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Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP Digital Down Conversion


Autor: Kowalsky Kowalsky (kowalsky)
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Kann mir jmd. bitte etwas genauer erklären was ist eigentlich der 
Vorteil, dass man beim Digital Down Conversion den Eingangssignal mit 
cos und sin multipliziert. Was würde passieren wenn das Eingangssignal 
nur mit einem Signal multipliziert wäre. Ich studiere Informatik und 
muss etwas mit AD6624 arbeiten wo es unter anderem DDC gibt . Ich möchte 
das gerne verstehen wieso ich als Ausgangsdaten eben Realteil und 
Imaginärteil bekomme. Wo liegen die Vorteile???
vielen Dank

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Zur Trennung der beiden Spiegelfrequenzen, also Summe und Differenz der 
Eingangsfrequenzen. Man braucht nach der Demodulation noch einen 
weiteren 90-Grad Phasenschieber (oder eine komplexe FFT, das erreicht 
dasselbe), dann ist das unerwünschte Seitenband um 180 Grad verschoben 
und hebt sich weg, das erwünschte hat Null Grad.

Autor: Dipl.-Ing. (Gast)
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Hallo Kowalsky,

ein Digital-Down-Converter multipliziert das (meistens) reelle 
Eingangssignal mit einem komplexen, rotierenden Zeiger. Dieser wird 
durch cos(w)+jsin(w) gebildet und wird in der Schaltung/ in dem Programm 
durch die Sinus- bzw. Cosinus-Anteile dargestellt.

Nach der Multiplikation ist das Signal in jedem Fall reell und erscheint 
um die Frequenz w verschoeben im Spektrum. Da eine "Down"-Konvertierung 
stattfindet, hat der ungerade Anteil des Zeigers, Sinus, ein negatives 
Vorzeichen.

Der Vorteil der komplexen Mudulation ist, dass die negativen 
Frequenzanteile des reellen Eingangssignals ebenfalls negativer werden 
und sich somit nicht mit den herunterkonvertierten Signalanteilen der 
positiven Frequenzen überlagern. Eine Überlagerung würde das Signal 
zerstören, wenn in das Basisband herunterkonvertiert wird.

Der Anteil der ehemals negativen Frequenzen wird mit Hilfe eines Filters 
(i.d.R. Dezimationsfilter) herausgefiltert und die Datenraten 
entsprechend reduziert.
           cos(w)
           |
        ,-(X)--[H(z)]--o Re
x(n) o--|
        `-(X)--[H(z)]--o Im
           |
          -sin(w)

Der Erklärung von 'db1uq' schließe ich mich - bei allem Respekt - nicht 
an.

Hilft das?

Autor: Dipl.-Ing. (Gast)
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Nach der Multiplikation ist es in jedem Fall

KOMPLEX

Sorry.

Autor: Kowalsky Kowalsky (kowalsky)
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Vielen Dank für die Antworten
also bei Christoph habe ich leider nicht so richtig verstanden, es ist 
für mich einfach zu wenig erklärt.
Danke sehr Dipl.-Ing. für etwas genauere Erklärung allerdings es sitzt 
noch nicht alles bei mir.
Vielleicht beschreibe ich etwas genauer mein Problem. Ich habe folgende 
Hardwareeinrichtung.
(1)Generator (nur ein Cosinussignal mit 1MHz) → (2)AD-Wandler → (3)etwas 
was das Signal moduliert (beeinflusst, eigentlich das Verhalten ähnlich 
zur Amplitudenmodulation) → (4)RSP(AD6624).
Am Ende bekomme ich nur die Änderungen des Signals also was im Punkt (3) 
geschienen ist, als Imaginärteil und Realteil.
Was passiert genau im Punkt (4) mit meinem Signal?
Ich weiss folgendes, dass beim RSP sieht so aus:
input real Signal → NCO(also mein größtes Problem)-> rCIC2 Resampler → 
CIC5 → RAM Coefficient filter → output quadrature signal.
Mein NCO ist auf 1 Mhz eingestellt.
Nach dem NCO bekommt man schon die zwei Signale also I und Q also da 
muss mein DDC seine Arbeit leisten. Kann mir vielleicht jmd. das 
graphisch zeigen wie das mit runter mischen  genau aussieht oder ein 
Link vorschlagen. Ich glaube ich verstehe alles was Du Dipl.-Ing. 
geschrieben hast aber es ist noch zu wenig für mich.
Vielen Dank

Autor: Dipl.-Ing. (Gast)
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Hallo nochmal,

also wenn Du ein relles, harmonisches Signal mit der Frequenz 1MHz um 
1MHz herunterkonvertierst, kommt logischer Weise eine Gleichspannung 
dabei 'raus.

Das erklärt sicherlich auch, aus welchem Grund Du nur die "Änderungen" 
sieht - nämlich die der Amplitude. Verstimme doch 'mal einen der 
Oszillatoren und Du wirst ein komplexes, harmonisches Signal erhalten.

Für welchen Zweck soll denn das Gelöte gut sein?

Gruß

Autor: Stefan (Gast)
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Hi,

Du bekommst am Ausgang zwei Signale (I und Q) um damit die Daten 
demodulieren zu können.

Mittels dieser beiden Signal läßt sich so ziemlich jede Modulation 
darstellen die es gibt (ich wüßte von keiner Ausnahme) inkl. AM, 
FM,PSK,QAM...

Bei DDC landen diese Signale also in einem DSP (oder FPGA) der das 
Signal dann demoduliert.

Such mal nach IQ Modulatoren/Demodulatoren DDC / DUC Bausteinen...

Das ganze wurde bislang meist Analog gemacht (d.h. man hat die 
IQ-signale auf einen AD-Wandler gegeben und dann im DSP verarbeitet.) Im 
DDC wird die ZF (ev. die HF) digitalisiert und dann im DDC ins Basisband 
(also Frequenzen 0Hz aufwärts bis zur Bandbreite), eben die IQ-Signale 
umgesetzt, sprich heruntergemischt.

Der DUC ist der Baustein auf der Senderseite...

Grüße

Stefan

Autor: Gerrit (Gast)
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Hallo Kowalsky,

(nicht nur) in der Nachrichtentechnik wird ein Signal zu jedem Zeitpunkt 
immer vollständig durch zwei Parameter beschrieben. Das sind Amplitude 
und Phase (polare Form) oder I und Q (kartesische Form). Es gibt auch 
noch die trigonometrische und expotentielle Schreibweise. Alle diese 
Darstellungen sind in einander umrechenbar.

z.B. Amplitude A = sqrt(I^2+Q^2) und Phase phi=arctan(Q/I)

Ein moduliertes Signal wird so also durch einen Zeiger beschrieben, 
dessen Länge die Amplitude darstellt und dessen Winkel zur Abzisse 
("X-Achse") die momentane Phase darstellt. Der Punkt, auf den dieser 
Zeiger zeigt, wird durch die Koordinaten I und Q beschrieben (anstatt x 
und y wie sonst üblich), wobei I der Realteil ("X-Achse") und Q der 
Imaginärteil ("Y-Achse") ist.

Die Frequenz ist bekanntlich d phi / d t, also die Ableitung der Phase 
nach der Zeit, bzw. die Anzahl der "Umdrehungen" des Zeigers pro 
Sekunde.

Bei komplexen Modulationen wird die Phase und Amplitude eines zu 
übertragenden Signales zeitgleich unabhängig moduliert, um mehr 
Informationen zu übertragen (anstatt nur AM oder nur FM). Aus diesem 
Grund hat der DDC "beide Ausgänge", um dem Signal alle Informationen 
entnehmen zu können.

Ich hoffe so wird es klarer.

Viele Grüße!

Gerrit, DL9GFA

P.S.
Die Ausführungen von db1uq oben sind schon korrekt, allerdings ohne 
weitere Erläuterung schlecht zu verstehen.

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