|
Kategorie: Diplomové, bakalářské práce |
Tento dokument chci!
Táto práca sa zaoberá možnosťami využitia koncepcie softwarového rádia pre rádioamatérske účely v pásme KV a jej následnej implementácie do vhodne navrhnutého hardwaru. Cieľom je návrh transceiveru schopného pracovať v režimoch AM, FM, SSB, a CW. V rámci teoretického rozboru problematiky sú preskúmané používané architektúry softwarových rádií a ich jednotlivé bloky. Rozbor je zameraný hlavne na analógové časti reťazca, ako sú vstupný a koncový zosilňovač, filtre a prevodníky. Ďalej sú preskúmané algoritmy spracovania signálov pre prijímač aj vysielač v daných režimoch a zostavené ich počítačové modely. Navrhnuté algoritmy sú následne implementované do obvodu FPGA (Virtex-5) na dostupnej vývojovej doske.
Fakt, rádio obsahuje
mikroprocesorový obvod alebo obvod digitálneho spracovania signálov, ešte
neznamená, možné nazvať softwarovým.
Softwarové rádia zaostávajú analógovými prakticky len pásmach, ktoré
v súčasnej dobe nie technologicky možné spracovať, hlavne kvôli obmedzeniam
A/D prevodníkov (jedná kmitočty rádovo stovky MHz vyššie).). Napriek tomu, tento pojem existuje dve desaťročia, jeho presná
definícia stále predmetom diskusií. nasledujúcom
texte budú opísané základné architektúry softwarových rádií ich vlastnosti.1 Prijímač priamou konverziou
Architektúra tohto prijímača principiálne vychádza analógového ekvivalentu –
homodynu.
Kvadratúrna vetva zmiešavaná signálom oscilátora, ktorý 90° fázovo posunutý
v porovnaní signálom, ktorým zmiešava vetva synfázna. Prevod prijímaného signálu digitálny uskutočňuje základnom
pásme, čím minimalizujú nároky vzorkovací kmitočet A/D prevodníka. vstupe prijímača prechádza signál pásmovou
priepusťou, ktorá vyberie žiadaný užitočný signál, ten následne zosilnený
vysokofrekvenčným zosilňovačom. Problémom určenie hraničného stupňa
digitalizácie, teda programovateľnosti rádia.1. Obvody, ktoré
spracovávajú digitalizovaný signál spravidla umiestnené jednom integrovanom
čipe (DSP alebo FPGA), znamená nižšie výrobné náklady, menšie rozmery, spotrebu
energie alebo citlivosť tolerancie výrobného procesu nežiaduce parazitné väzby. Medzi najhlavnejšie patria výhody spojené digitálnym
spracovaním signálov.
To, podstatná časť algoritmu spracovania signálu daná programom zároveň
zjednodušuje vývoj zariadenia umožňuje ďalšie rozširovanie funkcií, prípadne ich
aktualizáciu, len minimálnymi zásahmi obvodovej štruktúry rádia. Kmitočet signálu
oscilátora rovná kmitočtu nosnej vlny prijímaného signálu. výstupe zmiešavačov
je preto užitočný signál základnom pásme. prelaďovanie kanálov, systém AGC,. Ďalej reťazci nachádzajú bloky
. Parametre digitálnych blokov určené prakticky len
konštantami uloženými programe (oscilátory, zmiešavače, filtre).. čisto softwarové rádiá sú
považované obvody, ktorých programovo riadená modulácia/demodulácia, korekcia
chybovosti, prípadné kódovanie program tiež istú kontrolu nad
vysokofrekvenčnou časťou rádia (napr..
Softwarová koncepcia rádiových prijímačov porovnaní ich analógovým
ekvivalentom mnohé výhody.2
1 SOFTWAROVÉ RÁDIO
Termín softwarové rádio prvýkrát použil Joe Mitola roku 1991 pomenovanie triedy
rádií, ktoré umožňujú svoje preprogramovanie alebo zmenu konfigurácie [4]. zmena medzných kmitočtov filtra), zaručuje ich presnosť a
stabilitu časom teplotou, taktiež ich návrh, ktorý výhodou možné použiť
návrhové programy, jednoduchší ako pri analógových obvodoch.
1.1. prípade prelaďovania prijímača iné
kanály teda nutné preladiť lokálny oscilátor. Bloková
schéma zapojenia Obr. Nasleduje blok nazývaný kvadratúrny detektor. Príkladom môžu byť zapojenia,
v ktorých signál digitalizovaný audio pásme. Inými
slovami jedno obvodové zapojenie softwarového rádia môže vykonávať rôzny čas
rôzne funkcie.
Signál ňom rozdelí dve vetvy synfáznu (vetva kvadratúrnu (vetva Q).1 Architektúry softwarových rádií prijímačov
1. značne uľahčuje
ich prelaďovanie (napr. 1
