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关于软件全模式无线电台的设想。(原创) [复制链接]

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离线一异
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868
只看该作者 20楼 发表于: 2008-04-17
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ΔΣ adc速度不够。14-16bit, 100+ms/s左右的adc一般是流水线结构的。
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你误解了。
我的意思是用高速(流水线式)adc采样,得到一个码速率很高的数字信号(比如100m sps),这个信号经过高速滤波器(如用fpga做的硬件滤波器)预处理之后,因为带外信号被滤除,实际信号带宽变小了,我们不再需要原来那么高的码速率了。
这时,为了减小后级处理的运算量,我们必须降低码速率。因为信号的实际带宽已经变小,降低码速率而不丢失信息是完全没有问题的。

我所说的采用噪声整形技术就是用在这里,在降低码速率的时候,增加有效的字长,这也就意味着增加动态范围。实际上ΔΣ ad转换器就是采用高速、短字长(低精度)的ad采样,经过信号处理之后变成低速、高精度的数据。

现代高速adc的速度用于直接软件收信机速度是绝对没有问题的,但我所见到过的速度足够的adc最多14位。我认为14位adc用作接收机动态范围应当是不够的,我提出的方法或许是在现有条件下增加动态范围的一种可能的方法。
离线mainstreet
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44
只看该作者 21楼 发表于: 2008-04-17
[quote=一异]你误解了。
我的意思是用高速(流水线式)adc采样,得到一个码速率很高的数字信号(比如100m sps),这个信号经过高速滤波器(如用fpga做的硬件滤波器)预处理之后,因为带外信号被滤除,实际信号带宽变小了,我们不再需要原来那么高的码速率了。
这时,为了减小后级处理的运算量,我们必须降低码速率。因为信号的实际带宽已经变小,降低码速率而不丢失信息是完全没有问题的。

我所说的采用噪声整形技术就是用在这里,在降低码速率的时候,增加有效的字长,这也就意味着增加动态范围。实际上ΔΣ ad转换器就是采用高速、短字长(低精度)的ad采样,经过信号处理之后变成低速、高精度的数据。

现代高速adc的速度用于直接软件收信机速度是绝对没有问题的,但我所见到过的速度足够的adc最多14位。我认为14位adc用作接收机动态范围应当是不够的,我提出的方法或许是在现有条件下增加动态范围的一种可能的方法。[/quote]噪声整形是把平坦频谱的量化噪声集中在高频,再在降低采样率的时候自然地把那些噪声去掉。我觉得这不适用于频谱上集中的失真信号。

动态范围的定义和频带有关。作为通用的器件,adc动态范围应该是用广带的噪声的失真来定义。如果应用是窄带的单频信号,只要考虑窄带宽的噪声,动态范围会更大。但是一般的通信系统,比这要差一些,相邻频道会引入互调失真,和信号混在一起。我觉得噪声整形甚至滤波对此无能为力。

一般的adc失真指标是sfdr和thd,是针对单频信号的。
离线一异
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868
只看该作者 22楼 发表于: 2008-04-18
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噪声整形是把平坦频谱的量化噪声集中在高频,再在降低采样率的时候自然地把那些噪声去掉。我觉得这不适用于频谱上集中的失真信号。
动态范围的定义和频带有关。作为通用的器件,adc动态范围应该是用广带的噪声的失真来定义。如果应用是窄带的单频信号,只要考虑窄带宽的噪声,动态范围会更大。但是一般的通信系统,比这要差一些,相邻频道会引入互调失真,和信号混在一起。我觉得噪声整形甚至滤波对此无能为力。
一般的adc失真指标是sfdr和thd,是针对单频信号的。
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要进一步讨论这个问题,我想我们首先要把前提厘清。
首先,这里所讨论的接收机起码要能有与传统接收机相当的性能,不然这个接收机没有存在的价值。
其次,这个接收机基本上是直接对天线接收下来的信号直接采样,最多加一个简单的lc谐振回路进行简单的滤波——当然选择性肯定好不到哪儿去。因为如果在采样前加太复杂的电路肯定就不能算纯软件接收机了。

这两个前提意味着:这个接收机必须能够处理叠加在强干扰信号上的微弱信号。
对通常的接收机来说,首先利用模拟电路的滤波器把大部分的干扰滤掉了,除非出现强的同频干扰、镜频干扰、邻频干扰等情况,信号微弱通常不是问题。
而对纯数字接收机(我认为这个名字可能更合适)来说,有限的adc字长可能成为接受微弱信号的第一个难关。
为了使强干扰信号不被切顶,我们必须使adc的输入电压范围足够大。而adc的输入电压范围大,意味着微弱信号的变化范围只能对应adc的很少的bit数,甚至不到一个bit。adc能够接受的最大电压与最小电压之比,才是我们在这里需要关心的adc的动态范围。

至于sfdr,实际上对应的是模拟电路中的非线性失真。sfdr的存在意味着adc会产生输入信号的倍频,显然这也会产生输入信号的互调信号,总之会产生很多原本不存在的信号频率成分。这些失真产生信号,当然可能干扰微弱信号的接受,不过这是一个概率问题。具体到实际的一个信号是否会被干扰,取决于失真产生的信号频率是否落在信号的有效带宽之内,无法被滤波器滤掉,以及这些干扰信号的强度与需要接受的信号的强度对比。
离线mainstreet
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44
只看该作者 23楼 发表于: 2008-04-18
设计adc时,目标是使性能受热噪声等限制,而不是有限字长引起的量化噪声。即使对于ΔΣ adc,整形前有巨大的量化噪声,性能也是受热噪声限制,而不是整形后的量化噪声。
离线szcharle
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只看该作者 24楼 发表于: 2008-04-18
我看还是变到中频就没采样问题了
离线一异
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868
只看该作者 25楼 发表于: 2008-04-18
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设计adc时,目标是使性能受热噪声等限制,而不是有限字长引起的量化噪声。即使对于ΔΣ adc,整形前有巨大的量化噪声,性能也是受热噪声限制,而不是整形后的量化噪声。
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所以我说需要进行噪声整形啊。
毕竟对于高速adc来说,增加字长不是那么容易的事情。
离线一异
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868
只看该作者 26楼 发表于: 2008-04-18
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我看还是变到中频就没采样问题了
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这样做当然容易得多,但也部分失去了纯数字接收机的优点。