|
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.
signál vzorkovaný vzorkovacím
kmitočtom fvz spektrum vstupného signálu F(ω), pre spektrum vzorkované signálu
platí vzťah:
(2)
Prakticky znamená, spektrum navzorkovaného signálu dané súčtom replík
spektra pôvodného signálu skopírovaných k-násobky vzorkovacieho kmitočtu. Pri praktickom použití však záleží využití
rozsahu prevodníka (najväčší dynamický rozsah pri 100 využití rozsahu). Aby
nedošlo skresleniu signálu prekrytím susediacich spektrálnych replík tzv. toho vyplýva, že
s rastúcim počtom bitov jeho hodnota klesá. Podobne
ako pri zosilňovačoch A/D prevodníkoch objavujú nelinearity, ktoré spôsobujú
harmonické alebo intermodulačné skreslenie. Toto speriodizovanie spektra
výstupného signálu výrazne ovplyvňuje voľbu hodnoty vzorkovacej frekvencie. Prevzorkovanie znamená
použitie vyššieho vzorkovacieho kmitočtu. Okrem
šumov bežných zdrojov vznikajú A/D prevodníku špeciálne druhy šumu, ktorých
najvýznamnejší nazýva kvantizačným (existuje ešte napr. jeho obmedzeniu slúži systém AGC.
prevzorkovaním (oversampling) následným filtrovaním. zohľadnení
spomenutých vplyvov pri použití prevodníka N-bitov, vzorkovacím kmitočtom fvz
a šírkou pásma filtra možné pomer S/N vyjadriť rovnicou:
(1)
Ďalším možným zdrojom skreslenia pri vzorkovaní prekročenie rozsahu A/D
prevodníka. Spôsobuje ho
zaokrúhľovanie vstupnej hodnoty signálu kvantovacie hladiny.
Vzorkovanie spektrum signálu:
Pri vzorkovaní signálu dôležité zohľadniť zmeny spektre výstupného signálu,
ktoré práve diskretizácia signálu spôsobuje. Pre praktické použitie preto pre A/D
prevodníky udáva dynamický rozsah bez nežiaducich zložiek (SFDR). Úroveň šumu priepustnom pásme nasledujúceho filtra
(má charakter dolnej alebo pásmovej priepusti) potom nižšia. prvej
Nyquistovej zóne nachádza spektrum pôvodného signálu základnom pásme. Približne platí, pridaním jedného bitu sa
zlepší pomer S/N dB. aliasingu,
musí platiť Nyquistova podmienka vzorkovania:
. 1. Dynamický rozsah A/D prevodníka
je teoreticky určený pomerom S/N. Výkon šumu zostane rovnaký, avšak je
roztiahnutý väčšieho pásma. Zníženie kvantizačného šumu možné docieliť tzv.
V nasledujúcich zónach nachádzajú repliky tohto spektra (nepárne zóny) repliky
časti spektra pôvodného signálu pre záporné frekvencie, ktoré zrkadlovo otočené
v porovnaní spektrom pre kladné frekvencie. Nyquistove zóny. pomer S/N (SNR Signal Noise Ratio).
Vzniknuté spektrum (Obr. granulačný šum pri
vzorkovaní konštantnej úrovne výstup osciluje medzi dvomi hladinami).11
Parametre A/D prevodníkov:
Hlavnými parametrami A/D prevodníkov pre použitie rádiovej technike ich
rýchlosť, dynamický rozsah tzv.13) možné rozdeliť tzv
