HAMRADIO-TOMSK

Вырисовывается вот такая блок-схема модема. Номинальные уровни на всех входах и выходах радиосигнала - 0 дБм, опорный вход 10 МГц - опция для тех, кому потребуется высокая стабильность. Все цифровые входы и выходы - в стандарте логики CMOS 3.3 В.

Продублирую здесь свое сообщение из общей ветки.
Думаю, будет интересно взглянуть на картинки по фазовым шумам того решения, которое я сейчас закладываю в модем, картинки из программы ADsimCLK для микросхемы AD9524 (проверена на практике, значения совпадают с точностью не хуже 3 дБ). Кварцевый ГУН заложил не самый плохой, но и не самый лучший, скорее средненьки, ценовой диапазон таких приборов 20-30 $.

Добавляю расчет структурной схемы приемного канала модема. Расчет больше "на пальцах", сверху над трактом написана мощность полной шкалы и уровень шума в полосе 1 Гц. Фильтры пока не считал, потери даны приблизительно. Штриховые линии в тракте на LTC2208 схематично отображают дифференциальный вариант исполнения для борьбы с низкочастотными помехами вида "блуждаюший ток" на печатной плате. Насколько это необходимо, покажет моделирование, ну а затем и макетирование. Плату постараюсь сделать сразу под два варианта, благо достаточно заложить несколько дополнительных посадочных мест и все. Для бюджетного варианта приемника на AD9215 такие извращения явно избыточны.

Выкладываю блок-схему на узел передатчика. Основа - двухканальный ЦАП AD9778A (14 бит, 1 ГГц). Спектр до 100 МГц (теоретически можно и выше) формируется непосредственно, работа в диапазонах 2 м и выше - посредством переноса спектра либо классически, либо используя квадратурный модулятор, для чего на плате модема будут заложены опциональные цепи : квадратурные выходы I и Q с полосой до 1 МГц (больше просто не надо, на мой взгляд), и квадратурный модулятор ADL5385 с диапазоном рабочих частот 50-2200 МГц (тут есть одно "но" - сигнал гетеродина для данного модулятора должен быть вдвое выше выходной частоты). Уровень выходного сигнала 0 дБм номинальный.

Нехорошая штука получается, однако : ног не хватает на ПЛИС в корпусе о 144-х ногах. 74 ноги задействованы под АЦП и ЦАП, 17 под параллельную шину качать данные в DSP, и 4 - обратно на ЦАП. Итого уже 95, а столько нету. Вот сижу и думаю, чего делать. Варианты такие : либо брать ПЛИС в корпусе с 240-ка ногами, но там нет индустриальных, только коммерческие (т.е. на чердаке уже не поставить, только дома), либо разбивать на 2 микросхемы по 144 ноги, одна работает только на прием, вторая - только на передачу. По деньгам разницы нет практически никакой, по помехозащищенности второй вариант даже лучше, цепи приемника отделены от цепей передатчика. Пока думаю.

В масштабах проекта, наверное, не страшно применение 2 ПЛИС. Оно, наверное, и с точки зрения отладки лучше на 2-х.

Принято решение размещать приемник в одной ПЛИС, передатчик в другой. Закладываю корпуса EQFP-144, на передатчик точно будет достаточно EP3C5, приемнику может потребоваться больше ресурсов, поэтому развожу с учетом возможности миграции на более "толстые" микросхемы, вплоть до EP3C25. В меру свободного времени рисую схему и плату, к лету должна увидеть свет

Предлагаю к рассмотрению и конструктивной критике схему передающей части модема (остальная часть в процессе), и примерную компоновку на плате. Формат - P-CAD 2004.

Оперативно !!! Вот это работа !!!

Схема модема практически готова, выкладываю. Осталось доделать аудиокодек, и подумать над тестовыми разъемами. Компоновка на плате пока только основных микросхем, выбранный габарит 100х200 мм уже не кажется слишком большим . По желанию можно прикинуть ценник по микросхемам. На неделе сделаю карты питания и тактирования, для самоконтроля. Критика и пожелания приветствуются.

Сильно получается !!! Хотя, зная Дмитрия, я и не думал , что будет по-другому..
Вопросик - для подключения модема к другим ВЧ узлам ( входные. выходные цепи) будем использовать именно разъемы SMA? Может предусмотреть рядом с разъемами, контактные площадки для непосредственной припайки проводом ? Или тогда просто не паять эти разъемы в этом случае...
И вопросик по тракту УЗЧ - он сразу будет на плате модема? Хочу динамик поставить на передней стенке.

Шедевр! все известные мне SDR нервно курят в категории анафемы.
И вопрос: какой интерфейс пользователя предполагается для сего чуда?

WEST128 писал(а):По желанию можно прикинуть ценник по микросхемам

Весьма актуальный момент!

WEST128 писал(а): расчет структурной схемы приемного канала модема

Растолкуй пожалуйста, если не трудно, теорию данной схемы? Что-то не въезжаю в масштаб уровней сигналов. АЦП 16 бит = 65536 "ступенек". Пусть будет приведенный диапазон сигнала к полной шкале 1 В = 1000000 мкВ. Делим, получаем что-то вроде 15 мкВ на один разряд. Т.е ,вес одного разряда АЦП = 15 мкВ. Пусть драйвер там у тебя 8 дб. Ну, это чуть улучшит... даже не в три раза.
Где собака порылась?

Разъемы изначально планировал ставить именно SMA, но можно запаять будет и MCX - защелки. Не понял, зачем надо будет паять проводом ?
УЗЧ не будет, только выход на наушники (20 мВт), + линейные входы и выходы, и микрофон.

Шедевр!

Рано еще говорить, вот запустим, и если все будет как задумано, тогда и будем вердикты выносить.

Растолкуй пожалуйста, если не трудно, теорию данной схемы?

Теория очень проста, суть такая : АЦП обладает неким отношением сигнал/шум, определяемым в полосе частот от 0 до половины частоты квантования (первая зона Найквиста). Принято считать, что спектр мощности шума во все полосе равномерен (иногда это бывает не так, но обычно достоверно). В нашем случае полоса 62.5 МГц, сигнал/шум 75 дБ. Теперь, зная, что шум равномерно распределен по все полосе, можно найти шум в любой интересующей нас полосе, обычно это либо 1 Гц, либо полоса частот того сигнала, который мы будет принимать. При сужении полосы частот отношение сигнал/шум улучшается пропорционально 10*log отношения интересующей полосы частот к ширине первой зоны Найквиста, то есть, если нас интересует полоса 3 кГц, то улучшение составит 43 дБ, и результируюшее отношение сигнал/шум 75+43=118 дБ. Если на входе у нас номинальный уровень 1.5 В пик-пик (0.53 эфф.), то уровень сигнала при отношении С/Ш 10 дБ будет 2,1 мкВ.
Интерфейс - да любой, вот Сергей делает походный интерфейс, можно будет через линейные входы и выходы подключить к любой звуковухе (согласен, пахнет извращением, но все же), а также сделать платку-переходник на USB или Ethernet. Послений вариант самый лучший, позволяет ставить устройство где захочется, вопрос только в том, кто делать эту платку будет ?

WEST128 писал(а):Не понял, зачем надо будет паять проводом ?

Да это так... недоверие к разъемам SMA

WEST128 писал(а): вопрос только в том, кто делать эту платку будет ?

Есть некоторые надежды, что после появления на свет платы модема, народ заинтересуется "по-серьезному" и можно будет выложить как отдельную тему на cqham

Это можно почитать заинтересовавшимся.
Вообще забавная "теория сигналов". Выходит, что и одноразрядным АЦП (компаратор) можно очень даже неплохо принимать - все решит цифровой фильтр.

Кстати, с потоком в 1 Гбит/с справиться USB3.0 у которого по спецификации 4.8 Гбит/с максимальная

Можно и одноразрядным принимать, часть сигма-делта АЦП и ЦАП до сих пор строятся на однобитном преобразователе, и ничего, обеспечивают на звуковых частотах сигнал/шум 80 дБ и более. Кстати, у них есть один очень большой плюс - поскольку порогов всего два, то характеристика между ними, определяемая цифровым фильтром, получается исключительно линейной, достижимая интегральная нелинейность может быть лучше чем 0.001 %.
USB3.0 в принципе чипы уже есть в продаже, Texas Instruments предлагает, а вот как со стороны ПК ?

Да, у Техаса есть варианты, а со стороны компьютера - по-моему уже есть материнки с интерфейсом 3.0

Зачем так сложно, когда уже у нас в продаже есть карточки USB3.0 под PCIe, стоит около 900 рублей. Надо будет прикупить.

Прикинул сегодня ситуацию с питанием, получается интересная картина : если все задействовать по максимуму, то выходит 13.5 Вт (если питать от +5 В) и это без учета 2-х ПЛИС, т.е. суммарно может набраться до 18 Вт. Откуда столько - в принципе, можно сильно выиграть, задействовав импульсные стабилизаторы, но что-то у меня пока такого желания не возникает, больно много от них помех, котороые в самом начале работы ну совершенно нет желания видеть. Исходя из размера платы 100х200 мм, совершенно явственно вырисовывается и радиатор к ней.

Вообще интересно как себя поведет импульсный источник. На каких частотах и гармониках будет создавать помехи. Потому как мы все с трансиверами используем импульсные источники MeanWell.

Можно только предполагать. Если получиться реализовать потенциал заложенного АЦП, то помехи от источника мы должны обязательно увидеть, хотя бы первые 5 гармоник. В любом случае я буду делать линейный источник питания, вот и сравним.

Промежуточный этап разработки печатной платы - общая компоновка завершена, в процессе - трассировка сигнальных цепей. Монтаж на плате 100х200 мм будет достаточно плотным, часть комплектующих переношу на нижний слой. Стабилизаторы питания тоже приходится менять на менее габаритные, где позволяет рассеиваемая мощность. В общем, да это и давно было понятно, без фена монтаж будет невозможен.