Обработка широкополосных радиосигналов Сегодня, крайне сложно представить мир без систем связи, которые в буквальном смысле опутывают всю планету. Новости, прикладная информация, прогноз погоды, беспроводные соединения, даже простая загрузка изображений или текста не обходиться без использования ИМС, преобразователей данных, усилителей, схем управления питанием и устройств распределения и формирования тактовых сигналов. В цикле статей посвященных системам связи, мы рассмотрим три крупных раздела: Программно-определяемые радиосистемы, Обработка широкополосных сигналов, Инфраструктура систем беспроводной связи. А так же предоставим информацию по рекомендуемым продуктам компанией Analog Devices для решений в системах связи. В предыдущей статье, мы уже рассмотрели программно-определяемые системы. (http://www.zolshar.ru/tech/71 ). В данной статье мы рассмотрим системы обработки широкополосных радиосигналов. Широкополосными или сложными, шумоподобными сигналами (далее ШПС) называют такие сигналы, у которых произведения активной ширины спектра F на длительность T много больше единицы. Это произведение называется базой сигнала B. Для ШПС B = FT>>1 Широкополосными сигналы иногда называют сложными в отличие от простых сигналов с В=1. У сигналов с ограниченной длительностью спектр имеет неограниченную протяженность, в таком случае для определения ширины спектра используют различные методы и приемы. Повышение базы в ШПС можно получить используя способ дополнительной манипуляции по фазе или частоте. В результате, спектр сигнала F (при неизменном T) существенно расширяется. Дополнительная модуляция внутри сигнала по амплитуде используется редко. В системах связи с ШПС ширина спектра излучаемого сигнала F всегда много больше ширины спектра информационного сообщения. ШПС получили применение в широкополосных системах связи (ШПСС), так как: • позволяют в полной мере реализовать преимущества оптимальных методов обработки сигналов; • обеспечивают высокую помехоустойчивость связи; • позволяют успешно бороться с многолучевым распространением радиоволн путем разделения лучей; • допускают одновременную работу многих абонентов в общей полосе частот; • позволяют создавать системы связи с повышенной скрытностью; • обеспечивают электромагнитную совместимость (ЭМС) ШПСС с узкополосными системами радиосвязи и радиовещания, системами телевизионного вещания; • обеспечивают лучшее использование спектра частот на ограниченной территории по сравнению с узкополосными системами связи. Компания Analog Devices предлагает линейку компонентов для сбора данных и обработки сигналов в широкой полосе радиочастот. Компания предлагает решения, которые могут применяться в системах с наиболее жесткими требованиями, например, в ВЧ измерительных приборах, военной радиоаппаратуре и инфраструктуре систем связи. Analog Devices предлагает модули FMC, реализующие различные конфигурации радиочастотных сигнальных цепочек, которые сопровождаются программным обеспечением на языках HDL и драйверами устройств для простого подключения к платформам разработки на базе микросхем FPGA компании Xilinx и быстрого создания прототипов систем.
Линейка AD9625: AD9625 – это монолитный 12-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с внутренней выборкой, работающий со скоростями преобразования до 2.5 миллиарда отсчетов в секунду (GSPS). Данный продукт предназначен для оцифровки широкополосных аналоговых сигналов в полосе частот вплоть до второй зоны Найквиста. Благодаря комбинации широкой полосы входного каскада, высокой частоты дискретизации и превосходной линейности AD9625 идеально подходит для применения в спектроанализаторах, системах сбора данных, а также широком спектре военной электроники, включая радиолокационные системы и постановщики помех/схемы противодействия помехам. Входы аналогового сигнала, тактового сигнала и опорного напряжения (SYSREF±) являются дифференциальными. Высокоскоростной последовательный интерфейс вывода стандарта JESD204B может работать в различных конфигурациях с одной, двумя, четырьмя, шестью и восемью линиями данных. Продукт работает в промышленном температурном диапазоне от −40°C до +85°C. Ключевые особенности продукта
1. Высокое качество преобразования: исключительный свободный от побочных составляющих динамический диапазон (SFDR) в проектах с высокой частотой дискретизации и непосредственной дискретизацией радиосигнала; точный интегрированный источник опорного напряжения. 2. Конфигурируемый интерфейс вывода цифровых данных формата JESD204B. 3. Порт SPI для управления различными функциями и параметрами продукта, включая формат данных, а также данные калибровки коэффициента усиления и смещения. Области применения
• Спектроанализаторы • Военная связь • Радиолокационные системы • Высококачественные цифровые запоминающие осциллографы • Активные постановщики помех /схемы противодействия помехам • Электронные средства разведки и средства радиоэлектронной борьбы
Линейка AD9680: AD9680 – это двухканальный 14-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с быстродействием 1 миллиард выборок в секунду (GSPS). Компонент включает в себя интегрированный буфер и схему выборки и хранения, что позволяет сократить габариты, уменьшить потребляемую мощность и упростить его применение. Он предназначен для оцифровки широкополосных аналоговых сигналов на частотах до 2 ГГц и оптимизирован для поддержания широкой полосы входного каскада, высокой частоты дискретизации, превосходной линейности и низкого энергопотребления при малых габаритах корпуса. Ядра АЦП построены на базе многокаскадной дифференциальной конвейерной архитектуры с интегрированной логикой исправления ошибок в выходном коде. Каждый АЦП имеет широкополосный аналоговый входной каскад, который может работать с широким набором выбираемых пользователем диапазонов рабочего напряжения. Интегрированный источник опорного напряжения упрощает проектирование системы. Входы аналоговых сигналов и тактовой синхронизации являются дифференциальными. Выход каждого АЦП подключен к цифровому преобразователю с понижением частоты (DDC), состоящему из 4 последовательно соединенных каскадов обработки сигнала: 12-разрядного преобразователя частоты (NCO) и 4 полуполосных децимирующих фильтров. В дополнение к блокам DDC AD9680 имеет ряд функций, упрощающих реализацию автоматической регулировки усиления (АРУ) в приемниках систем связи. Программируемый пороговый детектор позволяет контролировать уровень мощности входного сигнала, используя выходные биты быстрого детектирования АЦП. Индикатор быстрого детектирования переключается в состояние высокого логического уровня, если уровень входного сигнала превышает программируемый порог. Поскольку данный индикатор имеет короткое время реакции, пользователь может быстро уменьшить коэффициент усиления системы для предотвращения перегрузки АЦП по входу. Высокоскоростные последовательные интерфейсы вывода стандарта JESD204B Subclass 1 могут быть сконфигурированы пользователем для работы с 1, 2 или 4 линиями данных, в зависимости от конфигурации DDC и быстродействия приемного логического устройства. При помощи входных выводов SYSREF± и SYNCINB± поддерживается возможность синхронизации нескольких микросхем. Компонент имеет широкие возможности управления энергопотреблением, позволяющие добиваться существенного снижения потребляемой мощности. Все функциональные возможности продукта программируются при помощи трехпроводного интерфейса SPI, работающего с напряжением питания от 1.8 В до 3.3 В. AD9680 выпускается в бессвинцовом 64-выводном корпусе LFCSP и работает в промышленном температурном диапазоне от −40°C до +85°C. Данный продукт защищен патентом США. Ключевые особенности продукта 1. Широкая полоса при максимальном уровне сигнала позволяет осуществлять дискретизацию сигналов ПЧ в диапазоне до 2 ГГц. 2. Буферизированные входы с программируемым согласованием упрощают проектирование и реализацию фильтра. 3. Четыре интегрированных широкополосных децимирующих фильтра и генератор с цифровым управлением (NCO) для построения многодиапазонных приемников. 4. Конфигурируемый интерфейс последовательного порта (SPI) для управления различными параметрами и функциями продукта в соответствии с требованиями конкретной системы. 5. Программируемая функция быстрого детектирования перегрузки. 6. 64-выводный корпус LFCSP, 9 мм x 9 мм Области применения • Системы связи • Многодиапазонные, многорежимные цифровые приемники с разнесенным приемом 3G/4G, TD-SCDMA, W-CDMA, GSM, LTE • Программно определяемые радиосистемы общего назначения • Сверхширокополосные спутниковые приемники • Измерительная техника • Радиолокация • Радиоэлектронная разведка (SIGINT) • Приемники восходящего потока в кабельных сетях DOCSIS 3.0 • Цифровые приемники обратного канала в гибридных волоконно-оптических/коаксиальных сетях
Производители: