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