Добрый день.
У меня возникла следующая проблема.
Демодулятор раскладывает сигнал на квадратуры с одновременным опусканием в ноль. По техническим причинам (узкополосная цифровая фильтрация ПП<1%) другой альтернативы нет. При этом получаются очень большие фазовые шумы у ФАПЧ и очень узкая полоса захвата (даже для ФМ-4 при с/ш <=16дб (а нужно 8-10 дб), а перспективе будет нужна и КАМ-16). Те схемы ФАПЧ которые более-менее понятно описаны в литературе особого выигрыша не дали (по решению и по 4ой гармонике). Пробовал ли кто-нибудь работать сразу в нуле? Если да, то пришлите пожалуйста алгоритм или схему ФАПЧ.
Если её можно будет адаптировать под ПЛИС, то вообще здорово.
Заранее благодарен.

Извиняюсь, если сразу не отреагирую на ответ - живу в Хабаровске (время=Москва+7ч), интернет только на работе.

Большие фазовые шумы петли возникают из-за того, что при узкополосной фильтрации становятся заметны фазовые шумы ближней зоны источника сигнала. Эти шумы у ряда генераторов, особенно отечественных, могут быть вмечатляюще большими.
Насчёт методов демодуляции с использованием квадратур, снесённых в ноль - посмотрите поиском в сети демодуляторы, основанные на мгновенной частоте и фазе, их пропагандироват Стешенко. Он же занимался их разработкой в ПЛИС. Есть материалы по ним в DSPA (тоже поиск рулит). При наличии известных недостатоков у этих демодуляторов - очень простая реализация в ПЛИС.

Можно подробнее. В каком месте возникают фазовые шумы? Какая символьная частота (ее значение).
У меня обычно для ФМ4 - полоса захвата состаляла 1/8 от символьной!

"по решению и по 4ой гармонике" - обычно они и используются, всё прекрасно работает.
"Пробовал ли кто-нибудь работать сразу в нуле?" - в смысле? Да обычно сигнал демодулируется в комплексном виде на нулевой частоте.
Вобщем не понятно в чём проблема.

Вот посмотрите модели, может поможет:
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=23652

В принципе, господин Petrov прав. Схема фапч по решению работатет хорошо. У меня было устройство, в котором сигнал оцифровывался на ПЧ 140 МГЦ (частота оцифровки была 200), а полоса полезного сигнала была 1 кГц. И в принципе все работало. Правда эта же схема при работе со спутниковыми сигналами работает на тактовых от 10 кГц, но это связано с собственными фазовыми шумами LNB.

Очень значимое влияние оказывает число тактов задержки в петле ФАПЧ (имеется ввиду тактов системной частоты). В свое время я делал радиорелейную станцию на 8 ГГц. Синтезатор имел шумы на уровне -55 дБ/Гц при расстройке 1 кГц. Изначально в петле ФАПЧ было порядка 10 тактов задержки, и все очень плохо, ну уменьшение задержки до 2х тактов сильно выправило ситуацию. Кстати, манипуляции с параметрами контурного фильтра могут тоже значительно улучшить ситуацию.

Заодно хочется задать вопрос Petrov-у. А почему в ваших моделях на выходе демодулятора сигнальное созвездие повернуто относительно классического представления? Для ФМ4- на 45 градусов, для ФМ8 - на 30?

Ну какой я вам господин, мы с вами ровесники и я тоже на радиотехнике учился. А поворот созвездия дело вкуса, мне кажется что никуда они не повёрнуты.

С тем, что поворот созвездия - это дело вкуса конечно можно согласиться, но выдача таких решений для дальнейшей обработки не удобна. Если повренуть ФМ4 на 45 градусов, то получится квадрат, а знаки координат по оси I и Q - будут жесткими решениями демодулятора. Работать же с точкой, лежащей на оси не удобно, а декодеры помехоустойчивых кодов, использующие мягкие решения вообще с такими точками работать не будут. Созвездие все равно придется повернуть

В тех моделях решение принимается по углу, принимаемый угол -45 до 44,(9) округляется в 0, 45 до 134,(9) округляется в 1 и т. д. Можно для кодов с мягкими решениями использовать угловое расстояние вместо евклидового. Эти модели не готовое решение, просто иллюстрация некотрых принципов демодуляции PSK, что-то лучше показано что-то хуже. Можно внести тривиальное изменение в фазовую синхронизацию и созвездие повернётся.

Да. Можно.
Жаль что вы так далеко от Москвы!

Ну не так далеко как reyder.

Спасибо за внимание.
Да, я согласен. Просто раньше я раскладывал сигнал так, чтобы квадратуры получались на ПЧ (Fc-Fd/4) , а потом производил демодуляцию(комплексное умножение). При этом полоса захвата по 4 гармонике была практически равна полосе сигнала (если он хорошо расфильтрован), а по решению 10%. Размытие точек тоже было поменьше.

Сейчас мне пришлось расложить сигнал так, чтобы квадратуры оказались сразу в нуле (как в кижках). Результат демодуляции тотже, но полоса захвата <5% и большой, как мне кажется шум(точки сильно размываются).

А не может ли это быть из-за метода коррекции ФАПЧ: я прибавляю значение ошибки к текушей фазе прямо на аккумуляторе генератора (табличный) и при нескольких исправлениях в одну сторону - изменяю шаг инкремента фазы генератора. Вставка в эту схему фильтра (после вычисления ошибки) в лучшем случае ничего не дало.

Вобщем решил сейчас после фильтрации восстанавливать сигнал обратно на ПЧ и делать по старому (разложение на квадратуры в ПЧ). Умножителей только жалко, их и так мало.


Может я что-то не так делаю? С ПЛИСами то я работаю уже почти девять лет, а вот с демодуляцией только недавно пришлось столкнуться.

При использовании ФАПЧ по решению полоса сигнала будет в общем случае не более 12.5% (если принять специальные меры, можно довести до 25 %). Но эта схема лучше подавляет фазовые шумы.
Вы пишете, что точки сильно размыты, а как они размыты, как пятно или как дуги? Если как дуги, то это фазовые шумы. Если же как пятна, то скорее всего либо на входе дофига шумов, либо плохо работает тактовая синхронизация, либо не правильно работает согласованный фильтр. У вас есть согласованная фильтрация? Как вы смогли получить полосу захвата в ширину сигнала, если он должен был зарезаться этим фильтром, или все-таки фильтра перед схемой синхронизации нет? Кстати, ошибку нужно прибавлять к слову частоты генератора а не к текущей фазе. Это и будет шаг инкремента фазы. Но тогда система не будет обладать астатизмом и точки будут поворачиваться пропорционально расстройке частоты. Чтобы этого не было, нужно ввести дополнительный интегратор (это как раз эквивалентно тому, что вы изменяли шаг инкремента фазы при нескольких исправлениях в одну сторону). То, что в результате получится - называется пропорционально интегрирующим фильтром. Изменяя коэффициенты передачи прямой и интегриующей ветви которого, можно добиться (или не добиться ) требуемых характеристик.

Рано на ПЛИС делать. Надо сначала на модели все алгоритмы разобрать, и не надо своих каких-то эвристических довесков выдумывать, стандартные алгоритмы работают хорошо, лучше не придумаешь. Не надо переносить с нуля никуда, там отлично всё демодулируется, не зависит полоса захвата от того что на нулевой фазу на 4 умножать, что ПЧ чигнал в 4 степень возводить.

Добрый день. Точки размыты как пятна. Согласованного фильтра перед синхронизатором нет. Я не разобрался как его сделать. ПИФ попробую сделать ещё раз (прошлый раз выигрыша не дал, или сделал не так). Ну а по поводу ширины полосы захвата, я могу прислать программную модельесли подскажете куда отправить. Кстати спасибо за ссылку. Сейчас разбираюсь.

Да модель присылать не надо. Можете прислать картинку точек (просто прикрепите к сообщению). Но коли нет согласованной фильтрации, то точки естественно будут размыты. Согласованный фильтр лекго считается в матлабе утилитой fdatool. Задаете коэффициент скругления, порядок и получаете фильтр.