SDR sprejemik

[VolkD]

Dobra smer za doseganje parametrov, ki jih nakazuješ z napovedanimi meritvami, je SDR (selektivnost, občutljivost rx-a, imunost na intermodulacijo, imunost na blokiranje sprejemnika, čistost tx signala, ...).

Ozko grlo pri današnih SDR je eno samo. Žal se ga ne da odpraviti. To je dinamika sprejemnika. Omejeni smo pač z AD pretvornikom.
Hibrid bi bil idealen.

[S53DZ]

12 bitov = 72 dB
ostalo SDR.

[Kroko]

Ampak saj ni nujno, da SDR pretvarja celoten band. Tudi pri SDR-u lahko signal filtriramo. Je res, da potem ne bo celotan band viden na slapu ampak saj ni bistvo SDR-a slap.
Pred digitalizacijo je prav tako potrebno analogen signal ojačati/oslabiti (AGC ali manual).
Z 16bitnim ADC-jem dobimo 98dB razpona kar je kar veliko (z 12 bitnim dobimo okoli 74db).

Ali povedano drugače - to, kar navajaš za slabost SDR-a je v bistvu dodaten feature, ki v klasiki sploh ni mogoč, če pa implementiraš vhod v SDR "kot je treba" potem imaš lahko obnašanje povsem primerljivo klasiki.

[VolkD]

12 bitov = 72 dB
ostalo SDR.

Zdaj sem pa jaz zmeden,...

12 bitov je 4096:1 --> 20 log 4096 -> 72,24 db
Do tu torej nekako stvar deluje, čeprav imam pri pretvorbi pomislek na tisti +- 1 bit.

Bi pa strašno rad vedel kaj je ostalo.

[VolkD]

Ampak saj ni nujno, da SDR pretvarja celoten band. Tudi pri SDR-u lahko signal filtriramo. Je res, da potem ne bo celotan band viden na slapu ampak saj ni bistvo SDR-a slap.
Pred digitalizacijo je prav tako potrebno analogen signal ojačati/oslabiti (AGC ali manual).

To je pa že hibrid. Je najboljša izbira, a žal tudi najbolj zahtevna za gradnjo.

[Kroko]

Ampak v vsakem primeru moramo analogni signal na vhodu ADC-ja "kondicionirati". Lahko temu rečeš tudi hibrid če želiš.

Drugi del se potem naredi z zniževanjem sample rata. S tem omejujemo pasovno širino in povečujemo dinamični razpon. To se imenuje "decimation".

[VolkD]

Ali povedano drugače - to, kar navajaš za slabost SDR-a je v bistvu dodaten feature, ki v klasiki sploh ni mogoč, če pa implementiraš vhod v SDR "kot je treba" potem imaš lahko obnašanje povsem primerljivo klasiki.

Tole ne drži.
Tudi številke, ki jih navajaš so že v teoriji za 2db nižje pri obeh AD-jih. V praksi pa še precej slabše, saj noben AD ne pretvarja na dano število bitov natančno. Vedno imamo dodan še šum +- 1 bit. To v teoriji pobere 4db, v praksi pa tam okrog 6db.

[Kroko]

20 * log(2^12 * sqrt(3/2)) = 74 db
20 * log(2^16 * sqrt(3/2)) = 98 db

[Kroko]

Evo, sem našel še te link:
https://en.wikipedia.org/wiki/Decimatio ... processing)

[VolkD]

Od kje sqrt(3/2) ?

[Kroko]

Od kje sqrt(3/2) ?

od tule: http://www.analog.com/media/en/training ... MT-229.pdf

[Kroko]

Ali z drugimi besedami - 12bitni ADC nam da 74db. Nato še vzorčimo na višji frekvenci in po decimaciji dodatno povečamo razpon. Tega sicer še ne znam računat ampak baje pri 245 MHz vzorčenju dobimo 56db pribitka (tako so izračunali pri flexu). Skupen razpon je potem kar 130db kar je precej bolje od vsake klasike.

http://www.analog.com/media/en/technica ... S-2735.pdf

[VolkD]

Moram priznati, da mi ta matematika ni poznana, čeprav mi nekako ne gre v račun.

Kljub vsemu:
- Nek signal najprej z AD pretvornikom digitaliziramo,
- potem z njim nekaj počnemo (zaradi lažjega razumevanja - ne počnemo nič- glej spodaj),
- nato ga pa z DA pretvornikom spravim nazaj v analogno obliko.

Trdim, da v tem postopku zagotovo izgubimo del informacij.

Ne počnemo nič
raje zamenjajmo z recimo kako matematiko, ki ponazarja lahko kup različnih filtrov, eliminatorjev ponavljajočih motenj,...itd.
Tega se v analognem načinu preprosto ne da narediti (se da, a bi bilo za eno hišo elektronike).

Ostane torej samo še, da se odločimo kaj nam je pomembneje: fantastična obdelava signala, ki ga imamo ali tiste nianse signalov skupaj s tistimi najšibkejšimi, ki jih izgubimo.
Če k temu dodamo še panoramski radio je jasno, da zmaga SDR, vsi, ki delajo zveze s fotelja bodo prisegali nanj. Pa še lepo ga je videti.
Z industrijskega stališča je tak pristop seveda simpatičen. Izdelek je poceni, ker je "notune". Zmaga je popolna.

[s54mtb]

Moram priznati, da mi ta matematika ni poznana, čeprav mi nekako ne gre v račun.

Za začetek si morda razjasni nekaj osnov. Npr. NF ADC-ja

Sicer pa ne mešat hrušk in jabolk. Obesiti ADC na ozkopasovno medfrekvenco ni isto kot širokopasovni SDR.

[mujo]

Ideja SDR je anteno pripeljati direktno na A/D pretvornik. Najboljše bi bilo, če bi se še znebili antene. Če koga zanima lahko najdem vir citata.

VolkD,
Imaš verigo: vhod -> mešalna stopnja -> FM demodulator -> zvok -> FM modulator -> mešalna stopnja -> izhod.
Si upaš trditi, da je izhod enak vhodu?

[VolkD]

Čas gre naprej, razvoj polprevodnikov tudi, zahteve za dober sprejemnik so pa ob pojavu vse več motenj z visokim nivojem, čedalje ostrejše.

Najzahtevnejši sprejemniki kar jih poznam so spektralni analizatorji. Seveda delajo take s FFT-jem in procesorji. Žal jih pri majhnih signalih hitro pobere. Trg torej zahteva klasične spektralce čeprav so občutno dražji.

Ko primerjamo stvari med seboj je seveda treba primerjat elektroniko v enakem času.
Da bi naredili mešanje dveh signalov na digitalen način, moramo naš analogni signal najprej vzorčiti, nato pa narediti matematično mešanje. Šele nato DA konverzijo.
Izdelava mešalnika, ki meša dva signala analogno je seveda mnogo manj kompleksna zadeva.
Ravno ta kompleksnost je tista, ki zagotovi, da bo ta mešalnik zanesljivo za vsaj faktor 10 hitrejši in imel za vsaj 100x boljšo dinamiko.
Razen tega, če prekrmilimo AD pretvornik le za malo, potem je napaka velika za 2 na n, pri čemer je n število bitov pretvornika.
Če prekrmilimo mešalnik, bomo prišli v področje zasičenja, signal bo še vedno uporaben, oziroma bo komaj opazno popačen.

[VolkD]

Sicer pa ne mešat hrušk in jabolk. Obesiti ADC na ozkopasovno medfrekvenco ni isto kot širokopasovni SDR.

Vem. S primernim filtriranjem, če se res potrudiš lahko dobiš še recimo 20 db dinamike.

[mujo]

S primernim filtriranjem, če se res potrudiš lahko dobiš še recimo 20 db dinamike.

Kje si pa dobil 20 dB?

Z Ettus N210 sem brez težav imel vsaj 60 dB dinamično območje (brez AGC; 16 bit ADC).

[VolkD]

Kje si pa dobil 20 dB?

Dodatnih.

[Kroko]

@VolkD - Za začetek te prosim, da nisi žaljiv. Ne pogovarjamo se o "delanju zvez iz fotelja" ampak o sodobnem pristopu pri izdelavi radijskega sprejemnika.
Prav je, da se naučimo, kako se naredi in izboljša klasiko. Zato z veseljem spremljam vse v zvezi z uBitX. Ne pa biti "sovražen" do drugačnih. Konec koncev SDR deluje povsem enako, le da so posamezni moduli izvedeni programsko.

Če se vrnem k temi, mislim da vem, kaj te moti. V analognem svetu je seštevek moči samo seštevek moči. En močan signal + en šibek signal = močan signal. Indikator je zabit do konca.
Pri ADC pa moraš razmišljati diskretno. V določenem trenutku v času ADC prebere vrednost. Ta vrednost ni zabita. Je pač vrednost, ki jo ima sinusni signal v tistem trenutku. Seveda signal ne sme biti prekrmiljen ampak za to smo že poskrbeli prej.
Vrednosti prebranega signala se med seboj ne seštevajo saj se nikoli ne zgodi, da bi imeli dva signala na isti frekvenci. Se pravi, da je nemogoče, da bi signal ene frekvence "povozil" signal druge frekvence. Gledano diskretno, kot deluje ADC, se to ne more zgoditi.
S tem, ko zajemamo več vzorcev kot je potrebno v bistvu povečujem resolucijo samega zajema. Če frekvenco podvojim bom v enaki časovni enoti dobil dva bita namesto enega. To pomeni 6db večjo občutljivost. Se pravi, da vsakič, ko podvojimo frekvenco vzorčenja, dobimo 6db večjo občutljivost, zato je smiselno ADC poganjati čimhitreje.

[Kroko]

...Izdelava mešalnika, ki meša dva signala analogno je seveda mnogo manj kompleksna zadeva...

Kaj pa vem, v C++ znam zmešati marsikaj, kako pa si do

Na jedro ( tip jedra ni kritičen - 12MHz) navijemo dvakrat po 7 ovojev lakirane bakrene žice Φ0.2mm.

tega prišel pa mi ni najbolj jasno.

[VolkD]

Pri ADC pa moraš razmišljati diskretno. V določenem trenutku v času ADC prebere vrednost. Ta vrednost ni zabita. Je pač vrednost, ki jo ima sinusni signal v tistem trenutku. Seveda signal ne sme biti prekrmiljen ampak za to smo že poskrbeli prej.

Kako smo poskrbeli prej ? s čim ? Na kakšen način ?

[Kroko]

Ojačevalnik/slabilnik pred ADC-jem. Vsak snemalnik to ima, gre pa seveda tudi brez.
Zakaj te je zmotil samo ta povsem nebistven stavek?

[VolkD]

...Izdelava mešalnika, ki meša dva signala analogno je seveda mnogo manj kompleksna zadeva...

Kaj pa vem, v C++ znam zmešati marsikaj, kako pa si do

Na jedro ( tip jedra ni kritičen - 12MHz) navijemo dvakrat po 7 ovojev lakirane bakrene žice Φ0.2mm.

tega prišel pa mi ni najbolj jasno.

Ja vidiš, meni pa ni jasno kako ti v C++ zmešaš marsikaj.

Upam, da razumeš, da tvoje ali moje osebno poznavanje neke stvari ne sme igrati vloge pri oceni kompleksnosti problema.

1. RF jedra, ki delujejo v načinu transformacije signala so bistveno bolj širokopasovna kot pa če delujejo kot jedro dušilke. Če pogledaš RF jedra boš videl, da so takorekoč vsa namenjena za delo v območju med 5 in 100MHz. Ker v režimu dela kot transformator Q faktor ni pomemben, jih lahko navzdol uporabimo vse do par MHz. Snovne lastnosti materiala pač.
O tem kakšen material se vse lahko uporabi bom pa še na veliko pisal. 7 ovojev je navitih izkustveno - se pa to da tudi izračunati. Čeprav je tako, da sem jaz z izračunom prišel na 5,5 ovoja. Izkazalo se je, da ni optimalno, čeprav so razlike tako majhne, da bi to komot zanemaril. Izmerjena razlika od 5 do 7 ovojev je 0,23db.
Takim malim jedrom je težko izmeriti AL, zato je bil izračun mogoče netočen.

2. Nesporno dejstvo je, da je mešalnik bistveno manj kompleksno vezje kot AD pretvornik, ki za povrh zahteva še pripravo signala. Z naraščanjem kompleksnosti vedno pada zgornja frekvenčna meja. Prav tako dinamika.

[VolkD]

Ojačevalnik/slabilnik pred ADC-jem. Vsak snemalnik to ima, gre pa seveda tudi brez.
Zakaj te je zmotil samo ta povsem nebistven stavek?

Ta stavek je bistven, To namreč zmanjšuje dinamiko in prispeva k kompleksnosti.

Brez tega pa lahko AD prekrmiliš.

[Kroko]

Nima se smisla z mano prerekat. O teh stvareh nimam pojma in svojega SDR-a še niti na papirju nimam. Preberem pa marsikaj

Sem našel članek, ki zna to bolje razložiti kot jaz:
https://helpdesk.flexradio.com/hc/en-us ... s-Debunked

Tudi Kokotov Mile je nakaj pisal na to temo:
http://www.qsl.net/z33t/dynamic_range_eng.html

[S53DZ]

Dobro branje je MT-001 od AD:
https://www.google.si/url?sa=t&rct=j&q= ... Fq3AhTYbej

[mujo]

Ojačevalnik/slabilnik pred ADC-jem. Vsak snemalnik to ima, gre pa seveda tudi brez.
Zakaj te je zmotil samo ta povsem nebistven stavek?

Ta stavek je bistven, To namreč zmanjšuje dinamiko in prispeva k kompleksnosti.

Zakaj v primeru, da izhod ojačevalnika peljemo na A/D pretvornik zmanjšamo dinamiko, če ga pa peljemo naprej na analogni demodulator (oz naslednje analogne stopnje) pa ne?

Saj ojačevalec dodamo zato, da povečamo dinamično območje.

Ali misliš na to, da z A/D pretvonikom "izgubimo" en šibek signal, ki se pojavi ob močnejšem?

[S53DZ]

Treba je razlikovati več stvari, ker sicer lahko hitro zaidemo v področje, kjer primerjamo "hruške in jabolka".

1. SDR sprejemnik je lahko:
- s QSD detektorjem,
- s konverterjem ali pa
- direct sampling.

2. Razlika
- dinamično področje rx-a
- blokiranje vhoda rx-a
- občutljivost rx-a
- selektivnost rx-a

3. Razlika:
- dinamično področje ADC-ja
- dinamično področje rx-a
- dinamično področje LNA-a

4. Večina modernih HAM rx-ov ima vgrajeno možnost uporabe:
- atenuatorja in/ali
- LNA-ojačevalnika na vhodu sprejemnika in
- cele vrste zelo učinkovitih filtrov - povečini kar audio.

5. Če
- uporabimo atenuator, zmanjšamo blokiranje rx-a, ohranimo dinamično področje, ampak poslabšamo občutljivost.
- uporabimo LNA na vhodu, izboljšamo občutljivost, lahko poslabšamo dinamično področje, povečamo blokiranje rx-a.
- ne uporabimo ničesar od naštetega na vhodu rx-a govorimo o osnovnem dinamičnem področju in blokiranju rx-a

Sprejemnik je sklop več modulov (converter, če je, AGC, če je, detektor/demodulator, SDR, filter), ki vplivajo na njegovo obnašanje.

[Kroko]

1. Če bi namesto alinej uporabljal cele stavke bi bolje razumel, kaj želiš povedat.
2. Pod točko 5. bi bila zanimiva tudi razlaga zakaj. Drugače ni jasno ali so našteta dejtva ali pa "bučke" in miti. Celotna tema se je začela ravno zaradi dvoma o nekem "dejstvu" za katerega trdim, da je samo mit.

[S53DZ]

Zadeva ni prav enostavna, čeprav priznam, da je kroko-vo vprašanje zelo enostavno! Iz tega zlahka vzcvetijo "bučke".

Primer: nivo šuma sprejemnika (noise-floor) je odvisen od uporabljene pasovne širine.
Občutljivost sprejemnika se meri pri določenem S/N (10 ali 12 dB nad šumom), ali pa MDS (3 dB nad šumom).
Dinamično področje je pa razmerje med največjim signalom, ki ga sprejemnik zmore sprejeti in najmanjšim.

Ad 1:
V alineah sem navedel različne lastnosti sprejemnika, ki bi jih morali razlikovati. Ergo: ADC dinamično področje je samo ena od njih.

Ad 2:
Namesto svoje razlage, kot primer razlage dodajam to povezavo:
http://www.qsl.net/n9zia/receiver.html

[s51un]

Mislim, da je tole eden izmed boljših SDR dostopnih za radioamaterje z direktnim vzorčenjem, SUN SDR Pro.

Link: https://eesdr.com/en/

Forum: http://www.cqham.ru/

ARRL: Product Review https://eesdr.com/images/Document/SunSD ... %20PRO.pdf


Programska oprema je pomemben sestavni del SDR radijske postaje.