Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP / Machine Learning Verständnis von CIC Decimation


von Owen S. (senmeis)


Lesenswert?

Hi,

soweit ich verstehe in Decimation wird lediglich ein Abtastwert aus 
einigen Abtastwerten genommen. Die anderen werden einfach 
weggeschmiessen. Aber bei der CIC Decimation scheint es anders au sein, 
nämlich alle Werte werden berücksichtigt und irgendwie integriert. 
Stimmt es?

Owen

von derguteweka (Gast)


Lesenswert?

Moin,

Du darfst erst dann dezimieren (d.h. nur noch jedes n-ten Sample 
weiterverarbeiten), wenn sichergestellt ist, dass dein Signal vor der 
Dezimation das Abtasttheorem nach der Dezimation nicht verletzt.
Das macht man oft durch einen Tiefpass vor der Dezimation. Bei der 
CIC-Dezimation ist der Tiefpass halt "eingebaut", ansonsten musst du 
dich halt selbst drum kuemmern und/oder mit dem verletzten Abtasttheorem 
leben.

Kleines Beispiel:

Du hast diese Samples:
 4 4 7 4 4 7 4 4 7 4 4 7 ...

Das ist ein Signal, was - ich sag' mal - mit 1kHz abgetastet wurde.
Darin enthalten ist also ein Gleichanteil und ein Signal bei 333Hz.
Wenn du das einfach um den Faktor 2 dezimierst, dann kommt zB. das raus:

 4   7   4   4   7   4

Da die 333Hz aber bei 500Hz Abtastfrequenz das Abtasttheorem verletzt 
haben, hast du ploetzlich eine neue Frequenz in deinem Signal (167Hz), 
die da nicht reingehoert.
Mit einem vernuenftigen Tiefpass vor der Dezimation sollte dann das 
rauskommen:
 5   5   5   5   5   5


Gruss
WK

von W.S. (Gast)


Lesenswert?

Also, nach meinem Verständnis besteht der CIC-Algorithmus schlichtweg 
aus einer Verkettung von mehreren gleitenden Mittelwerten aus je 2 
Samples. Damit dabei der Informationsgehalt nicht verlustig geht, steigt 
dabei die Bitbreite bei jeder Stufe um eins an. Normalerweise hat man ja 
keine Integers, sondern gebrochene Zahlen, weswegen die zusätzlichen 
Bits "rechts" drankommen.

Mal salopp skizziert:
gegeben seien hereinkommende Samples "A", also A(n),A(n-1)... usw.

Die 1. CIC-Stufe macht daraus B = (A(n-1) + A(n))/2. B braucht dabei 1 
Bit Breite mehr als A und B wird bei jedem 2. Takt als neuer, 
dezimierter Strom von Samples "B" (also B(m),B(m-1).. usw) an die 
nächste Stufe weitergegeben.

Die nächste CIC-Stufe macht daraus C = (B(m-1) + B(m))/2.

Und so weiter, je nachdem, wieviele Stufen man haben will. Bei jeder 
Stufe wird die Samplerate halbiert und dafür die Bitbreite erhöht.

Obiges Beispiel:

derguteweka schrieb:
> Du hast diese Samples:
>  4 4 7 4 4 7 4 4 7 4 4 7 ...
>
>  4   7   4   4   7   4

ähem.. anders:
4  -
4  (4+4)/2 = 4
7  -
4  (7+4)/2 = 5.5
4  -
7  (4+7)/2 = 5.5
4  -
4  (4+4)/2 = 4
7  -
4  (7+4)/2 = 5.5
4  -
7  (4+7)/2 = 5.5
...

die nächste Stufe sollte dann das abkriegen:
4    -
5.5  (4+5.5)/2 = 4.75
5.5  -
4    (5.5+4)/2 = 4.75
5.5  -
5.5  (5.5+5.5)/2 = 5.5
...


W.S.

von derguteweka (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Moin,

@W.S: Das was du skizziert hast, ist kein richtiges CIC; das ist ein FIR 
Tiefpass mit 2 Koeffizienten [0.5 0.5]. Damit wird's auf jeden Fall auch 
besser als ganz ohne Tiefpass. Die Integratoren beim CIC speichern ja 
die gesamte Vorgeschichte, nicht nur 1 Sample.
Aber es ist eigentlich voellig wurst, wie dieser Tiefpass vor der 
Dezimation aufgebaut ist - wichtig ist nur, dass er da ist (wenn das 
Signal bandbegrenzt werden muss) und fuer die Anwendung gut genug ist...

Hoffentlich hab' ich mich nicht verrechnet; hier mal das Beispiel mit 
einem CIC Dezimator mit je 2 Integratoren und 2 
"Kaemmen"(Differenzierern).
Das ist schon besser als ohne - der SpitzeSpitzewert des Stoersignals 
ist immerhin von 3 auf 0.75 reduziert - aber halt noch nicht ganz weg...

Von oben nach unten:

Eingangssignal
Nach dem 1. Integrator
Nach dem 2. Integrator
Nach der Dezimation
Nach dem 1. Kamm
Nach dem 2. Kamm
Durch 4 geteilt:

Gruss
WK

von W.S. (Gast)


Lesenswert?

Hmm.. also was du da skizziert hast, sieht mir nach Additor mit nem 
Überlauf und anschließendem Crash aus. Im Prinzip MUSS jede Stufe dafür 
sorgen, daß sie nicht gegen die Wand integriert, sonst passiert nach ein 
paar Zyklen das Ungeheure. Ich hab das Gefühl, daß du dich da 
vergaloppiert hast.

Aber im Grunde sehe ich das recht hemdsärmelig: Ein laufender Mittelwert 
ist ne hardwaremäßig relativ leicht zu realisierende Sache, braucht also 
wenig Ressourcen und er ist im Gegensatz zu allen anderen 
Tiefpassfiltern kurvenformgetreu. Also ist er auch das geeignete Mittel, 
um Signale zu dezimieren.

Ach ja, guck dir doch mal den IP für nen CIC-Dezimator von Xilinx an. 
Mit jeder Steigerung der Ordnung steigt auch die Bitbreite und die 
Burschen bieten auch an, mit einer Instanz zwei voneinander unabhängige 
Signale A und B zu dezimieren, solange selbige nur geordnet 
(AABBAABBAABB..) in den Dezimator geschickt werden. Das sieht mit 
verdammt nach dem von mir geposteten Prinzip aus.

Naja.. ich habe bislang noch keine wirklich befriedigende Darstellung 
des CIC gesehen. Eigentlich ALLE Autoren verlieren sich in 
mathematisches Geschwafel. Da fällt mir ein Spruch meines damaligen 
Mathe-Prof's zu Lösungsansätzen für Differentialgleichungssysteme ein: 
"Och, da ist einfach Intuition gefragt, einfach ein bissel herum 
probieren ob eine Funktionsklasse besser geht als die andere..." 
(T.Riedrich, ca. 1975)

W.S.

von W.S. (Gast)


Lesenswert?

Nachtrag:
Guck dir mal sowas an:
"http://de.wikipedia.org/wiki/Cascaded-Integrator-Comb-Filter";

glaubst du, daß SO ETWAS geeignet ist, einen geneigten Leser zum 
tatsächlichen Verständnis zu führen, wie so ein CIC-Dezimator 
tatsächlich funktioniert?

W.S.

von Sascha (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
also CIC geht wunderbar, aber je nach sind es mehr als 1 Bit pro Stufe.
Der DC-Offset ist natürlich der größte feind des Filters. Der DC-Offset 
kann aber leicht eliminiert werden, durch eine einfache Rückkopplung. Im 
Web gibt es da genügend Literatur darüber. Ich selber habe einen 
Upsampler gebaut der von 16KHz auf 512Khz mit 24 Bit Audio hoch geht. 
Ich meine es waren nur 5 oder 6 Stufen notwendig. Es wird vermutlich 
nichts vergelichbares geben, als CIC mit so wenig rechenleistung. Ein 
FIR-Filter oder IIR-Filter verschlingt um potenzen mehr. Übrigens ist 
der Überlauf kein Problem. Und mit CIC kann man rauf wie runter mit der 
Samplingfrequenz.
Ich meine hier im Forum gab es schonmal einen sehr guten Thread darüber.

Gruß Sascha

von W.S. (Gast)


Lesenswert?

Sascha schrieb:
> also CIC geht wunderbar, aber..

Das ist ja schön für dich, aber weiß du auch WIE CIC geht, so daß du 
es hier beschreiben oder gar posten kannst?

Mir ist schon klar, daß man in Mathworks&Co fertige eingebaute Routinen 
hat, die einem die eigentliche Arbeit machen. Aber hier geht es 
vorrangig um das echte Verstehen und weniger um die blinde Benutzung.

W.S.

von Sascha (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
selbstverständlich habe ich es verstanden, sonst hätte ich in Assembler 
nicht die CIC-Routinen programmieren können. Erklären kann ich es nicht 
im Forum, weil ich sonst vermutlich etwas falsch rüber bringe. Damit ist 
dir dann etwas weniger geholfen. Ich kann dir aber Code-Fragmente 
posten, wenn das dich weiterbringt. Du must im Web nach dem Erfinder der 
CIC-Routinen suchen. Die CIC-Routinen sind in den 70er Jahren 
entstanden, weil dort die Rechner noch keine Rechenleistung hatten, aber 
man mit Signalverarbeitung bereits begonnen hatte. Die CIC-Routinen sind 
auch bei der Musik-CD anfänglich als Halfbandfilter eingesetzt worden. 
Ich muss meine Unterlagen durchsuchen dann finde ich sicherlich noch 
eine gute Erklärung.

Gruß Sascha

von W.S. (Gast)


Lesenswert?

Sascha schrieb:
> Der DC-Offset ist natürlich der größte feind des Filters.

Das kommt mir doch sehr seltsam vor. Immerhin brauchen wir zum 
Dezimieren einen Tiefpaß - und dieser MUSS mit einem Gleichanteil 
zurechtkommen, sonst taugt er nichts. Ich weiß, daß fast alle Autoren so 
ein nettes Bild in ihre Artikel einbauen, wo zunächst die Samples in 
eine Reihe von Integratoren (sprich Akkus) kommen und dann erst kommt 
sowas wie Differentiatoren.

Haben wohl alle voneinander abgeschrieben und das Ding selber nicht 
wirklich verstanden. Also ganz klar: Ein IIR-Tiefpaß aus zumindest 2 
Summanden ist ein Integrator oder auch Akku und macht (pascalartig 
geschrieben) sowas:

akku:= akku + sample;

So etwas läuft garantiert alle nase lang über. Man muß deshalb schon 
im Akku was dagegen tun, einfachstenfalls so: akku:= (akku + sample)/2;

Sascha schrieb:
> selbstverständlich habe ich es verstanden, sonst hätte ich in Assembler
> nicht die CIC-Routinen programmieren können. Erklären kann ich es nicht..

Hmm.. da kommt mir der Witz vom Urvogel in den Sinn: Der sagte mal zu 
seinen Dino-Zeitgenossen: "Ich weiß ganz genau, wie ich heiße, aber ich 
kann's nicht aussprechen." (Archaeopterix)

nix für ungut..

Es wäre aber dennoch hier ne gute Gelegenheit, die Funktionalität des 
CIC-Algos mal vernünftig und verstehbar darzustellen.

W.S.

von Samuel (Gast)


Lesenswert?

Der Überlauf beim Integrator wurde hier schon diskutiert:

Beitrag "Probleme mit CIC Filter"

von derguteweka (Gast)


Lesenswert?

Moin,

Uiuiui, lauter CIC Eggsberddn. Ich bin zutiefst impraegniert. Die Frau 
Werwolf meint uebrigens: Das mit den ueberlaufenden Integratoren, "des 
g'hoert so". Solange die hoechstens einmal waehrend der Dezimation 
ueberlaufen und alles schoen in 2er-komplement rechnet, isses wurscht. 
Das ist ja grad' der Witz dran. Mit welchen Bitbreiten das dann jeweils 
sichergestellt ist, kann man nachlesen.
Das I in CIC steht wirklich fuer _I_ntegrator und nicht fuer _i_rgendein 
komisches Tiefpassfilter.

zu:

[quote]Guck dir mal sowas an:
...
glaubst du, daß SO ETWAS geeignet ist,...[/quote]

kann ich nur sagen: Ja, das erscheint mir durchaus geeignet. Am Ende des 
Wikipediaartikels gibts noch einen Link zu einem cic.pdf, wo nochmal 
alles erklaert wird.


Gruss
WK

von derguteweka (Gast)


Lesenswert?

Samuel schrieb:
> Der Überlauf beim Integrator wurde hier schon diskutiert:
>
> Beitrag "Probleme mit CIC Filter"

Sapperlott, da steht ja alles. Und ich schreib' mir hier nen Wolf :D

Gruss
WK

von W.S. (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

So, ich hab mal was zum Diskutieren oder so angehängt, einfach damit man 
mal was Halbkonkretes hier sehen kann.

In der CIC2.pdf steht übrigens ein netter Satz:

"This summation is the same as the system function for a FIR filter. 
Therefore a N section CIC filter is functionally equivalent to a cascade 
of N FIR filters!
A way to do this is use a N cascade of RM storage registers ( FF’s) and 
one accumulator per section."

Da fühle ich mich dann doch nicht so einsam mit meiner obigen 
Brachialversion.

W.S.

von W.S. (Gast)


Lesenswert?

derguteweka schrieb:
> Ja, das erscheint mir durchaus geeignet.

Ähem.. naja. Dann erkläre mal den Kippschalter mitten in der Grafik, 
also den, der den Eingang des 1. Differentiators vom Ausgang des letzten 
Integrators trennt und nach üblicher Logik damit ein "unbestimmt" an den 
Eingang legt. Jaja, wer sich an dieses Bild gewöhnt hat (alle Artikel 
zum Thema CIC repetieren dieses Bild uneditiert), dem fällt das nicht 
mehr auf, aber eigentlich müßte das ein Umschalter sein, der den Eingang 
entweder auf Null legt oder auf den letzten Integratorausgang. Oder?

W.S.

von Sascha (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
das mit dem Schalter kommt darauf an, ab du rauf oder runter die 
Samplingrate ändern willst. Man vertauscht nur Integrator mit 
Differentiator. Wenn man die Samplingrate dezimiert z.B. /2 so nimmt man 
ja nur jedes zweite Sample, also ist es in der Zeit dazwischen eqal was 
anliegt, weil keine Bearbeitung stattfindet.
Viel schwieriger wirds beim vervielfachen der Samplingrate, dort geht 
die Bearbeitung des Ausgangskreises in dem fall als Integrator 
(Tiefpassfilter)
schneller und man sollte das letzte Sample nehmen.

Gruß Sascha

von Sascha (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
fast vergessen, die CIC geschichte ist eigentlich nur eine Notlösung. 
Mit Heutiger DSP Performance kann man viel besseres anstellen. Schaut 
euch mal im Frequenzspektrum das Ergebniss an. Da würde ich jeden 
anderen Filter wie SinC,SinX und FIR bevorzugen wenns mit der 
Rechenleistung des DSPs geht.

Gruß Sascha

von W.S. (Gast)


Lesenswert?

Naja, eigentlich geht es nicht gar so sehr um DSP, sondern um die 
Vorbearbeitung in einem FPGA. Deswegen ist dieser Thread hier etwas 
deplaziert, aber macht nix, es ist ja in jedem Fall digitale 
Signalbearbeitung.

Ein typisches Szenario ist ein digital arbeitender Empfänger für KW. Da 
wird erstmal mit 100 MHz digitalisiert und dann muß im Digitalen 
heruntergemischt werden. Ja, CORDIC für den LO, I/Q-Mischer dran und 
dann hat man je 2 Samples im 100 MHz Takt, wo man erstmal die 
Summenfrequenz unterdrücken muß (so gut es geht) und die 
Differenzfrequenz so weit tiefpaßfiltern und dezimieren muß, daß nur der 
Bereich übrig bleibt, der einer üblichen ZF (im Analogen) so lala 
entsprechen würde - und die wird dann mit einem wirkungsvolleren Filter 
gemacht. Mit je 2 Samples im 100 MHz Takt ist wohl jeder DSP erschlagen, 
da muß man all die grandios mathematisch formulierten Algorithmen so 
weit herunterbrechen, daß ein Sack logische Gatter und Flipflops übrig 
bleibt, die man in ein FPGA stopfen kann. An dieser Stelle hat dann 
sowas wie CIC so seine Berechtigung. Allerdings denke ich mir, daß man 
mit einer Kaskade von 2..3 hintereinander geschalteten gleitenden 
Mittelwerten mindestens genau so gut fährt, zumal dabei keine solche 
Aufblähung der Datenbreite nötig ist und ein gleitender Mittelwert aus 2 
Samples ja auch nur 1 Register und 1 Adder braucht - und obendrein keine 
Polstelle bei 0 hat.

W.S.

von Sascha (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
@W.S. das habe ich auch noch vor aber ich nehme einen GC4016 von Ti. Das 
mit den FPGAs ist schon eine Wissenschaft für sich.
Ich habe meinen Sender schon fast fertig und nehme den AD9957 leuft 
übrigens super, und genau dazu brauchte ich die CIC-Routinen, weil auf 
einem Cortex-M4 von ST mit 180MHz irgendwann auch schluss ist. Ich 
wandle dabei von 16KHz Audio (Hilberttransformation) auf 512KHz und 
füttere den AD9957 damit.

Aber Xilinx hat doch dafür eine AppNode und sogar Code oder ?
Intressant ist es beim Empfänger, über die Dezimierung einen höheren 
Dynamikbereich zu bekommen, dazu müssen die Filter allerdings stimmen.

Gruß Sascha

von W.S. (Gast)


Lesenswert?

Sascha schrieb:
> Aber Xilinx hat doch dafür eine AppNode und sogar Code oder ?
> Intressant ist es beim Empfänger, über die Dezimierung einen h

Kannst du vergessen. Natürlich haben die eigentlich alles.. aber eben 
nicht offen, so daß man lesen kann, was da abgeht, sondern nur 
encrypted.

W.S.

von derguteweka (Gast)


Lesenswert?

Moin,

W.S. schrieb:
>
> Da fühle ich mich dann doch nicht so einsam mit meiner obigen
> Brachialversion.
>
> W.S.

Ja, da gibts diverse Moeglichkeiten, was zu bauen, was noch weniger 
Flipflops und Addierer frisst, als ein normales CIC Filter, sich aber 
genauso verhaelt - bloss ist das, wenn man das normale CIC Prinzip noch 
nicht durchdrungen hat, eher noch verwirrender.
In "Streamlining Digital Signal Processing" von Richard G. Lyons gibts 
dazu das Kapitel 6.

Der "Kippschalter" in den Grafiken, statt einem Umschalter - naja, das 
ist halt die uebliche Nomenklatur. Klar, wenn du ein Seminar/Vorlesung 
ueber DSP machst vor lauter Energieelektrikern, dann kannst du's schoen 
ueber die 5 Sicherheitsregeln erklaeren - so mit "Freischalten" und 
"Erden und Kurzschliessen".

 Auch das Pluszeichen im Kreis ist sowas - Bei FPGAs sind Addierer eher 
sowas wie die Umrisse einer Hose mit einem Pluszeichen drinnen. Bei 
irgendwelchen CRC Berechnungen sind so gekringelte Pluszeichen eher 
Anzeichen fuer XOR-Gatter...
Genauso die imaginaere Einheit i,die bei den Elektrolurchen halt j 
heisst, weil i schon fuer den Strom steht. So gibts halt ueberall 
Eigenheiten bei Bezeichnungen und Bildern...


Aber:
Der eigentliche Knackpunkt ist der, dass man nicht von Anfang an sagen 
sollte: "Ich mach' jetzt CIC-Dezimation auf Teufelkommraus", sondern 
sich erstmal ueberlegen, was an Signalen reinkommt, und was rauskommen 
soll. Wie diese Signale ggf. im Spektrum aussehen.
Welche signaltheroretischen Schritte fuer die Verarbeitung notwendig 
sind.
Und dann erst, mit welchen Konzepten und mit welcher Hardware man das 
hinkriegen kann/muss.
Dann kann man evtl. zum Schluss kommen, dass ein CIC vielleicht guenstig 
sein kann - inclusive einem vielleicht noch zusaetzlich notwenigen Vor- 
oder Nachfilter, was den Durchlassbereich wieder geradebiegt...Oder CIC 
nur als ein Teil der Dezimation.
Ist mir Phase und Gruppenlaufzeit voellig wumpe, dann wird evtl. ein 
lustiges IIR-Cauerfilter vor dem dezimierenden "Kippschalter" eine viel 
bessere Aliasunterdrueckung machen, bei auch ertraeglichem Aufwand, 
seien es Flipflops/Gatter oder Assemblerbefehle.


Gruss
WK

von Sascha (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
@derguteweka, danke, du sprichst die Probleme richtig an. Ich sehe das 
genauso und habe übrigens diese Erkenntnis in der Praxis schon einholen 
können. Phasendrehung, Frequenzgang und Oberwellen durch den Filter sind 
bei DSP das gleiche Problem wie auch in der Analogtechnik.
Man muss schon sehr gute DSP-Filter bauen, damit sich der Aufwand lohnt. 
Wenn man dann professionelle Lösungen anschaut sieht man erst den 
Aufwand.
For allen spielt man unter Umständen Monate lang an den Filter Parameter 
rum, bis es einiger maßen passt.
Aleine meine Hilberttransformation von 300Hz bis 5KHz linear zu 
bekommen, mit einem max. Winkelfehler von +/-0.01% war eine sehr strenge 
Arbeit.
Ein SDR-Empfänger zu bauen macht aber nur sinn, wenn ich durch den 
gewonnenen dynamik Bereich einen Vorteil habe.

Aber ich kann nur allen Mut zusprechen, es ist noch kein Meister vom 
Himmel gefallen. Und wer nichts macht, kann bekantlich auch nichts 
falsch machen.

Gruß Sascha

von W.S. (Gast)


Lesenswert?

Sascha schrieb:
> Ein SDR-Empfänger zu bauen macht aber nur sinn, wenn ich durch den
> gewonnenen dynamik Bereich einen Vorteil habe.

Naja, mach mal halblang. Der eigentliche Grund, sich auf Biegen und 
Brechen mit digitaler Signalverarbeitung herumzuschlagen ist, daß es 
heutzutage kaum noch eine Hardwarebasis für rein analoge Technik gibt. 
Vergleiche doch mal das Angebot auf der letzten Hamrad mit dem von vor 
einigen Jahren. Es geht kommerziell schon seit langem nur noch digital - 
und unsereiner steht da erstmal wie die sprichwörtliche Kuh vor'm neuen 
Tor. Die Alternative heißt also SDR oder bleibenlassen.

Ärgerlich ist das Thema dennoch, denn sowohl auf der DSP-Seite als auch 
auf der FPGA-Seite sind die Befindlichkeiten der Leute, die sowas 
beruflich schon seit langem tun, ziemlich hochnäsig gesetzt. Das schlägt 
zum einen auf die erreichbare Literatur durch, wo mir noch wirklich KEIN 
echt praxisnahes Buch untergekommen ist und zum anderen auf die 
entsprechenden Forensparten hier durch, wo z.B. die FPGA-Leute sich 
partout nicht vorstellen können, daß es Leute geben könnte, die nicht 
ihren eigenen Stallgeruch an sich haben und die all die Dinge deshalb 
völlig anders sehen als sie selbst.

Was bleibt, ist das eigene Pröbeln, also durch 
"probieren_und_auf_die_Nase_fallen" zu versuchen, sich die Kenntnisse 
anzueignen, die eigentlich schon längst bekannt sind, aber mangels 
geeigneter Lehrtätigkeit eben nicht die Verbreitung gefunden haben, die 
sie eigentlich haben sollten.

Im Grunde finde ich das unbefriedigend. Leute, die ihre Brötchen damit 
verdienen müssen, müssen da halt durch, aber als Amateur fragt man sich, 
ob einem sowas letztendlich noch den nötigen Spaß bereitet, um ohne 
wirkliche Hilfe sich in die SDR-Gefilde einzuarbeiten.

W.S.

von Sascha (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
@W.S. also ich mache die Funkgeschichte auch nur in meinem Hobby. 
Beruflich bin ich zwar etwas vorbelastet, muss mir die DSP-Geschichte 
auch aneignen. Was mir hin und wieder fehlt sind etwas bessere 
mathematische Kenntnisse. Aber man braucht viel Zeit um sich durch die 
unterschiedliche Literatur zu arbeiten. Ich mache das Digitale nicht um 
im Moment Hip zu sein, sondern es bietet einige Vorteile, die das 
Analoge nicht bieten kann. Damit meine ich zum Beispiel Filter, die 
nicht durch Bauteiletoleranz driften.
Sonst muss ich dir Recht geben, es scheint gerade Hip zu sein was SDR 
heißt. Und dann sind die SDR Dinger meist recht schlampig gebaut. Es 
gibt aber immer noch sehr gute analoge HF-IC, wenn man bei verschiedenen 
Herstellen schaut. (Sind meist nur recht unbekannt.) PS. ich will im 
kommenden Jahr eine Web-Seite zu diesem Thema AFU und Digitales starten. 
Ziel ist es auch Leute zu finden die sich für qualitatives und nicht für 
qantitatives begeistern können.

Gruß Sascha

von derguteweka (Gast)


Lesenswert?

Moin,

Jetzt sind wir hier aber schon arg vom Originaltopic abgedriftet, aber 
nachdem Owen ja schon alles klar ist - warum auch nicht :D
Wenn ich hier so ein bisschen querles', dann faellt oft der Ausdruck 
SDR. Ich nehm mal an, damit ist nicht der Sueddeutsche Rundfunk gemeint, 
sondern "Software defined Radio". Das halt' ich aber fuer ein aehnliches 
Blaehwort wie Industrie 4.0.
Denn das kann doch alles moegliche sein.
Was sind denn fuer ein konkretes Projekt die Anforderungen; welche 
Eingangssignale sollen mit welchen Bandbreiten, C/N Verhaeltnissen, 
Nachbarkanaldaempfungen, etc. bla. empfangen/demoduliert(?) werden. Und 
ganz grob umrissen - welche Hardware ist da im Bereich des Moeglichen?

Filter im Allgemeinen sind schon ein anspruchsvolles Thema, insbesondere 
dann bei der digitalen Signalverarbeitung - auch noch gepaart mit dem 
ganzen Spass, den man sich bei der Abtastung einfaengt. Ich glaub' 
nicht, dass das so ganz ohne Mathe geht.

Gruss
WK

von W.S. (Gast)


Lesenswert?

derguteweka schrieb:
> Jetzt sind wir hier aber schon arg vom Originaltopic abgedriftet

Naja, so eigentlich eher nicht, denn gerade digitales Mischen, Filtern, 
Dezimieren und Demodulieren sind ja nun mal die Kernthemen beim 
Empfängerbau.

Und SDR ist mittlerweile ein gängiger Ausdruck, ursprünglich nur für das 
Verwenden eines PC zum Empfangen eingeführt und jetzt ein Sammelwort für 
alles, was eben numerisch und nicht mehr analog geht. Das sollte uns 
nicht stören. Die großartigen Argumente der SDR-Verfechter lauten ja 
zumeist, daß man nur die rudimentärsten Funktionen analog bauen sollte 
und möglichst ganz viel dann digital (eigentlich besser "in Software" 
genannt), weil man da ja ganz leicht updaten kann, wenn es was neues 
gibt. Ich halte das für Mumpitz, weil bisher noch keiner wirklich in die 
Zukunft hat schauen können. In den letzten 20 Jahren haben wir schon so 
oft Worte wie ULTRAFAST, ULTRAHIGH und andere Ultras gehört - und schon 
wenige Jahre danach war das damit Beworbene nur noch Schnee von gestern. 
Also: Wenn schon Radiobau mit DSP, FPGA und Konsorten, dann NUR so, wie 
wir es jetzt und heute für unsere jetzigen und allernächsten Bedürfnisse 
haben wollen. Teuer genug wird es ohnehin.

Tja.. zum mathematischen Unterbau: Es ist völlig schnurz, ob man gar 
kein oder nur ein 40 Jahre zurückliegendes Mathe-Studium im Kreuz hat. 
Fourier- und Laplace-Transformatin konnte unsereiner damals auswendig 
vor und zurück, aber eben nur auf der theoretischen Ebene, nicht im 
Mindesten in den Niederungen der praktischen Anwendung - aber davon ist 
nur noch die grobe Erinnerung geblieben.

Eines bleibt aber - selbst für den reinen Praktiker - immer übrig: Das 
Herangehen an's Problem, also WIE man den Signalfluß von der Antenne 
bis zur NF-Buchse denn so gestalten will. Echte Mehrfach-Super sind nach 
meinem Empfinden mittlerweile obsolet geworden, wenn es an irgend einer 
Stelle im Signalfluß digital werden soll oder muß. Das läuft dann immer 
auf I/Q-Direktmischer hinaus und auf das Verarbeiten von ganz kleinen 
Pegeln im NF-Bereich. Ist anders als bisher, aber nicht wirklich 
leichter oder besser.

W.S.

von Sascha (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
um es mal einfach auf den Punkt zu bringen, eine ZF am Eingang muss sein 
und dann kommt der superschnelle AD-Wandler mit 16 Bit, und ganau da 
liegt zur Zeit auch noch das Problem. Ein 16 Bit Wandler hat effektiv 
ca. 12-14 Bit Auflösung bei 100MHz, der Rest ist verauscht. Das stört 
aber nicht weiter wenn genug stark dezimiert wird. Das trennen in I und 
Q wird nach dem AD-Wandler im FPGA oder ASIC gemacht. Nun kommen die CIC 
und FIR Filter zum Einsatz.

@WS der einzigste Vorteil was das Digitale bietet ist nacher der Preis 
in der Serie. Analoger Abgleich und Quartzfilter sind viel teurer.

Gruß Sascha

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.