‮Сдвиг по фазе (kincajou) wrote,
‮Сдвиг по фазе
kincajou

Category:

Когда абстрактное становится реальным



Есть такой хитрый способ создания узкополосных высокочастотных фильтров - берёте ваш сигнал со средней частотой F0, сдвигаете его на нулевую частоту (буквально, в иностранной литературе это называется zero-IF), фильтруете обычным ФНЧ, затем сдвигаете обратно и опа! сигнал-то уже узкополосный! При этом, в процессе обработки, на стадии zero-IF получаются спектральные компоненты с отрицательной частотой. Явная ерунда, не может быть сигналов с отрицательной частотой, это математическая абстракция... но она прекрасно работает. Black Magic.

Я думаю о том, можно ли применить подобную схему в моём аппарате, чтобы обойтись без трёх стадий преобразования частоты и фильтрации.. сократить количество преобразований хотя бы до двух. Уже приход.

Вообще можно. Но нужен гетеродин, способный выдать частоты от почти нуля до максимальной принимаемой. Эта задача сложнее, чем создание гетеродина с диапазоном, например, от 60 до 120 МГц, хотя тоже решаемая - причём, как минимум, двумя способами:
1) "в лоб": при помощи высокочастотного DDS, способного прямо выдать нужные частоты. Недостаток очевиден: спектр сигнала с DDS весьма грязный и чтобы его качественно очистить от всех побочных составляющих, нужен будет весьма хитрый перенастраиваемый фильтр;
2) "в обход": при помощи вышеупомянутого гетеродина "от 60 до 120" и ещё одного гетеродина "ровно 60". Если их сигналы смешать любым, даже не очень качественным, смесителем, то на выходе получим разностные и суммарные частоты. Суммарную - от 120 до 180 МГц - отрежем простейшим ФНЧ. Разностную - от 0 до 60 - оставим и выдадим на выход. Should work. Прелесть в том, что (как уже сказал) тут хоть и нужен смеситель, но он может быть простейшим-тупейшим, ибо его задача не в том, чтобы взять реальный широкий спектр и качественно его перенести, а лишь в том, чтобы смешать две чистых синусоиды.

Вот. Далее мысля.
Сдвигать обратно вверх отфильтрованный сигнал нет никакого смысла, потому что его потом опять придётся сдвигать вниз - бессмысленная трата ресурсов. С другой стороны, если его оставить на zero-IF, то получается буквальная реализация принципа direct conversion, то бишь прямого преобразования. Но чтоб извлечь информацию из zero-IF, нужен квадратурный преобразователь (та самая хитрая математика в деле) и два синхронно работающих АЦП. Мне никогда не нравилась идея прецизионных аналоговых формирователей квадратур и необходимость использования двух синхронизированных АЦПов (и двух ЦАПов, если хотим ещё и передавать!). С одним АЦП и цифровым методом формирования квадратур работать намного проще... поэтому сигнал выдвинем из области zero-IF туда, где его проще всего цифровать без всяких прочих ухищрений и потерь. Т.е. появляется таки третий гетеродин и всего лишь второй смеситель, у которого на порту RF будет "black magic", на порту LO сигнал от третьего гетеродина с фиксированной и довольно низкой частотой (и его как раз проще всего сформировать DDSом с простым фиксированным ФНЧ на выходе), а на выходе - годная к оцифровке полоса сигнала с положительными частотами и ограниченным спектром.

Причём оное ограничение можно сделать ОЧЕНЬ качественным, нужен лишь правильный выбор метода фильтрации - дабы скаты АЧХ были порезче, а ФЧХ была бы как можно более плоской (т.е. параметр Group Delay Time в полосе пропускания сильно меняться не должен).

И это будет SDR at it's best, сочетание всего лучшего из миров аналоговой и цифровой обработки.

По-моему, я поторопился с разводкой платы.
Tags: радио
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 10 comments