HF-Oversampling zur Erhöhung des SNR

Angenommen, der PIC verfügt über einen analogen Eingang, der bei 32 MHz oder deutlich höher als 9 kHz (Nyquist-Frequenz) betrieben werden kann, dann ist es ja möglich, die Mittelung zu verwenden, um das SNR zu erhöhen.

Es ist wichtig, die Probleme in Bezug auf Ihren SNR zu berücksichtigen. Wenn beispielsweise das SNR aufgrund der Übertragungsentfernung (Dämpfung) niedrig ist, ist die Mittelwertbildung möglicherweise nicht sehr effektiv, während die Mittelwertbildung sehr hilfreich sein kann, wenn vorübergehende Spitzen oder EMI die Ursache Ihrer Probleme sind. In beiden Fällen können Sie entscheiden, dass Sie eine Hardwarelösung wie einen Vorverstärker bzw. einen Bandpassfilter benötigen.

Ich schlage vor, dass Sie ein Oszilloskop verwenden, um das Augendiagramm zu betrachten , dies wird helfen, das spezifische Problem mit Ihrem empfangenen Signal aufzudecken.

Silabs haben hier einen nützlichen Hinweis zu Oversampling und Mittelwertbildung .

Mit "Mittelung" meinen Sie anscheinend wirklich Tiefpassfilterung. Die Mittelwertbildung oder genauer gesagt die Box-Filterung ist eine Form des Tiefpassfilters, aber für die meisten Anwendungen nicht besonders gut.

Ja, die Tiefpassfilterung zur Reduzierung der hohen Frequenzen, von denen Sie wissen, dass sie nicht relevant sind, erhöht das Signal-Rausch-Verhältnis. Sie können sich das im Frequenzbereich ansehen und versuchen, alles oberhalb der höchsten Frequenz, die Ihnen wichtig ist, zu eliminieren. Oder Sie können dies im Zeitbereich betrachten und so viel Filter wie möglich auf das System werfen, während Sie sicherstellen, dass die Sprungantwort innerhalb der Zeit des kürzestmöglichen Pegels immer noch ausreichend ist.

Echte Mittelwertbildung ist wirklich nur dann sinnvoll, wenn Sie wissen, wann die Bitzeiten sind. Dann können Sie mit so vielen Samples mitteln, wie Sie während einer Bitzeit verwalten können. Der Mittelwert ist dann der beste Hinweis auf den gemessenen Bitpegel. Anders ausgedrückt, dies ist wirklich eine synchrone Mittelwertbildung und kann sehr effektiv sein.

Unsynchronisierte Mittelung ist einfach albern. Wenn Sie nicht wissen, wo sich die Bitgrenzen befinden, ist ein IIR-Tiefpassfilter (gleichungsbasiert) besser.

Sie möchten die Bitfehlerrate des internen Daten-Slicers des Empfängers verbessern. Beim On-Off-Keying (OOK) leisten interne Daten-Slicer angesichts stark schwankender Signalstärken ziemlich gute Arbeit. Ja, Sie können den analogen RSSI-Ausgang des Empfängers überabtasten und wahrscheinlich die Fehlerraten verbessern, aber Sie erwarten vielleicht zu viel. Der Programmieraufwand bei der Implementierung eines adaptiven Data Slicers ist erheblich. Die OOK-Decodierung erfordert auch andere Algorithmen als Manchester. Beispielsweise erstreckt sich Ihre NRZ OOK-Modulationsbandbreite bis null Hertz, die Manchester-Bandbreite jedoch nicht.

Eine wirklich hervorragende Referenz ist das E-Book „ The Scientist and Engineer’s Guide to Digital Signal Processing “ von Steven W. Smith, in dem er eine gute Erklärung gibt, wie die Mittelwertbildung das Breitbandrauschen proportional zur Quadratwurzel der Anzahl der Samples reduziert. Kapitel 15 ist für Ihre Situation relevant. Ja, es gibt Mathe, aber auch viele Beispiele und Illustrationen. Kostenloser PDF-Download. Nicht viel Hilfe bei Modemalgorithmen und wie die integrierte Filterung Ihres Empfängers bereits eine Signalmittelung durchführt. Wenn die integrierten analogen Filter optimal sind, können Sie sie mit DSP-Oversampling nicht wesentlich verbessern.