Electrovoicer Jul 11 2016 at 13:01

Разработка многоканального SDR

7 min

17K

Computer hardwareElectronics for beginners

From sandbox

+21

Comments 38

baghear Jul 11 2016 at 15:29

Мне думается, реальное фото устройства лучше бы смотрелось чем картинка, а то не понятно готово устройство или нет.

Electrovoicer Jul 11 2016 at 15:41

Устройство готово, картинка будет в одной из следующих статей.

gapel Jul 11 2016 at 15:50

очень интересно.Более того, было бы очень интересно про радары и плату захвата. Ибо не хватает такой информации на этом ресурсе)))

Electrovoicer Jul 11 2016 at 15:54

Если времени и терпения хватит, опубликую и про это серию статей.

gapel Jul 11 2016 at 16:05

Отлично, буду надеяться и ждать

pacific182 Jul 11 2016 at 15:57

А что за плата RVAQ и «наша» — это чья? Если не секрет, конечно.

Electrovoicer Jul 11 2016 at 16:02

Не уверен, что тут можно давать подобные ссылки. Да и тема специфическая. Просто «наша» — это значит наша )) Мы — небольшая компания в Санкт-Петербурге, которая разрабатывает подобные вещи уже более 10 лет. Я являюсь архитектором системы, и, по совместительству, занимаюсь разработкой «железа».

gapel Jul 11 2016 at 16:05

ну если не военный продукт, с секретностью, то почему просто не сделать статью с указанием параметров))) На правах рекламы. Приятно что есть еще у нас такие компании, и думаю это было бы интересно многим.

Electrovoicer Jul 11 2016 at 16:11

Нет, проект не военный, секретности нет, и пиар не помешает. Просто техника двойного назначения требует внимательности при написании статей. Статью напишу.

gapel Jul 11 2016 at 18:16

кстати про секретность. А схемы в лучшем разрешении нет?

Electrovoicer Jul 11 2016 at 23:19

Это всего лишь блок-схема радио-фронтэнда, ничего особо выдающегося. Преселекторы, аттенюатор, МШУ, смеситель, гетеродин.

jok40 Jul 12 2016 at 16:50

И тем не менее, я тоже присоединяюсь к просьбе gapel: раз уж опубликовали схему, то хотелось бы, всё-таки, чтобы на ней хотя бы надписи читались. Можно было бы сделать картинку кликабельной — чтобы по клику на неё открывался нормально читаемый вариант.

carrier Jul 11 2016 at 18:39

Невод случайно не вы делали? :)

Electrovoicer Jul 11 2016 at 23:18

Я не знаю, что это.

ZEvS_Cat Jul 12 2016 at 02:22

Простите, но стоит ли ждать 70дБ динамический диапазон на приемнике, в основе которого квадратурный демодулятор?

-1

Electrovoicer Jul 12 2016 at 09:35

Простите, но Вы невнимательно читаете.

pvvv Jul 12 2016 at 16:49

У АЦП полоса 200МГц по входу, нельзя ли было перенести вниз самим АЦП, причем одноканальным, просто взяв соответствующую нечётную зону Найквиста (15ю), а всё остальное уже делать в цифре?
Линеар делает хорошие АЦП, собственные шумы и так несколько нВ/Гц^0.5, там и усиливать-то не особо много надо, одного МШУ хватило бы, по сравнению со смесителем.
Взять только АЦП с частотой дискретизации немного побольше, LTC220X, чтобы требования к входному полосовому фильтру ослабить.

hdmi Jul 12 2016 at 17:54

Простите за сомнительный вопрос: я правильно понимаю, что 15ая зона Найквиста в данном случае (при частоте дискретизации 20МГц) — это полоса 150МГц — 160МГц? Сигнал лежит в 156МГц — 162МГц, т.е. на стэке зон.

pvvv Jul 12 2016 at 18:21

Частоту дискретизации АЦП можно сделать 20.5МГц, чтобы сигнал попал ровно в середину 15 зоны или 18.17МГц, чтобы в середину 17.

hdmi Jul 12 2016 at 18:43

Спасибо, все понял.
Однако, указанный в статье АЦП больше 20МГц не потянет. А 18.17МГц вроде как и получается, только как вы и заметили выше, полосовой фильтр будет серьезного порядка.

Electrovoicer Jul 13 2016 at 14:57

Дело в том, что при работе в зонах выше первой, заметно (в рамках задачи) ухудшаются такие параметры, как SFDR и SNR. Поэтому решено было делать Zero-IF и работать в первой зоне Найквиста, чтобы получить максимальные характеристики. По этой же причине не используются более быстрые АЦП — шумы еще можно было бы обменять на полосу, а вот с линейностью ничего не поделаешь…

pvvv Jul 13 2016 at 16:14

Линейность от частоты не должна зависеть, она там у всех +-0.5LSB, даже у 100МГц LTC2207.
Шумы тоже одинаковые, если их плотность смотреть в человеческих нВ/Гц, вон у LTC2204 формально шумы почти в два раза выше, но так и полоса почти в 4 раза больше, так что плотность-то абсолютно та же.
SFDR ухудшается немного, но дополнительные усилители и смеситель линейность тоже совсем не улучшают, и ухудшается он у АЦП, судя по графикам, только при сигнале на всю шкалу, если амплитуду чуть скрутить остаются те же -110-120 (dBFS) — просто уровень шумов.
Тактирование только нужно очень аккуратное, чтобы в шумы не росли, а определялись только собственными 80fs aperture jitter.

Electrovoicer Jul 15 2016 at 20:01

Какое бы ни было аккуратное тактирование, линейность от частоты все же зависит, и довольно заметно. Если мы заглянем в даташит LTC2271, или в любой другой даташит любого другого быстрого конвейерного АЦП с широкополосным sample&hold, позволяющим работать в N-ной зоне Найквиста, мы расстроимся, обнаружив, что SFDR снижается как минимум на 3дб, а то и больше, в каждой последующей зоне…

pvvv Jul 16 2016 at 17:52

Не знаю откуда взялась цифра 3дБ ухудшения на каждую следующую зону, вот картинки sfdr из даташита, ltc2204 при входе 140МГц (7 зона) и ltc2271 при 5 МГц, третья — наложенные друг на друга. Найдите 10 отличий.
Опять же сравнивать надо не голые АЦП, а один АЦП по сравнению с АЦП + усилитель и смеситель, а они sfdr тоже не повышают.

Electrovoicer Jul 18 2016 at 12:04

Так вот Вы и попробуйте, с учетом драйвера и остального тракта, получить одинаковую линейность на 5 и на 140МГц. Буду рад посмотреть на результаты… Мы ведь не сферический конь в вакууме обсуждаем, а реальную жизнь, в которой есть реальные драйверы/трансформаторы.

pvvv Jul 18 2016 at 15:36

А вышеприведённые картинки из даташита, они не достаточно достоверны?
Вопрос-то в том и заключается, что если уж сам по себе АЦП всё равно нормально измеряет и на высокой частоте, не будет ли лучше для той же линейности упростить тракт (одинаковый для обоих случаев), только выкинуть смеситель и дополнительный каскад предусилителя, которые в реальной жизни эту самую линейность будут только ухудшать. У Вас в модели линейность тракта никак не учитывается, так что утверждать что всё упрётся исключительно в sfdr ацп тоже не совсем правильно.

Я пробовал, но мне надо было очень узкополосный ЯМР сигнал в широком диапазоне частот, соответственно интересовали только шумы, линейности не смотрел.
Вот и хотелось бы понять чем такой подход будет лучше/хуже для радиоприёмника.

hdmi Aug 4 2016 at 19:33

Посмотрел даташит на LT2204 — там есть график SDFR vs Input Frequency. И там как раз видно что SDFR ощутимо так деградирует с увеличением входной частоты. То же самое происходит и с SNR, судя по графику SNR vs Input Frequency.

pvvv Aug 4 2016 at 21:07

на картинках двумя комментариями выше, из этого же даташита, видно что у ltc2204 с undersamplingом на 140МГц абсолютно точно такой же sfdr как и у ltc2271, но на 5МГц.
ну а дальше по частоте он пусть себе деградирует как хочет.

hdmi Jul 12 2016 at 16:50

Очень интересно, с нетерпением жду продолжения! И на правах заинтересованного читателя, смею попросить: не скупитесь на детали (прим. диаграмма низкого разрешения — негодую в попытках ее прочитать). Понятно, что для серьезных дядек все это «само-собой-разумеется», а вот для тех кто пытается по крупицам информации понять матерьял, любая мелочь полезна. Спасибо!

Javian Jul 13 2016 at 14:19

Перечислю желаемые свойства такого приемника

Т.е. цель записывать переговоры и AIS?

Electrovoicer Jul 13 2016 at 14:52

Да, изначально было так. Но приемник оказался богаче, и будет уметь гораздо больше.

old_bear Jul 13 2016 at 14:51

Интересно будет глянуть на ресурсоёмкость фильтров, сравнить со своими старыми работами. Так что я тоже присоединяюсь к ожидающим следующих частей.

Electrovoicer Jul 15 2016 at 20:08

Пока дам затравку, сказав, что в недорогой кристалл Lattice LFE3-70 удалось запихнуть примерно 30 GMACS плюс 96 CIC-5 фильтров. Если переносить это на ПК, с учетом накладных расходов в виде арбитража, сумматоров и линий задержек понадобится парочка топовых Core i7…

Что еще любопытно. MATLAB сгенерил некий Verilog-код, в наш целевой кристалл влезло только 8 приемников. После жесточайшей ручной оптимизации поместилось 48… почувствуйте разницу… Думаю, отдельная глава будет посвящена этому.

pvvv Jul 17 2016 at 17:52

Вместо пары топовых i7, самая дешевая видеокарта за 50$ по GMACам эту недорогую плисину за 150$ вполне уделает.
А сигнал с полосой 6МГц внутрь ПК даже через usb2 можно попробовать пропихнуть, не говоря про usb3.

Electrovoicer Jul 18 2016 at 12:12

Возможно, и уделает, но это иной подход, который мы не обсуждаем в рамках данной статьи. Шейдеры не всесильны, они хорошо подходят для определенных классов задач. Кроме того, 2 х 20Мспс х 16бит это 80МБайт в секунду, что не по силам для usb2. Кроме того, очень немного в природе серьезных приборов с интерфейсом usb. Этот интерфейс для мышек и клавиатур, но никак не для вещей, гарантирующих 146%-надежность, особенно в критических применениях.

old_bear Jul 18 2016 at 16:45

Честно говоря, я не удивлён результатами из Матлаба. Он известен своей прожорливостью к ресурсам FPGA как и любой HLS.
По поводу фильтров, почитаю в следующей статье. Всегда интересно глянуть на чужие достижения для оценки своих. :)

nitro80 Jul 14 2016 at 02:48

Будет ли подобный приёмник в продаже? И если да, то какая цена ожидается?

Electrovoicer Jul 15 2016 at 20:08

пишите в ЛП

Show the best of all time