Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik SDR und der Lokaloszillator


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von Sawyer M. (sawyer_ma)


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Hallo,

die neuen Software Defined Radios schaffen ja so langsam eine riesige 
Bandbreite. So ist es normal ein SDR miHallo,

die neuen Software Define Radios schaffen ja so langsam eine riesige 
Bandbreite. So ist es normal ein SDR mit 47MHz bis 6GHz zu bekommen 
(z.B. der  BLADERF 2.0 MICRO XA4) .

Doch wie bekommen die das hin?

Wir da eine DDS mit dem FPGA erzeugt um einen durchstimmbaren Sinus zu 
erhalten der anschließend mit Hilfe einer Filterbank die Harmonischen 
eliminiert?

Also ein Cordic Algorithmus + Filterbank (diskret??) = 47MHz bis 6GHz 
Bandbreite.

Wie viele Stützstellen pro Periode bei einem gewünschten Sinus von 6 GHz 
wird da gefordert?

Wenn ich das richtig verstanden habe muss so ein DDS mit mehr als dem 
doppelten der höchsten gewünschten Ausgangsfrequenz
getaktet werden, oder?

Das bedeutet das bei einer Frequenz von 6 GHz Sinus ein DDS-Takt von 
rund 15 GHz benötige und dieser dann auch noch gefiltert werden muss? 
Wie geht das?

Ganz liebe Grüßet 47MHz bis 6GHz zu bekommen (z.B. der  BLADERF 2.0 
MICRO XA4).

Doch wie bekommen die das hin?

Wir da eine DDS mit dem FPGA erzeugt um einen durchstimmbaren Sinus zu 
erhalten der anschließend mit Hilfe einer Filterbank die Harmonischen 
eliminiert?

Also ein Cordic Algorithmus + Filterbank (diskret??) = 47MHz bis 6GHz 
Bandbreite.

Wie viele Stützstellen pro Periode bei einem gewünschten Sinus von 6 GHz 
wird da gefordert?

Wenn ich das richtig verstanden habe muss so eine DDS mit mehr als dem 
doppelten der höchsten gewünschten Ausgangsfrequenz getaktet werden, 
oder?

Das bedeutet das bei einer Frequenz von 6 GHz Sinus ein DDS-Takt von 
rund 15 GHz benötige und dieser dann auch noch gefiltert werden muss? 
Wie geht das?

Ganz liebe Grüße

von C. W. (chefkoch)


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Wieso DDS? Laut dem Datenblatt des Frontends (AD9361) befinden sich in 
dem Chip "normale" PLLs. Das Frontend bekommt lediglich die 38,4 MHz.

von Sawyer M. (sawyer_ma)


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C. W. schrieb:
> Wieso DDS? Laut dem Datenblatt des Frontends (AD9361) befinden sich in
> dem Chip "normale" PLLs. Das Frontend bekommt lediglich die 38,4 MHz.

Sorry, da habe ich mich missverständlich ausgedrückt. Es gibt ja auch 
SDR´s die mit FPGA´s realisiert wurden und werden. Ich wollte fragen wie 
das dort gemacht wird?

von Elias K. (elik)


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Sawyer M. schrieb:
> So ist es normal ein SDR mit 47MHz bis 6GHz zu bekommen
> (z.B. der  BLADERF 2.0 MICRO XA4) .

Ich bin relativ unerfahren, was SDR angeht. Aber ich kann dir 
garantieren, dass der Frequenzbereich bis in die X GHz derzeit nicht mit 
FPGA und Direktabtastung gemacht wird. Der von dir zitierte BladeRF hat 
einen Receiverchip, der intern mit PLL runtermischt. Der FPGA ist für 
anschließende Weiterverarbeitung, aber nicht dem Empfang des Signals.

Oder hast du ein Beispiel, wo mit FPGA so hohe Frequenzen erreicht 
werden?

Ich habe Aufbauten gesehen, die mit direktabtastenden ADC und FPGA 
auskommen bis so 100 MHz. Zum Beispiel das Webradio der Uni Twente. Dort 
ist die Grenze jeweils die Nyquistfrequenz vom ADC bzw. dessen 
Frontend-Filter. Für geeignetes SNR (größer 70 dB) und hohe 
Geschwindigkeiten gibt es wenig ADCs zur Auswahl. Ein Kandidat: AD9467 
(250 MSPS bei 75 dB SNR) Kostet bei Mouser auch nur schlappe 400€ pro 
Chip ...
http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD9467-EP.pdf

: Bearbeitet durch User
von W.S. (Gast)


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Sawyer M. schrieb:
> die neuen Software Define Radios schaffen ja so langsam eine riesige
> Bandbreite.
>...
> Doch wie bekommen die das hin?

Was heißt bei dir denn "die neuen SDR.." ?

Im Grunde gibt es genau 2 Ansätze:
a) das Antennensignal direkt ohne Umsetzung dem ADC zuführen
b) das Antennensignal mittels I/Q-Mischer ins Basisband heruntermischen

Was du meinst, ist wohl Fall b), denn der Fall a) ist nur für den 
LMK-ereich bis so etwa 40..50 MHz machbar. Immerhin muß der ADC ja mit 
mehr als der doppelten höchsten Empfangsfrequenz wandeln, was bei 6 GHz 
wohl bis auf weiteres keine Option ist.

Und für den Fall b) ist die Sache recht einfach: Du brauchst einen 
digital abstimmbaren Oszillator für die interessierenden Bereiche und 
einen I/Q-Mischer.

Als Oszillator z.B. den ADF4351, mit dem du Rechteck-Signale mit 
Frequenzen von ca. 34 MHz bis ca. 4.4 GHz erzeugen kannst. Es gibt da 
noch einen Konkurrenz-Chip von Maxim, der so etwa bis 6 GHz reicht.

Als I/Q-Mischer gibt es ebenfalls IC's, die bei niedrigen Frequenzen 
(also unterhalb etwa 1 GHz) einen internen 2:1 Teiler drin haben und 
damit ihre 2 Mischer für I und Q  bedienen. Für höhere Frequenzen gibt 
es Chips, die mittels interner Phasenschieber die um 90 Grad versetzten 
LO-Signale erzeugen.

Zusätzlich gibt es Chips, die all dieses zusammen auf dem Silizium 
haben.

Der Nachteil all dieser Lösungen ist, daß man beim Mischen mit 
Rechtecksignalen eben immer auch Empfangsstellen bei Vielfachen der 
eingestellten Grundfrequenz hat.

Klaro?

W.S.

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