Теоретическая радиотехника. Повышение квалификации

[UR5ZQV]

Хигэ,

интересует синхронное детектирование как с так и без отдельного опорного сигнала

Как "без" я не очень понимаю. По моему Владимир Тимофеич "придумал до нас" (и не только он, еще Захаров). Внизу ЧМ/ФМ, но есть и двойного назначения (с АМ), и даже "хтиромудрые" есть, типа демодуляторы DSB без опорного сигнала (в журналах QRP надо пошукать). Для ЦОС арифметика сохраняется (если БИХ). Для активного аналога FilterWizard, для всего остального (кроме адаптивной фильтрации) FilterSolution.
Поляков_ЧМ приемники с ФАПЧ.7z

[Хигэ]

Как "без" я не очень понимаю.

я тоже не совсем понимаю, но "приём" в цифровой обработке при сильных замираниях и реальном "термическом" дрейфе несущей видел
"приёмник" некоторое время входил в синхронизм, после его неплохо справлялся с перезахватом фазы несущей
так вот мне не конкретная реализация этого интересна (.exe файл был доступен, дизассемблировать умею) а общая теория не привязанная к физической реализации

[UR5ZQV]

Хигэ, да понял я о чем речь. Еле нашел в QRP48. Эо система Костаса для ДСБ. Когда у ДСБ нет опоры, с помощью квадратурной обработки, за счет разницы фаз *полезных" боковых, "поддерживается" опора. Уж сильно ненадежная и сложная, для меня пока не актуальна (для DSB нет юридического права), но "на ус намотал".
cqqrp_48.7z

[UA4NE]

Я пока разбираюсь с тем как с картинки получить нужные
для расчёта данные. ... Полоса разрешения=частота дискретизации/FFT так считается ?

(вопрос перенесен из темы, где отвечать на него офф топ)

Нет, не так. Это первое и очень грубое приближение. Эта формула годится только для случая сигнала бесконечной длительности во времени, то есть, для идеального спектроанализатора. Естественно, что в этом случае оконная функция отсутствует, т.е она является единичной константой.

В реальном спектроанализаторе длительность обрабатываемого сигнала всегда ограничена. Поэтому для определения RBW необходимо учитывать форму оконной функции, которая расширяет полосу пропускания анализирующего фильтра. Также анализатор может иметь и другие алгоритмические особенности вычислений различными методами спектрального анализа случайных сигналов - Бартлетта, Уэлча, полифазного суммирования и т.п.

Любой цифровой анализатор с неизвестными внутренними характеристиками (форма окна, метод анализа, к-т перекрытия, к-т полифазности и т.д.) может быть откалиброван, если на его вход подать квазибелый шум известной мощности в известной полосе частот (полоса чем шире тем лучше). Затем при помощи несложных вычислений можно приближенно оценить эквивалентную ширину полосы пропускания одного отдельно взятого частотного канала анализа.

Как видно на картинке, АЧХ частотного канала анализатора существенно зависит от применяемого в нем метода обработки сигнала. Кривая с подписью "АЧХ канала FFT" соответствует применению самой плохой (прямоугольной) оконной функции. "АЧХ канала WOLA" - а вот здесь применено сочетание нескольких современных методов спектрального анализа, включающее операции оконного взвешивания, перекрытия, полифазного сложения. WOLA = Weight + OverLap + Add. Следующее за всеми этими подготовительными операциями преобразование Фурье FFT - это лишь вишенка на торте.




Сущность этого замечательного метода WOLA спектральной обработки сигналов изложена здесь и здесь. Первая ссылка на английском, вторая - на русском.

[UA4NE]

Сделаю небольшое обобщение, чтобы высветить исключительную роль взвешивающей оконной функции и ее влияние на результат спектрального анализа.

Форма АЧХ канального фильтра каждого канала цифрового спектрального анализатора определяется только формой оконной функции и ничем иным. Все остальные ухищрения (типа полифазного сложения и т.д.) - могут изменить масштаб АЧХ по оси частот, т.е. сжать или растянуть её. Но на форму АЧХ, на ее основной и боковые лепестки - влияет только длина и форма окна.

Действие оконной функции на дискретный сигнал идентично действию нерекурсивного дискретного фильтра, коэффициенты которого b(k) есть дискретные значения оконной функции w(k). Где k - целые числа, дискретное время. Строго одна и та же математика, но она реализуется по-разному и с разными вычислительными затратами во временной области (линейная свёртка) или в частотной области (перемножение спектров). Но со строго одинаковым результатом, и это естественно. Фильтрация выполняется в окрестности нулевой частоты.

Таким образом, окно - есть нерекурсивный КИХ фильтр.

[Valery12]

Форма АЧХ канального фильтра каждого канала цифрового спектрального анализатора определяется только формой оконной функции и ничем иным. Все остальные ухищрения (типа полифазного сложения и т.д.) -

Михаил, полифазное сложение, это слишком круто для неокрепшего в ЦОСе мозга

Для начала вопрос, мудреное буржуйское название "оконная функция", это просто фильтр в железном анализаторе спектра?

[UA4NE]

Valery12, да, "окно" это и есть фильтр, формирующий АЧХ частотного канала спектроанализатора, построенного на использовании преобразования Фурье в любом виде. То есть, обрабатывающий сигналы в частотной области.

Если "железный" спектроанализатор построен по традиционной сканирующей схеме с квадратурным преобразованием частоты в "нуль", то окно это аналог "железного" аналогового фильтра нижних частот, который установлен в Re и Im каналах обработки на выходах преобразователя частоты.

Принципиальное отличие в том, что окно всегда имеет конечную длину (КИХ), а импульсная характеристика аналоговых железных фильтров всегда бесконечна (БИХ). Но это мелочи.

[Valery12]

UA4NE

Понял, спасибо.

Вопрос про спектр обрезанного по частоте сигнала.
Он сплошной, или линейчатый?

[UA4NE]

Сплошной, конечно -))

Линейчатый спектр - это математическая абстракция, в реальной природе его нет. Так же точно, как нет бесконечных во времени периодических сигналов, для которых он характерен. Также в природе не существует и сигналов с обрезанным спектром - такие сигналы принципиально были бы бесконечны по длительности.

Но эти абстракции являются очень плодотворными, и потому - очень полезны.

===

А у дискретного (цифрового) сигнала спектр мало того, что сплошной - он ко всему этому еще и периодический. Т.е. периодически повторяется на оси частот с периодом, равным частоте дискретизации.

[Valery12]

Сплошной, конечно -))

Сумлеваюсь, однако.

Пытаюсь понять теорему Котельникова, с виду все просто, но там спрятана очень глубокая "физическая" мысль.
Типа соотношения неопределенностей в квантовой механике.

Если "железный" спектроанализатор построен по схеме с квадратурным преобразованием частоты в "нуль",

Мой железный спектроанализатор - это обычный приемник с полосой пропускания 1 кГц.
"Квадратурами" там и не пахнет