[Wasja 0]

Стоит задача демодуляции ЧМ сигналов с помощью ФАПЧ. Возможные девиации частот - 27 кГц и 50 кГц, несущая - 200 кГц, диапазон модулирующих частот 20...15000 Гц. ФАПЧ должна реализовываться в цифровом виде (в дальнейшем предпологается заливка в ПЛИС).

Очень интересуют конкретные примеры рассчета параметров ФАПЧ (в частности фильтров) для аналогичных задач, поскольку все найденные и опробованные мной методики рассчета (например из Phase-Locked Loops: Design, Simulation, and Applications, Roland E.Best) дают слишком большой коэффициент нелинейных искажений - порядка 1,5% для 1000 Гц.

[subver 0]

Стоит задача демодуляции ЧМ сигналов с помощью ФАПЧ. Возможные девиации частот - 27 кГц и 50 кГц, несущая - 200 кГц, диапазон модулирующих частот 20...15000 Гц. ФАПЧ должна реализовываться в цифровом виде (в дальнейшем предпологается заливка в ПЛИС).

Очень интересуют конкретные примеры рассчета параметров ФАПЧ (в частности фильтров) для аналогичных задач, поскольку все найденные и опробованные мной методики рассчета (например из Phase-Locked Loops: Design, Simulation, and Applications, Roland E.Best) дают слишком большой коэффициент нелинейных искажений - порядка 1,5% для 1000 Гц.

 

А почему именно ФАПЧ?, ЧМ можно и прямо демодулировать

 

out = I(n)*Q(n-1)-Q(n)*I(n-1)

 

I,Q - отсчеты квадратур.

 

I = s*cos(2*pi*F0*t)

Q =s*sin(2*pi*F0*t)

 

s - входной сигнал

F0 - несущая.

[Pathfinder 0]

Модуляция аналоговая или цифровая? если цифровая то какая разрядность символа, индекс модуляции и скорость передачи?

 

ФАПЧ скорее всего потому, что такие методы имеют как правило более высокую энергетическую эффективность (при одинаковом входном С/Ш получается меньше выходное С/Ш или меньше вероятность ошибки при цифровом приеме), чем дискриминационные методы.

 

Что касается вышеприведенной формулы, поправлю:

Приближенная формула для разности фаз n-й и n-1-й выборок:

 

F(n) = (I(n-1)*Q(n)-Q(n-1)*I(n) ) / (I(n)^2+Q(n)^2)

 

Это выражение получено в предположении, что фаза сигнала между двумя соседними выборками меняется линейно. Такое приближение справедливо при небольших медленных изменениях частоты входного сигнала по сравнению с частотой дискретизации (f-f0<fd/16), где fd - частота дискретизации.

 

О каком коэффициенте нелинейных искажений идет речь???

 

В большинстве случаев для таких задач используется петля с пропорционально-интегрирующим звеном в цепи обратной связи, там всего 2 параметра, выбираются исходя из требований к длительности переходного процесса и полосе захвата/удержания.

[Wasja 0]

Модуляция аналоговая или цифровая? если цифровая то какая разрядность символа, индекс модуляции и скорость передачи?

Модуляция аналоговая... На вход системы поступает оцифрованный ЧМ сигнал (частота дискретизации 1024 МГц), непосредственно в ПЛИС происходит обработка, выход - цифровой параллельный код.

О каком коэффициенте нелинейных искажений идет речь???

Поскольку данный ФАПЧ по сути является устройством зуковой обработки, то в качестве общей характеристики вносимых искажений рационально использовать коэффициент нелинейных искажений.

В большинстве случаев для таких задач используется петля с пропорционально-интегрирующим звеном в цепи обратной связи, там всего 2 параметра, выбираются исходя из требований к длительности переходного процесса и полосе захвата/удержания.

Вот здесь поподробнее, пожалуйста. Особенно интересна взаимосвязь этих 2 требований с девиацией и диапозоном моделирующих частот и конкретные формулы для рассчета фильтров.

[Pathfinder 0]

Поскольку данный ФАПЧ по сути является устройством зуковой обработки, то в качестве общей характеристики вносимых искажений рационально использовать коэффициент нелинейных искажений.

ФАПЧ в терминах мгновенной частоты является линейным устройством (в состоянии синхронизма), КНИ отличный от нуля появляется только в момент захвата. Критерием качества ФАПЧ обычно является выходная мощность шума в зависимости от входной.

Вот здесь поподробнее, пожалуйста. Особенно интересна взаимосвязь этих 2 требований с девиацией и диапозоном моделирующих частот и конкретные формулы для рассчета фильтров.

Если ФАПЧ используется в роли частотного детектора, то:

- она должна отслеживать все возможные входные частоты, т.е. полоса захвата и удержания должна быть больше чем максимальная девиация.

- петля должна успевать за изменениями частоты сигнала, т.е. постоянная времени петли должна быть меньше модулирующей частоты, но не очень маленькой, иначе шум на выход полезет и петля будет неэффективной.

К сожалению, книжек с досупным объяснением под рукой не имею :( (может кто подкинет...). Постараюсь в ближайшее время выложить формулы и модельку в simulinkе.

[Wasja 0]

К сожалению, книжек с досупным объяснением под рукой не имею :( (может кто подкинет...). Постараюсь в ближайшее время выложить формулы и модельку в simulinkе.

Буду весьма благодарен.

[Pathfinder 0]

к сожалению, пока руки не доходят написать нормальную доку, могу скинуть лекции по дискретным системам фазовой синхронизации (тетрадку сканированную), не знаю, правда, насколько поможет, но основная математика там есть. Еще можно посмотреть: Банкет В.Л. Дорофеев В.М. - Цифровые методы в спутниковой связи. Есть например тут: http://ovkaravan.mylivepage.ru/file/index.

[Yura Gritsay 0]

Интересная книжка по теме!

Бернард Скляр. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение.

http://crossbar.narod.ru/lib.html