Comments 28
Мне кажется, что ЧМ сигнал УКВ диапазона довольно просто получается из схемы передатчика на одном КТ315 + источника аудиосигнала, типа переносного MP3 плеера.
И принимается тоже прекрасно на приемнике из еще двух-трех KT315.
Автор нагородил такое, что я думал хочет супер приемник с ИИ и автоматическое распознавание голоса. А получилось:
я доволен любому словечку и звуку принятых радиостанций.
Разумеется можно собрать простейшие передатчик и приёмник. Либо приобрести готовый SDR USB-свисток и играться с ним.
Но целью было попробовать обработку сигналов на ПЛИС, а не собрать устройство, реализация которого пойдёт в народ.
Есть еще и сверхдлинноволновый диапазон. Там сигнал не модулирует несущую частоту, а передается как есть. На приемной стороне рамочная антенна, простейший усилитель ЗВУКОВОЙ (!) частоты (один/два каскада), а дальше ЦОС. Можно попытаться и без усилителя, но там будут микровольты, АЦП может не вытянуть. ЦОС - от спектрального анализа (ведь принята будет смесь всех-всех сигналов, даже от молний) до интегрирования сигнала на известной частоте (это если пытаться совсем слабый сигнал принять, от любителя из-за океана, например). Морзянку можно в текст переводить (там азбука Морзе до сих пор в ходу). Но понятным, чаще всего, будет только позывной, OTP как говорится rulezzz :-)
Если на этом остановиться, безусловно, однако автор сделал заготовку, которую можно развивать в направлениях, недоступных аналоговой электронике, приём цифрового радио, цифровые фильтры, автоподстройки, хитрые дифференциалы с разных каналов, фазированные решетки... Что ограничит полёт фантазии, так это цены на аналоговую обвеску.
Только в таком простейшем передатчике модуляция будет скорее всего представлять смесь ЧМ и АМ. Это вполне сносно для того, чтобы услышать что-либо на ЧМ приемник. Но для исследовательских целей, преследуемых автором, необходимо иметь источник сигнала с "правильной" модуляцией.
Не совсем понял Вашу схему с несколькими АЦП, там же должны стоять на каждом канале устройства выборки-хранения, иначе будет сильный шум из-за времени преобразования АЦП и плохой синхронизации начала преобразования. Или я чего то не понял в Вашей схеме?
Все так.
Такие схемы раньше применялись, но на высоких частотах.
Я подозревал, что будут проблемы в синхронизации преобразования АЦП, но пренебрёг ими слегка :)
УВХ уже встроен в АЦП: https://doc.mymsk.cloud/analog.com.datasheet/ad9057/AD9057.pdf
А вот питание входа через резисторы (какого номинала?) - первый шаг к GIGO. @pz4k , плату AFE надо переделывать!
И еще - перенести на нулевую частоту очень просто если у Вас есть хороший генератор(а он есть в FPGA), да и осциллограф написать в FPGA совсем не трудно. Да и вообще там настолько примитивные аналоговые решения что и отлаживать не надо, сами заработают. :-)
Разнесение АЦП во времени для повышения эффективной частоты преобразования давно применяется в цифровых осциллографах.
Приветствую!
Как разработчик аналоговых СВЧ устройств могу порекомендовать Вам собрать RF-front-end (называю этим термином участок тракта от антенного разъема до входа АЦП демодулятора) на широко известной микросхеме SA676. Это приемник ЧМ-сигнала со смесителем и усилителем-ограничителем, с переносом спектра на 455 кГц и последующим аналоговым демодулятором. Вот узел демодулятора Вам не нужен, выход ПЧ 455 кГц отправите на АЦП с частотой до 1 MSps, а дальше будете заниматься чистым ЦОС на ПЛИС без всякой аналоговой бесовщины. :) На неё есть подробная спецификация, с примером топологии печатной платы. Чувствительность на уровне на минус 110 дБмВт.
Если интересно - могу написать подробнее или вообще сделать пост.
Спасибо за наводку)
Я думаю если есть вдохновение на подробный пост/гайд, который может помочь кому-то в работе, то почему бы и не написать? :)
Хм... Извините, я Вам дал слишком сложный путь для движения.
Вам нужна микросхема AD608 (есть в Чип-Дипе). У Вас получится супергетеродинный приемник с одним преобразованием частоты. Схема электрическая принципиальная - рисунок 24 спецификации на микросхему. Из, возможно, непонятных компонентов:
"10.7 MHz BPF" - керамический фильтр на 10.7 МГЦ с полосой пропускания 150 кГц (для broadcast FM приложений, есть целая куча в Чип-Дипе); отвечает за фильтрацию помех (коими, в данном случае, являются все радиостанции кроме нужной).
На значок "полярности" у конденсаторов не обращайте внимания, нужны обычные керамические.
RF input - к антенне.
"LO input" - вход гетеродина первой ПЧ, как раз пригодится Ваша разработка синтезатора частот на ПЛИС. Частоту, соответственно, ставите равной частоте принимаемой радиостанции минус 10.7 МГц. Фильтрацию из прямоугольника в синус можно не делать, пострадает избирательность по побочным каналам приема, для задачи "поиграться с ЦОС" неважно.
"Limiter Out" - выход ПЧ частотой 10.7 МГц, с отфильтрованными помехами, отправляете на АЦП.
RSSI - выход логарифмического детектора принятого сигнала, оценивает в шкале некоторых условных "попугаев" мощность радиочастотного сигнала на входе антенны (уровень шумов - условно ноль - сигнал слабый, менее минус 80 дБмВт, с ростом сигнала растет RSSI; максимальное значение зависит от питания).
Печатную плату для аналоговой части (AD608) нужно спроектировать со сплошным полигоном "земли" на слое "bottom", соединение "земель" цифровой части и аналоговой чсти сделайте небольшой узкой "шейкой", у Вас этого будет достаточно для минимизации шумов.
На отдельный пост не тянет. :)
Автор молодец! И ничего себе самоделки пошли - на Cyclone 5+ARM. и даже с интерливингом и мултиплексированием. Имею в виду цифровые. Аналоговые приемники совсем другая тема. На HackRF и GNUradio не смотрели? Вот например На Хабре
велосипед, красивый. это уже почти полноценный sdr где АЦП все таки побыстрее, но ПЛИС хорошо находят в себя. можно взять готовое железо типа HackRF/portapack и сосредоточиться только на программировании ПЛИС
А не желаете попробовать совместный проект на эту же тему, но потенциально с практически применением впоследствии?
Ради интереса попробовал принять что-нибудь в диапазоне FM на плату из своего проекта Selenite Lite с отключенным диапазонным полосовым фильтром, естественно
Вот так она принимает в Перми Маяк на обыкновенный "детектор Тэйло"
Схема, для справки, в этом файле: https://github.com/dmitrii-rudnev/selenite-lite/blob/main/_documents/Selenite Lite User Manual.pdf
я беспокоился что ПЛИС не будет успевать при таких частотах выполнять математические действия (поправьте если не так)
По моей практике в основном всё упирается в быстродействие встроенных умножителей. Частоты и разрядность для них указаны в даташите.
>режем входной сигнал с помощью разветвителя из резисторов
с помощью резистров изменить фазу не получится. возможны варианты только с помощью конденсаторов и индуктивностей.
без осциллографа разрабатывать электронные схемы вообще не имеет смысла. потому что реальные радиодетали не всегда ведут себя так, как в программе эмуляции.
в укв диапазоне ведется чм-модулированное вещание. если вы попали на станцию, прием будет чистый. помехи в приеме характерны для ам-модуляции. предполагаю, что в схеме смешались кони-люди. получить помехи при чм-модуляции - это еще уметь надо.
а как много можно навтыкать таких АЦП в параллель? должен же быть предел, который выражается не столько в фазе тактирующего сигнала но и в чемто еще
Следующее бутылочное горлышко, это быстродействие схем выборки/хранения. И конечно скорость с которой вы можете обрабатывать поток данных от многочисленных АЦП.
Там появляются ещё другие нюансы, связанные с дополнительными гармониками в спектре из-за такого чередования, необходимостью выравнивать амплитуды и другие параметры отдельных АЦП (маловероятно, что разные микросхемы имеют полностью идентичные параметры, а любая не идентичность – дополнительные шумы и гармоники в спектре). и чем больше отдельных АЦП – тем сложнее это всё откалибровать
Приёмник с чередованием во времени