Wie wählt man eine ZF aus oder wie schlecht ist Null-ZF wirklich?

Was muss man bei einem Überlagerungsempfänger beachten, um eine Zwischenfrequenz zu wählen?

Konkret arbeite ich an einem Radioteleskop-Projekt. Es ist im Grunde ein Überlagerungsempfänger, bei dem das ZF-Signal mit 1 Bit abgetastet und dann gespeichert wird.

Die Bandbreite des Signals beträgt 20 MHz. Um Aliasing zu minimieren, verwende ich jetzt eine Abtastrate, die etwas über der Nyquist-Rate liegt. Das bedeutet, dass die minimale Abtastrate ca. 50 MHz beträgt. Der höchste Wert, den ich dagegen abtasten konnte, liegt bei etwa 120 MHz.

Dies würde jedoch einen ZF-Bereich von 0 Hz bis 20 MHz bedeuten. Wenn wir die untersten 1 MHz weglassen, entspricht dies 4,3 Oktaven.

Die Beobachtungsfrequenz ist 1421 MHz, falls das wichtig ist.

Ich mache mir hauptsächlich Sorgen um die hohe Bruchbandbreite des Signals. Also, meine Fragen sind:

  • Wäre es problematisch, das 1-20-MHz- (oder sogar 0-20-MHz-) Signal mit einem Hochgeschwindigkeits-Operationsverstärker zu verstärken (wenn man bedenkt, dass das Verhalten vieler elektronischer Komponenten (umgekehrt) proportional von der Frequenz abhängt)?

  • Ist die hohe Teilbandbreite ein Problem? dh würde sich das SNR deutlich verbessern, wenn ich einen Bereich von 40-60 MHz verwenden würde?

  • Niedrig-ZF-Empfänger werden verwendet, um braunes Rauschen (Rauschleistungskonstante pro Oktave) zu vermeiden, unter dem Null-ZF-Systeme von Natur aus leiden. Wie wichtig ist es praktisch für eine Anwendung wie diese?

Es könnte für Sie hilfreich sein, ein vollständiges Blockdiagramm Ihrer gesamten Signalkette zu zeichnen, beginnend bei der Antenne, und explizit die Stellen zu zeigen, an denen verstärkt und gefiltert wird, bis hin zum Ein-Bit-Quantisierer. Verfolgen Sie auch, wo unerwünschte Signale außerhalb des Bandes gedämpft werden. Auf diese Weise können Sie sich auf die Themen konzentrieren, z. B. welche Frequenzen und welchen Dynamikbereich jede Verstärkungsstufe bewältigen muss. Sie werden schnell erkennen, warum „triviale“ Lösungen selten funktionieren.

Antworten (3)

OK, Sie schlagen in Ihrer Frage im Grunde ein Null-IF vor - das sehe ich jetzt!

  1. Ich sehe Operationsverstärker nicht als Problem (heutzutage nicht) - Sie können solche mit über 1 GHz GBP erhalten, was bedeutet, dass Sie bei einer Bandbreite von 20 MHz eine Verstärkung von vielleicht 30 bis 50 erzielen können (Variationen der Operationsverstärkerauswahl). Es besteht jedoch keine Notwendigkeit, die unteren 1 MHz zu verlieren, und Sie sollten einige wirklich gute Tiefpassfilter in Betracht ziehen, um Außerbandrauschen zu entfernen. Filtern Sie im Grunde alles heraus, was nicht erforderlich ist, und dazu gehören einige gute Filter für das empfangene HF-Signal. Wenn Ihre Bandbreite bei 1,4 GHz nur 20 MHz beträgt, ist es eine gute Idee, so viel wie möglich von außerhalb dieses Bereichs zu entfernen.
  2. Die volle Basisbandbreite nutzen ist meine Überlegung.
  3. Vielleicht, aber ohne einen Brain Dump oder eine vulkanische Gedankenverschmelzung kann ich nichts erwarten, LOL.
Danke für deine Antwort. Der Grund, warum ich mir Sorgen um die niedrigeren 1 MHz machte, ist, dass eine Erweiterung des Bereichs auf nahezu Gleichstrom zu einer enormen Erhöhung der Teilbandbreite führen würde. Laut Wikipedia ist das, was ich beschrieben habe, ein Link . In diesem Artikel heißt es auch, dass Low IF braunes Rauschen vermeidet, das in Bezug auf log (f) konstant ist. Ich werde die Frage bearbeiten, um genauer zu sein.
OK, es ist Flimmerrauschen, das Sie beunruhigt. Wenn Sie die niedrigen 1 MHz nicht benötigen, ist dies kein Problem - es handelt sich normalerweise um ein Artefakt, das von Operationsverstärkern erzeugt wird, und wenn Sie nichts unter 1 MHz benötigen, lässt sich dies leicht beheben, wie Sie in Ihrer Frage angedeutet haben. Offensichtlich trägt kein Frequenzband um eine nominell hohe HF herum kein I / F-Rauschen, so dass das Herunterkonvertieren in das Basisband nichts außer einer konstanten Rauschleistung pro Hz erzeugt.

Das Problem, auf das Sie bei einem Empfänger mit niedriger ZF stoßen könnten, besteht darin, dass die Spiegelfrequenz nahe bei und schwer herauszufiltern ist. Befolgen Sie die Empfehlung von Dave Tweeds, ein Blockdiagramm zu zeichnen und herauszufinden, wo sich die Signale befinden und wo sich die Bildfrequenzen befinden.

Ein IF von Null hat einige Nachteile:

  • Das Bild überlappt Ihr Signal, was für AM in Ordnung ist, aber nicht viel mehr. Sie können einen zweiten ADC für das Q-Signal verwenden, wobei der letzte Downmix mit einem LO-Ausgang bei einem 90-Grad-Offset erfolgt, aber an diesem Punkt bauen Sie ohnehin effektiv einen Direktwandlungsempfänger.
  • Bei der Analog-Digital-Wandlung entsteht ein DC-Offset, den Sie in der digitalen Verarbeitung kompensieren müssen. Mit einer ZF ungleich Null, die als CW weit außerhalb des zu verfolgenden Signals erscheint und leicht herausgefiltert werden kann.
Wie wählt man eine ZF aus oder wie schlecht ist Null-ZF wirklich?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v