Амплитудно-Частотная модуляция)
только в моем случае канал 10 MHz - стало быть теоретически достижимо 160 Мегабит! ну.. мне столько не надо smile.gif тем более что только ЧМ..


Так вот как раз в бытовых модемах и реализовано все это с помощью QAM. А то что делаете Вы это совсем не из этой степи.

Цитата(yura944 @ Jul 13 2006, 15:21) *
Сделать Синтезатор частоты который будет быстро давать перестройку в пределах 5 MHz по сетке 4.88 kHz (со скоростью в единицы наносекунд)

Это легко сможет сделать любой DDS от AD. Только вот чудо не произойдет.

Цитата(yura944 @ Jul 13 2006, 15:21) *
Если ширина канала 10 MHz и девиация 5 MHZ то шаг перестройки ГУН получается (10MHz/2)/1024 = 4.88kHz.
С чего это Вы взяли?

Цитата(yura944 @ Jul 13 2006, 15:21) *
Да. Ширина канала определяется девиацией и скоростью перестройки (самая высокая гармоника модулирующего сигнала).
Так, определяется конечно, но Вы только используемую формулу укажите и частоту несущей ибо она тут очень сильную роль играет.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.