"Softwarowy" odbiornik radiowy - pomysl czysto teoretyczny.

Mar 27, 2005 33 Replies

Oho, przeoczylem najciekawszy dla mnie watek w tym roku!

Oczywiscie, _dokladne_ to robie w wolnym czasie.

Uklady na 104Msps sa do dostania bez wiekszego klopotu.

Algorytmy demodulacji istnieja i dla tych modulacji sa stosunkowo proste: modulacja amplitudowa wymaga obliczania dlugosci wektora, czestotliwosciowa bada faze, a SSB to cos posredniego miedzy modulacja amplitudowa i fazowa. Problemem obliczeniowym jest wydzielenie interesujacego fragmentu widma.

Selektywnosc to nawet znacznie lepsza, bo mozna zaimplementowac filtry cyfrowe o o dowolnie wybranej charakterystyce, nieosiagalnej dla realizowalnych fizycznie filtrow analogowych. Pojawiaja sie za to problemy z dynamika i wydzielaniem slabego sygnalu z pasma o duzej gestosci mocy zaklocen, bo wowczas latwo moze dojsc do nasycenia przetwornika.

W wielu miejscach, staja sie coraz bardziej popularne.

Pozdrawiam Piotr Wyderski

Ktos potwierdza. ;-)

Pozdrawiam Piotr Wydeski

255,9MHz, ale to jest wydajnosc graniczna mieszacza cyfrowego, jaki udalo mi sie zaimplementowac na Cyclone. Jesli zrezygnowac z RAMow i mieszac CORDICiem, to da sie wejsc jeszcze wyzej.

Tylko to jest w pewnym sensie PMPO, bo ten mieszacz trzeba jeszcze czyms nakarmic, a moj przetwornik dziala "jedynie" na

65MHz, a wiec wykorzystuje zaledwie 1/4 dostepnej mocy obliczeniowej.

Odbierze bez problemu. Przetwornik dziala do 65MHz, ale jego specyfikacja zacheca do eksperymentow z probkowaniem podpasmowym -- 200MHz mozesz mu podac bez problemu na wejscie.

Regulowane cyfrowo wzmacniacze analogowe o pasmie 700MHz...

Nie musi, decymacja znacznie powiekszy efektywna rozdzielczosc przetwornika (o ~40 decybeli). Problemow z nasyceniem jednak nie rozwiaze... :-(

Pozdrawiam Piotr Wyderski

[...]
[...]

Ponieważ jest:

  1. Nieefektywne - w rozumieniu porównania stopnia komplikacji układu w klasycznym i "nowoczesnym" rozwiązaniu.
  2. Niezadowalające pod względem uzyskanych efektów.
  3. Nieprawidłowe pod względem konstruktorskim - stosowana jest technologia nieadekwatna do danego zastosowania.

A poza tym - IMHO jest to:

  1. Podejście efekciarskie, charakteryzujące się przerostem formy nad treścią,
  2. Prowadzące na manowce przez potrzebę rozwiązywania nowych klas problemów, przy jednoczesnym zatarciu ważności kwestii fundamentalnych.
  3. Bezsensowne - z praktycznego punktu widzenia. Otóż z oczywistych powodów takie rozwiązania w wykonaniu amatorskim lub fabrycznym dla segmentu popularnego lub standardowego mają się nijak do możliwości technologii klasycznej. W obecnej chwili można bez większych problemów nabyć jednochipowe odbiorniki, pracujące do pojedynczych GHz za cenę rzędu pojedynczych dolarów. Taki sam odbiornik "digitalny" będzie kosztował o rzędy wielkosci więcej, przy o rzędy wielkości gorszych parametrach.

Reasumując - technologia cyfrowa w radiokomunikacji oczywiście tak. Ale tam, gdzie jej miejsce - do obróbki sygnałów w paśmie podstawowym lub w ostateczności - p.cz.

Z poważaniem - Krzysztof Kucharski

Pozwole sie nie zgodzic. "Klasyczny" uklad odbiornika umozliwiajacy odbior AM, FM, CW i SSB tez prosty nie bedzie. A jesli dolozymy do tego mozliwosc plynnej zmiany parametrow filtrow, uklad "klasyczny" moze przerodzic sie w nocny koszmar konstruktora. Ukladowo rozwiazanie cyfrowe bedzie o wiele mniej skomplikowane.

Uhm, z parametrow konstrukcji jakimi chwala sie konstruktorzy na sieci wyglada ze efekty sa porownywalen albo lepsze

Znow sie nie zgodze. Ukladowo - duzo prostsze. Ideowo - porownywalne. Zamiast implementacji algorytmow na opornikach, kondensatorach, cewkach i kwarcach masz implementacje w jezyku opisu sprzetu badz programowania. Dodatkowo odpadaja "niespodzianki" wynikajace z wplywu elementow na siebie (typu sprzezenia montazowe itp). Dzieki temu uklad mozesz w pelni przesymulowac, usunac bledy i niedociagniecia, a to co zaimplementujesz w procesorze/fpga bedzie dzialac dokladnie tak, jak to sobie zaplanowales i zaprogramowales. W konstrukcjach klasycznych musisz liczyc sie z wieloma czynnikami, ktorych nie jestes w stanie uwzglednic w symulacji.

A poza tym nie bardzo rozumiem w czym sie owa "nieadekwatnosc" przejawia.

Ze zamiast barokowej konstrukcji na elementach biernych masz czysta i przejzysta strukture dokonujaca obrobki _informacji_ ? Efekciarskie moga byc diodki na plycie czolowej, ale to nie zalezy od technologii zastosowanej w srodku urzadzenia.

W odroznieniu od klasycznych rozwiazan prowadzacych na manowce przez potrzebe rozwiazywania starych problemow (patrz pkt. 3)

Czyli jakich ?

Kwestia technologii. W pelni cyfrowe SDR stalo sie realizowalne dopiero kilka lat temu. I to w dosc waskim zakresie uzywanych czestotliwosci. W dalszym ciagu trzeba posilkowac sie klaszyczna obrobka wstepna sygnalu. Technologie "klasyczne" maja za soba wiele dziesiatek lat rozwoju, ale kazdego roku technologia przetwornikow A/C, C/A i pozostalych elemntow obecnych w torze sygnalowym czyni spore postepy. Kilka lat temu za przetwornik A/C wykonujacy kilkadziesiat milionow pomiarow w ciagu sekundy trzeba bylo zaplacic spory worek pieniedzy. Dzis kupisz za kilka-kilkadziesiat $ w "sklepie za rogiem". Zwroc tez uwage ze dobrzej klasy transceivery komunikacyjne oferujace mozliwosci porownywalne z urzadzeniami cyfrowa obrobka sygnalu maja tez z nimi porownywalne ceny.

A czemu nie wcz? Przeciez to tylko nieco inna metoda wykonywania tych samych operacji.

pzdr. j.

PS: kilka lat temu na pomysl zastosowania procesora do pomigania diodka ludzie tylko sie usmiechali i pukali w glowe. Dzis taki uklad ma szanse byc tanszy, prostszy i szybszy w realizacji niz uklad na tranzystorach. Swiat idzie do przodu.

A czy mogę poprosić o jakieś bliższe szczegóły

- na grupę ew. na skrzynkę...?

Pozdrawiam, Antey

Jasne, ale co Ciê mniej wiêcej interesuje?

Pozdrawiam Piotr Wyderski

Ogólnie to wszystko (z genezą projektu włącznie), a szczególnie czy mógłbym się może jakoś przydać ;O) ( w co wątpię, ale nie zaszkodzi zapytać...)

Pozdrawiam, Antey

Wybacz opó¼nienie, ale od kilku dni intensywnie walczê na innym froncie, i to niestety chwilowo bez wiêkszych sukcesów. :-(

Trudno mi odpowiedzieæ na tak precyzyjne pytanie [:-)], ale spróbujê. Pomys³ narodzi³ siê mniej wiêcej w 1999 r., gdy pierwszy raz zetkn±³em siê z koncepcj± software radio i z miejsca w niej zakocha³em. :-) Zapragn±³em wówczas zbudowaæ co¶ takiego, ale na przeszkodzie stanê³y dwie g³ówne sprawy:

  1. braki w mojej wiedzy;
  2. zupe³na niedostêpno¶æ elementów.

W pó¼niejszym czasie obie rzeczy siê systematycznie poprawia³y i teraz projekt zmierza ku finiszowi. Za³o¿enia projektowe zosta³y ustalone, kluczowe pomys³y sprecyzowane i przesymulowane numerycznie, a najwa¿niejsze elementy zdobyte i czekaj± w szafie na wlutowanie i oprogramowanie. Jedyna rzecz, która jeszcze czeka na dopracowanie, to ten nieszczêsny zasilacz impulsowy. :-(

Na wej¶ciu odbiornika bêdzie znajdowa³ siê przetwornik analogowo-cyfrowy 14-bitowy o czêstotliwo¶ci próbkowania

65MHz, co da bezpo¶rednie pokrycie pasma o szeroko¶ci do teoretycznej 32,5MHz, a praktycznie szacujê na ~15MHz przy s³abych antyaliasingowych filtrach analogowych i odpowiednio wiêcej przy lepszych (tylko po co, skoro w tym pa¶mie i tak siê ju¿ mieszcz± 2 kana³y TV...) Nastêpnie sygna³ mia³ trafiaæ do specjalizowanych uk³adów scalonych Analog Devices w celu wyciêcia i odfiltrowania interesuj±cego wycinka pasma, a pó¼niej do szybkiego procesora sygna³owego do obróbki finalnej. Po przemy¶leniu okaza³o siê jednak, ¿e wszystkie te rzeczy (i wiele innych) uda siê zmie¶ciæ w FPGA Cyclone 1C6, co jako efekt uboczny daje te¿ gigantyczn± rekonfigurowalno¶æ

-- je¶li do czego¶ bêdzie potrzebny nowy kawa³ek hardware, to zamiast ¶lêczeæ z lutownic± po prostu go sobie dopiszê. :-)

Na wej¶ciu bêdzie heterodyna mieszacz scalony o czêstotliwo¶ci granicznej 2,5GHz, wiêc je¶li uda mi siê zbudowaæ tak± heterodynê, to bêdê mia³ pokrycie pasma 0--2,5GHz, choæ zasadniczo interesuje mnie do 1GHz. Pó¼niej sygna³ p.cz. zostanie wzmocniony na wzmacniaczach o regulowanym cyfrowo wzmocnieniu do odpowiedniego w danym momencie poziomu, a ca³a reszta przetwarzania to ju¿ ca³kowicie cyfrowo. Bêdzie te¿ gbe anqnjpml zn³rw zbpl b glpu fnzlpu cnenzrgenpu (pmê¶æ nanybtbjn j fcberw pmê¶pv oêqmvr jfcóyan m bqovbeavxvrz), nyr gb avr qb xbñpn yrtnyar, wiêc sza. :-)

O parametrach czê¶ci analogowej nie mogê siê wypowiedzieæ, bo to dopiero wyjdzie w praniu. Natomiast w dziedzinie cyfrowej zamierzam pój¶æ na ca³o¶æ i zastosowaæ wszystko, co podsuwa mi wyobra¼nia, a jednocze¶nie jest mo¿liwe do kupienia. :-) Bêd± wiêc nastêuj±ce rzeczy:

-- podstawowy kana³ komunikacji z u¿ytkownikiem: kolorowy ekran ciek³okrystaliczny 5,6" z panelem dotykowym.

-- interfejsy pomocnicze: USB2.0 (wysokoprzepustowe, 480Mbit/s), RS-232, IRDA, wyj¶cie SPDIF oraz line out i line in d¼wiêku, wyj¶cie composite video (mam ambicjê kiedy¶ odbieraæ na tym równie¿ transmisje telewizyjne). Poza tym bêdzie interfejs do pamiêci masowych Compact Flash i twardego dysku IDE oraz interfejs do pecetowej myszy i klawiatury (jeszcze raz dziêki, Badworm!).

-- oprócz zasadniczej funkcji skanera radiowego bêdzie te¿ tryb pracy jako PDA i urz±dzenie pamiêci masowej USB do przenoszenia danych miêdzy komputerami.

-- absolutnie oczarowa³y mnie pokazane mi przez brata elektroniczne radarowe mapy Europy, wiêc chcia³bym sobie zrobiæ do nich przegl±darkê, ale to na samym koñcu.

-- do tego "bzdurki" w rodzaju zegara czasu rzeczywistego itp. rzeczy.

Czê¶æ cyfrowa i analogowa bêd± zmontowane na osobnych p³ytkach, bo (poza wzglêdami zwi±zanymi z eliminacj± zak³óceñ) o ile pierwsza z nich bêdzie mia³a wystarczaj±ce mi do koñca ¿ycia parametry ju¿ na starcie, to w drugiej da siê spoooro poprawiæ i zmodyfikowaæ do jakich¶ przysz³ych potrzeb i w miarê wzrastaj±cego poziomu wiedzy i do¶wiadczenia.

Nie nale¿y jednak liczyæ na szybkie efekty, bo zajmujê siê tym g³ównie wieczorami, tylko w czasie wolnym od regularnej pracy, dodatkowych zleceñ uzupe³niaj±cych zawarto¶æ sakiewki i prowadzenia ¿ycia osobistego. :-)

Ju¿ sam czas od powstania pomys³u do bardzo zaawansowanej fazy jego realizacji sugeruje geologiczn± skalê czasu. :-) Chcia³bym jednak ju¿ w tym roku cokolwiek odebraæ, mo¿e siê uda.

Je¶li masz jeszcze jakie¶ pytania, zw³aszcza odno¶nie strony technicznej projektu, to chêtnie na nie odpowiem.

Heh, serdecznie dziêkujê za propozycjê i zapraszam do hobbystycznej wspó³pracy, ale doprawdy nie wiem, co chcia³by¶ robiæ. Je¶li masz jaki¶ pomys³, to zapewniam, ¿e wygania³ nie bêdê. :-)

Pozdrawiam Piotr Wyderski

Użytkownik Piotr Wyderski napisał:

Pomysł narodził się mniej więcej w 1999 r.,

...a miłość, jak wiadomo, ślepa jest ;)

Pomysł fajny i ambitny. Też kiedyś na taki wpadłem, ale zanim dotarłem do połowy okazało się że są gotowe urządzenia kompatybilne z moim pomysłem i CO GORSZA kosztują śmieszne pieniądze, więc... Na szczęście dla mnie, mój "dramat" rozegrał się w ciągu miesięcy a nie lat ;)

Dok³adnie. :-)

...wiêc je¶li kto¶ siê elektronik± zajmuje hobbystycznie, to raczej go ma³o obchodzi dostêpno¶æ na rynku gotowych rozwi±zañ. A Ty siê zajmujesz produkcj± urz±dzeñ elektronicznych, co do¶æ dramatycznie zmienia punkt widzenia. :-)

Natomiast dziêki mojemu nauczy³em siê bardzo wielu nowych rzeczy i jego rozwijanie dostarczy³o mi du¿o przyjemno¶ci (a o to w hobby chodzi), wiêc sobie ten "dramat" zamierzam jeszcze przez d³u¿szy czas pohodowaæ. ;-)

Pozdrawiam Piotr Wyderski

Użytkownik Piotr Wyderski napisał:

Słuszna uwaga, którą powinni przyswoić sobie liczne osoby na tej grupie

- czego sie nauczyliśmy, nikt nam nie odbierze.

A.Grodecki napisał(a):

Satysfakcja z samodzielnie zrealizowanych projektów jest niemierzalna, nawet gdyby samoróba była kilkukrotnie droższa niż gotowe urządzenie. A jeśli twórca ma okazję usłyszeć szczere, pochwalne opinie o swoim dziele to dodatkowo duma go rozpiera bo inni potrafili docenić jego trud i umiejętności :-)

Join the Discussion

Have something to add? Share your thoughts — no account required.

Didn't find your answer?

Ask the community — no account required