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