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Forum: FPGA, VHDL & Co. UpChirp / DownChirp mit Phasenmmodulation


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Autor: Sawyer M. (sawyer_ma)
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Hallo alle zusammen,

ich möchte ein UpChirp und DownChirp phasenmodulieren um somit Daten 
übertragen zu können.

Dazu habe ich die Frage ob das theoretisch überhaupt geht, da ich leider 
keine Literatur dazu finde. Vielleicht habe ich auch einfach nicht die 
korrekten Suchbegriffe verwendet.

Der Plan ist einen Frequenzrampe welche aus verschiedenen Steigungen 
besteht einer Phasenmodulation zu unterziehen. (Theoretisch wie ein FMCW 
mit drei verschiedenen Rampensteigungen und einer Phasenmodulation). 
Damit soll eine Datenübertragung ermöglicht werden.

Das Problem welches ich habe:

Die sende Antennenplatine welche ich habe, hat einen VCO mit 60GHz und 
eine Teiler. Diesen VCO kann ich dann mit den Frequenzrampen speisen und 
mittels einer PLL stabilisieren.

Jedoch weis ich nicht wie ich die Phasensprünge hinein bekomme. Geplant 
war mittels einer DDS die Frequenzrampen zu beschreiben. Durch Addition 
eines variablen Wertes zum Ausgang des Akkumulators kann aber auch 
direkt die Phase moduliert werden. Aber wie bekomme ich das auf den VCO?

Wie würdet Ihr das machen?

Beste Grüßen und vielen Dank euch

Autor: Des-Illusionist (Gast)
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Sawyer M. schrieb:
> Wie würdet Ihr das machen?

Ich würd erst mal schauen, ob es überhaupt einen DAC für diesen 
Frequenzbereich (60 GHz?) gibt und dementsprechend nichts FPGA sondern 
im HF Forum https://www.mikrocontroller.net/forum/hf posten.

Autor: Sawyer M. (sawyer_ma)
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Des-Illusionist schrieb:
> Sawyer M. schrieb:
>> Wie würdet Ihr das machen?
>
> Ich würd erst mal schauen, ob es überhaupt einen DAC für diesen
> Frequenzbereich (60 GHz?) gibt und dementsprechend nichts FPGA sondern
> im HF Forum https://www.mikrocontroller.net/forum/hf posten.

Ich vermute mal ganz stark das es keinen DAC MIT 60 GHz gibt. Aber wenn 
ich mit einer  Integer-N-PLL zur Multiplikation eines DDS-Signal sieht 
die Welt doch ganz anders aus.

Man könnte ein DDS Bausteil nehmen oder auch ein FPGA was mir die 
Erzeugung der verschiedenen Rampen erleichtern würde.

Jedoch stellt sich mir immer noch die oben gestellte Frage.

: Bearbeitet durch User
Autor: Des-Illusionist (Gast)
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Sawyer M. schrieb:
> Jedoch stellt sich mir immer noch die oben gestellte Frage.

Der immer noch das nicht unwichtige Detail fehlt welche Frequenz das vom 
fpga erzeugte signal haben soll, resp. dessen Phasengenauigkeit.
Was sagt den die Input-Spec des Phasendetektors?!

Autor: Gladadel (Gast)
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Denke mal drüber nach was eine PLL macht und überlege was das für deine 
Phase badeutet.
Hast du einen AWG?

Autor: Antoni Stolenkov (Gast)
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Sawyer M. schrieb:
> ich möchte ein UpChirp und DownChirp phasenmodulieren um somit Daten
> übertragen zu können.

Du brauchst also einen nichtlinearen Chip, also einen nichtlinearen 
Oszillator oder sein Eingangssignal.

Autor: Vicky M. (vicky_m)
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Also ich bin ein wenig verwirrt jetzt. Ich erläutere mal das erste Bild 
was ich oben im ersten Beitrag angehangen haben:

Um die Anforderungen an den DDS zu senken, kann eine Integer-N-PLL 
verwendet werden, um die Ausgangsfrequenz des DDS zu multiplizieren. Ein 
spannungsgesteuerter Oszillator (VCO) erzeugt ein Ausgangssignal, dessen 
Frequenz [fout] um ein vielfaches höher liegen kann, als die durch den 
DDS erzeugte Referenzfrequenz [fref]. Der Schleifenteiler dividiert das 
Ausgangssignal durch einen ganzzahligen Wert N. Der 
Phasen-Frequenz-Detektor vergleicht die Teilerfrequenz [fdiv] mit der 
Referenzfrequenz. Die Charge-Pump und das Schleifenfilter setzen die 
Phasendifferenz in die Abstimmspannung für den VCO um.


Und die Frage war eigentlich nur wie ich die Phasenmodulation mit hinein 
bekommen könnte, da der Ansatz im gezeigten Bild nicht funktioniert.


Sawyer M. schrieb:

> Jedoch weis ich nicht wie ich die Phasensprünge hinein bekomme.


Leider fehlt mir hierzu ein Lösungsansatz deshalb die Frage für Tipps, 
Tricks oder Suchvorschläge.

Autor: KaLeu Badewanne (Gast)
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Vicky M. schrieb:
> Also ich bin ein wenig verwirrt jetzt.

Wir auch, da im ersten Beitrag kein Bild angehangen (wie behauptet) 
sondern am zweiten und jetzt ein anderer account als im Eröffnungspost 
verwendet wird.

Beitrag #6006714 wurde vom Autor gelöscht.
Autor: Sawyer M. (sawyer_ma)
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Ist ein Projekt mit meiner Freundin zusammen. Sorry hab nicht aufgepasst 
als ich von Ihrem Laptop geantwortet habe. Ändert nichts am Thema.

Vicky M. schrieb:
> Also ich bin ein wenig verwirrt jetzt. Ich erläutere mal das erste Bild
> was ich oben im ersten Beitrag angehangen haben:
>
> Um die Anforderungen an den DDS zu senken, kann eine Integer-N-PLL
> verwendet werden, um die Ausgangsfrequenz des DDS zu multiplizieren. Ein
> spannungsgesteuerter Oszillator (VCO) erzeugt ein Ausgangssignal, dessen
> Frequenz [fout] um ein vielfaches höher liegen kann, als die durch den
> ...
>
> Leider fehlt mir hierzu ein Lösungsansatz deshalb die Frage für Tipps,
> Tricks oder Suchvorschläge.

Autor: Antoni Stolenkov (Gast)
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Sawyer M. schrieb:
> Also ich bin ein wenig verwirrt

Ich auch.

Autor: Sawyer M. (sawyer_ma)
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Ich geb auf, schade das hier keiner Lust hat mir/uns konstruktiv zu 
helfen sondern auf Kleinigkeit herum geritten wird.

Autor: MaWin (Gast)
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Sawyer M. schrieb:
> ich möchte ein UpChirp und DownChirp phasenmodulieren um somit Daten
> übertragen zu können.

Gähnnn, https://www.nanotronshop.com/nanoloc-avr-module-p-17526.html

Autor: Antoni Stolenkov (Gast)
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Sawyer M. schrieb:
> sondern auf Kleinigkeit herum geritten wird.

Welche?

Autor: C. A. Rotwang (Gast)
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Sawyer M. schrieb:
> Ich geb auf, schade das hier keiner Lust hat mir/uns konstruktiv zu
> helfen sondern auf Kleinigkeit herum geritten wird.

Du hast halt das falsche Forum für deine Frage zur Modulation gestellt, 
versuch es in diesem: https://www.mikrocontroller.net/forum/hf

Was nützt halt die Antwort, wenn man die Frage nicht kennt,
respektive nicht so formuliert das der befragte sie auch versteht.

(Ich spar mir jetzt den Link auf das Hitchhiker-video)

Autor: Antoni Stolenkov (Gast)
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C. A. Rotwang schrieb:
> Du hast halt das falsche Forum für deine Frage zur Modulation gestellt,
> versuch es in diesem: https://www.mikrocontroller.net/forum/hf

Oder besser direkt DSP. Da wird nich so viel rumgeschwafelt. ;-)

Autor: Christophz (Gast)
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Antoni Stolenkov schrieb:
> Sawyer M. schrieb:
>> sondern auf Kleinigkeit herum geritten wird.
>
> Welche?

Die Kleinigkeit, dass eine PLL (Phase locked loop) eben die Phase regelt 
und das irgendwie nicht mit der Anforderung einer Phasenmodulation 
zusammenpasst.

Die Phasenmodulation müsste entsprechend nachgeschaltet werden. 
Vielleicht per programmierbare Phasenschieber (fleissig bei Beamforming 
Antennen genutzt), keine Ahnung ob für 60 GHz verfügbar oder schaltbare 
Umwegleitungen. Beides verzögert das Signal, also beim Chirp eine nicht 
konstante lineare Phasenverschiebung erzeugt.

Autor: Informationsverarbeiter (Gast)
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Christophz schrieb:
> Beides verzögert das Signal, also beim Chirp eine nicht
> konstante lineare Phasenverschiebung erzeugt.
Das müsste auch noch komensiert werden, indem das Phasenschieben 
"quadratisch" erfolgt.

Sawyer M. schrieb:
> ich möchte ein UpChirp und DownChirp phasenmodulieren um somit Daten
> übertragen zu können.
Soll das denn wirklich kontinuierlich oder nicht durch sprunghaft 
erfolgen?

Autor: Hp M. (nachtmix)
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Sawyer M. schrieb:
> Durch Addition
> eines variablen Wertes zum Ausgang des Akkumulators kann aber auch
> direkt die Phase moduliert werden.

Aber nur bei einer relativ niedrigen Frequenz, als Oberwelle bis 
vielleicht 3GHz.
Phasensprünge von 180° bekommt man recht einfach, indem man zwischen den 
gegenphasigen Ausgängen des  DDS-Chips hin und herschaltet, andere Werte 
mit 90°  Leistungsteilern oder Verzögerungsleitungen.

Wenn man die gewünschte Phasenmodulation bei niedriger Frequenz 
hergestellt hat, kann man Aufwärtsmischer verwenden, bis man die 60GHz 
erreicht hat. Die Phase bleibt dabei erhalten:

sin(α+β) = sin α * cos β + cos α * sin β

wobei α =  2*π*f1*t  ist, also z.B. konstante 57 GHz,
 und  β = 2*π*f2*t +/- φ also das phasenmodulierte 3GHz Signal.
sin und cos stehen für die I und Q Ausgänge der Oszillatoren.
Wenn man diese nicht verwendet oder nicht zur Verfügung hat, bekommt man 
ausser der Summenfrequenz von 60GHz auch noch die Differenzfrequenz von 
54GHz, die man mit einem Filter entfernen kann.

Jedenfalls lautet das Ergebnis dann
sin (2*π*57GHz*t + 2*π*3GHz*t +/- φ)
oder sin (2*π*60 GHz*t +/- φ)

Weitere Additionstheoreme dieser Art sollten in jeder 
Schul-Formelsammlung zu finden sein.

Autor: Antoni Stolenkov (Gast)
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Christophz schrieb:
> Antoni Stolenkov schrieb:
>> Sawyer M. schrieb:
>>> sondern auf Kleinigkeit herum geritten wird.
>> Welche?
>
> Die Kleinigkeit, dass eine PLL (Phase locked loop) eben die Phase regelt
> und das irgendwie nicht mit der Anforderung einer Phasenmodulation
> zusammenpasst.

Das ist keine Kleinigkeit, sondern ein Schaltungstechnisches Problem. 
Auf solchen Problemen wird sehr oft und sehr lange herumgeritten.

Also welche Kleinigkeiten?

Autor: Joggel E. (jetztnicht)
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Die Polaritaet kann man mit einem Mischer umschalten. Eine beliebige 
Phase kann man mit einem Quadraturmischer erzeugen.

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