Как вы можете получить сигнал 6 ГГц с АЦП всего 64 МС/с?

Радиомодуль Ettus Research Software Defined Radio B210 имеет диапазон частот от 70 МГц до 6 ГГц, полосу пропускания 56 МГц и максимальную скорость АЦП 61,44 Мвыб/с. Разве теорема Найквиста не утверждает, что частота дискретизации должна быть 2 * Fmax, где Fmax здесь составляет 6 ГГц?

РЕДАКТИРОВАТЬ: плата использует Analog Devices AD9361 RFIC

Суть в том, что цель дискретизации не в том, чтобы сохранить подробную картину радиосигнала во временной области. В этом нет необходимости, потому что фактическое содержание, которое передается в сигнале, не зависит от деталей амплитуды каждого отдельного цикла колебаний несущей.

Ответы (3)

Обратите внимание на следующее:

  1. Устройство на самом деле не сэмплирует RF. Он преобразует с понижением частоты до 0 Гц (при преобразовании с понижением частоты), а затем производит выборку.

Внутри он имеет различные аналоговые каскады для управления усилением, пропускной способностью, а также конечные автоматы для преодоления ограничений прямого преобразования.

Для получения дополнительной информации см. следующую блок-схему AD9361. https://github.com/analogdevicesinc/iio-oscilloscope/blob/master/block_diagrams/AD9361.svg

  1. Ширина полосы RF может составлять 56 МГц, а 64 MSPS будет достаточно. Почему? Поскольку устройство выводит 12 бит выборки I и 12 бит выборки Q при каждой указанной скорости MSPS. Поэтому можно предположить, что реальная частота дискретизации в 2 раза превышает указанную MSPS.
  2. Устройство производит выборку RF с гораздо большей частотой, но настоящая причина этого немного отличается от простого удовлетворения Найквиста.
  • тип АЦП внутри устройства требует более высокой дискретизации для получения желаемого 12-битного разрешения. Это усовершенствованный сигма-дельта-модулятор (3-битный SDM + знак, т.е. от -4 до 4). С некоторой математикой он преобразует эти 3-битные значения и генерирует 12-битные значения. Подробную информацию см. в разделе Справочного руководства AD9361, посвященном детектору перегрузки АЦП.
  • Устройство должно выполнить некоторую фильтрацию, чтобы не произошло наложение имен. Для этого он сэмплирует с гораздо большей частотой, а затем выполняет цифровую понижающую дискретизацию. Во время этого процесса он ослабляет изображения АЦП. Внутри также есть дополнительный КИХ-фильтр для исправления недостатков преобразования с понижением частоты.
  • Обратите внимание, что устройству по-прежнему нужны внешние фильтры для хорошей производительности.

Взгляните на обновленную блок-схему чипа на B200.

https://github.com/analogdevicesinc/iio-oscilloscope/blob/master/block_diagrams/AD9361.svg

Пара вещей:

  • максимальная скорость АЦП не 61,44, а на самом деле 640 MSPS, но это предполагает некоторое прореживание по пути.
  • максимальная скорость вывода данных составляет 61,44 MSPS.
  • максимальная полоса пропускания RF составляет 56 МГц и устанавливается аналоговыми фильтрами, а не частотой дискретизации АЦП.

На многие другие вопросы можно найти ответы на веб-сайте ADI: https://ez.analog.com/community/wide-band-rf-transceivers .

Дискретизация приводит к дублированию входного сигнала в частотной области. Критерий Найквиста определяет, как вы должны производить выборку сигнала от постоянного тока до Fmax без наложения. Однако с правильным АЦП вы можете семплировать сигнал от F1 до F2, где и F1, и F2 выше, чем ваша частота дискретизации. Все, что вам нужно сделать, это убедиться, что не будет никаких сигналов ниже F1 или выше F2, которые будут совмещены с нужным вам сигналом. Для этого требуется полосовой фильтр вместо фильтра нижних частот. Частота дискретизации определяет только полосу пропускания приема, а не диапазон частот приема. Это называется недостаточной дискретизацией и очень распространено в радиоприемниках, поскольку позволяет исключить один или несколько смесителей и гетеродинов.

Википедия: http://en.wikipedia.org/wiki/Недостаточная выборка

В этом случае также возможно, что они используют микшер и гетеродин для преобразования входного сигнала с понижением частоты в более низкую частоту для приема. Их блок-схема скорее отсутствует.

Если использовать уравнения по вашей ссылке, то n=Fh/(Fh-Fl) = 6000/(6000-70)=1,01, а так как нам нужны целые числа, то n=1. Следовательно, понижающее покрытие не будет «работать» или «давать какое-либо преимущество», так как вам все еще нужна частота дискретизации> = 2 * Fh / 1 = 2 * Fh = 1200 Мвыб/с.
ОК, я думаю, что нам нужно считать полосу пропускания равной 56 МГц, а не (6000–70) МГц, но, тем не менее, частота дискретизации должна быть 2 * 56 = 112 МС/с, что больше, чем 61,44 МС/с ??
«Полоса пропускания 56 МГц и максимальная скорость АЦП 61,44 Мвыб/с» предполагает двухканальную систему IQ с полосой пропускания от -FS/2 до +FS/2. Наличие второго канала в квадратуре позволяет отличить друг от друга положительные и отрицательные частоты - если удалить любой из квадратурных компонентов, то, глядя только на оставшийся, они будут неотличимо около 0.
@ChrisStratton Это имеет смысл, я проверил таблицу данных, и это действительно так.
Да, я думаю, что это, вероятно, то, что здесь происходит вместо этого - преобразование с понижением частоты и использование микшера IQ и выборка выходного сигнала с помощью АЦП. Теперь он все еще может иметь недостаточную выборку на выходе микшера IQ в зависимости от того, как он спроектирован.
Как вы можете получить сигнал 6 ГГц с АЦП всего 64 МС/с?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v