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.

А в чем проблема - берете и согласовываете . Как любые два других устройства.

...несколько узловых моментов (общих слов)...

Наверное, самый лучший способ - довести сигнал до нужной амплитуды в усилителе ПЧ, и подключить ко входу АЦП через широкополосный трансформатор.

...использовать очень качественный тактовый генератор (иначе потеряется смысл использования 14 бит АЦП) в аналоговой части, соорудить хороший (малошумящий) цифровой тракт...
...
аккуратное разведение аналоговой и цифровой земель...
...
качественное питание...
...
и собрать конструкцию "правильно"...

В зависимости от желаемых характеристик - может быть разный подход...
Обычно используется "рекомендованная" производителем схема, рисунок разводки...
Но и опыт, конечно.
Хотя, задача может быть достаточно трудная (зависит от характеристик), но, решаемая...

"Берете и согласовываете" не информативно.

На данный момент я не имею информации об уровне сигнала на выходе ПЧ приемника. Возможно кто-то может подсказать. Самого приемника в наличии еще нет, поэтому посмотреть сам не могу.

Усилить сигнал в приемнике нет возможности, усилитель необходимо ставить у себя на борту. Какой материал необходимо использовать для сердечника широкополосного трансформатора?

По поводу тактового генератора и цифрового тракта - я в курсе.
Разводка земли - это очень серьезный вопрос. Я возможно задам его позже, когда нарисуется приблизительная схема.

Какие стабилизаторы Вы бы порекомендовали для обеспечения качественного питания?

Что значит собрать конструкцию правильно. Если необходимо что-то экранировать - то что?

Абсолютно с Вами согласен .

Но судя по дальнейшим Вашим вопросам:


он в данный момент абсолютно достаточен и содержит побуждение к более глубокому изучению поставленного вопроса .

Я обязательно изучу данную тему, надеюсь с Вашей помощью. У меня нет особого опыта по согласованию такого типа сигналов с АЦП и более того у меня даже нет некоторых исходных данных для решения этой задачи. Поэтому я и обратился с вопросом к ЗНАЮЩИМ людям.

...На данный момент я не имею информации об уровне сигнала на выходе ПЧ приемника. Возможно кто-то может подсказать. Самого приемника в наличии еще нет, поэтому посмотреть сам не могу.

У нас ПЧ снимался с выходного гнезда связного приемника (готового изделия, про него было известно - напряжение, полоса частот, сопротивление). Название могу уточнить, но пока, ваш приёмник мне не знаком, пас...


...Усилить сигнал в приемнике нет возможности, усилитель необходимо ставить у себя на борту. Какой материал необходимо использовать для сердечника широкополосного трансформатора?

Вы можете упростить задачу: привести характеристики известные про этот приемник?, это может упростить Вашу же задачу..., во всяком случае, будет понятней, что требуется конкретно... Ну, или дождаться характеристик...
Широкополосные усилители реально сделать с большим динамическим диапазоном в требуемой полосе (в разумных пределах, конечно...).
Определитесь - что на входе усилителя, дальше станет понятно...

Трансформатор - мы брали готовый... из рекомендованного под АЦП... материал: какой то.


...По поводу тактового генератора и цифрового тракта - я в курсе.

Хорошо...

Разводка земли - это очень серьезный вопрос. Я возможно задам его позже, когда нарисуется приблизительная схема.

Хорошо...

...Какие стабилизаторы Вы бы порекомендовали для обеспечения качественного питания?

Здесь, наверное, не стабилизаторы главное, а конденсаторы, их тип, материал, количество, качество и место подключения, дроссели развязки... а какие поставить стабилизаторы... наверно: все равно...

...Что значит собрать конструкцию правильно. Если необходимо что-то экранировать - то что?

Да, конструкция - главный элемент - плата..., как Вы ее разведёте и сделаете, (кстати и где, то-же важно), собственно и будет зависить Ваш результат...

Экранирование - то же важно, но надо хорошо понимать зачем и от чего Вы собираетесь экранироваться...

Еще раз скажу, что 14бит в такой полосе это - достаточно сложная, но решаемая задача. (Если речь не идет о 14 битах псевдослучайного кода АЦП в выходном регистре .)

Простите, а Вы не ошиблись? 10,7 МГц - это ширина полосы или всё-таки центральная частота ПЧ?

А в приемнике ПЧ есть цепь АРУ? Если нет,то подумайте о регулируемом усилителе (типа ADL5330).
Дело в том,что цифры,которые дает производитель АЦП (всякие SNR,SFDR..) приведены для идеального случая: размах сигнала на входе 1В,клок чистый,пульсаций питания нет и т.п.
Если сигнал меньше,чем надо,это так же как плохой клок сожрет динамику.

Странный радиоприемник с шириной полосы 10.7МГц. Даже у телевизоров полоса уже...
Все же автор, видимо, имел ввиду несущую частоту. Но зачем пытаться оцифровать от 0 до 10,7 МГц...
БОльшая часть указанного спектра информации не несет.
Гораздо проще преобразовать только сам сигнал.

to nicom
Не могли бы Вы указать параметры ПЧ и тип вашего приемника?

По поводу спектра однозначной информации не имею, есть предположение , что полезный спектр сигнала не превышает частоты ПЧ.

А это как?

По поводу спектра - это я погорячился. Извиняюсь. Это немного не моя специализация. Вот почитал немного о радиоприемниках и осознал свою ошибку.

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.

Может быть Вы и правы, я уже и сам склоняюсь к этой идее. Однако полоса сигнала на ПЧ может быть достаточно широкая (например TV) и в этом случае делать это бессмысленно.

Пусть ширина полосы сигнала равна, скажем, 200 кГц.
Тогда для оцифровки без потери информации достаточно всего 400 квыб/с.
В реальности, конечно, частоту дискретизации стараются делать несколько выше, но в пределах разумной достаточности.
А центральная частота ПЧ не играет особой роли. Важно только, чтобы полоса пропускания АЦП-шного УВХ была выше максимальной частоты спектра входного сигнала.

Для ТВ сама ПЧ должна быть выше и фильтры широкополосные. На 10,7 МГц самое широкое, что может быть - WFM (ЧМ радиовещание), полоса в несколько сотен кГц максимум.

Я видел приставку к этому приемнику, которая подключалась к ПЧ и имела свой видео выход на TV. Так что я думаю, что ширина полосы полезного сигнала на ПЧ минимум 6МГц.

А что за приёмник-то? Может, ссылочку на производителя дадите, а то с ходу нагуглить не получается, а время тратить неохота.

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.

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.




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

Ха, вовсе не обязательно - существует такая штука SSTV (кажется ) - передача статических изображений по любительским каналам...

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.

Не так все оно просто. Чем больше преобразований, тем больше побочных каналов приема. Зеркальных, комбинационных... если в системе еще и передатчик есть и все в дуплексе, ситуация усугубляется дополнительно. Не зря 1 ПЧ стараются делать как можно выше, чтобы "зеркалку" отфильтровать с минимальными затратами. 10,7 МГц для профессионального приемника... как-то не смотрится Или она у него вторая? Или одна из нескольких первых - специально для WFM?

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

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.

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

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".

Дык, от антенн, фильтров, и МШУ я и не предлагаю отказываться.
Как это не будет аналоговых узлов? АЦП тоже содержит аналоговую часть...
И, кроме того, позвольте узнать, что Вы подразумеваете под "сравнительно низкими частотами"?
Простите, о каких именно основных характеристиках идёт речь?

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




Всё, что ниже 1ГГц.



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

Трудно не согласиться...
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...

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....

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.

Позволю себе кое-что сказать:
1. Ширина спектра на выходе ПЧ приемника определяется шириной полосы кварц-фильтров основной селекции,
2. Очень сомневаюсь, что в приемнике без преобразователя можно усилить сигнал (профессиональные приемники имеют чувствительность менее 1мкВ) до уровня, необходимого для АЦП. Нужны высокоизбирательные уилители на фиксированную частоту. т.е супергетеродинная схема,
3. К числу важных, определяющих характеристик приемника также относятся чувствительность, параметры интермодуляции (многосигнальная динамика).
4. Ответы на многие вопросы по теории высококачественных РПУ КВ диапазона можно найти в книгах Рэда.
5. При применении AD9244 старайтесь максимально придерживаться рекомендаций ПДФа, в том числе и по печатной плате,
6. Трансформатор на входе АЦП можно заменить на AD8138, 8139 (Вам все равно дужно получать дифф. сигнал на входе АЦП).
7. Такт работы АЦП во многом будет зависить от того что Вы хотите получить в тракте ЦОС, и как. Эти вопросы нужно решать с хорошим специалистом по ЦОС радиоприемных сигналов (я настолько хорошо эти вопросы не знаю).
И последнее, в зависимости от целей и задач ЦОС, которую Вы хотите осуществить, посмотрите вариант оцифровки по НЧ. Если планируется использовать внешний ПК, то звуковая карта уже есть, а программ обработки звука в Инете как грязи.
Удачи

Да, усилить ВЧ сигнал на ~100-120 дБ вряд ли получится. Однако, а)такое усиление не всегда нужно и б)супергетеродин, по-моему, практически всегда может быть с успехом заменён приёмником прямого преобразования.

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......

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.

Именно полосу?

Полоса ПЧ 10.7 МГц- 8МГц. Ширина телевизионного канала.

Несколько раз прочитал и не понял.Зачем измерять напряжение ПЧ.
Прошу камни не кидать.Ну отстал я.Тут есть разработчики приемников. Зачем
сейчас меряют ПЧ?

Ну, там просто про согласование конкретный вопрос был... Позволю напомнить

А вот как раз про это, в развернувшемся обсуждении, и забыли в общем-то

При такой ширине полосы, мне кажется, согласовывать вход АЦП с выходом УПЧ вовсе не обязательно.
Имеется в виду согласование импедансов, конечно. При условии, что сама ПЧ не слишком высока.

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).

Оцифровку ПЧ делают для того, чтобы организовать демодуляцию сигнала в цифре.
Цифровые демодуляторы имеют лучшие параметры (линейность, стабильность и т.д.) по сравнению с аналоговыми.

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.

Нет, не сразу. Мне, по крайней мере.
Если приведёте параметры сигнала и требования к точности оценивания параметров, можно будет сказать более определённо. А сама задержка в 300нС сама по себе не является чем-либо экстремальным для ЦОС.

Это не задержка. Это время между окончанием импульса и концом выдачи параметров.

Я имею в виду именно это время, только называю его задержкой выдачи параметров.
Хотя, конечно, его можно назвать как-нибудь по-другому.

Тогда в чем же суть дискуссии? По-моему все ясно было с самого начала (см. #2), да и сам автор не принимает в ней участие по-моему - неинтересно наверное.



Э-э-э, а зачем это в обычном моноипульсном приемнике определять частоту несущей и параметры импульса? Такие приемники применяются в системах сопровождения (track and guidance). Суть их работы заключается, IMHO, в получении информации об угловом положении источника сигнала по факту однократного приема этого самого сигнала. Речь идет о сравнении сигналов, полученных по разным каналам распространения так сказать , поэтому такие приемники многоканальные.

Вот в warfare приемниках - другое дело. Ессно, такие приемники могут быть и моноимпульсными, но это как добавок ко всему остальному.