Phasenrauschen bei Unterabtastung

[Martin Laabs]

Hallo,

nach Abwägung aller Alternativen für mein halbdigitales Radio
möchte ich folgendes bauen:

UKW-Tuner mit 10.7MHz ZF, Keramikfilter, 14 Bit 930kSPS AD-Wandlung,
60MIPS 32bit ARM uC.

Nun sehe ich hier zwei Probleme. Wie wirkt sich das Phasenrauschen
des AD-Wandlertaktes auf das SNR aus und reichen 60 Instruktionen
pro Sample um das normale UKW FM-Signal zu demodulieren?

Vielen Dank
Martin L.

 

[Oliver Bartels]

On 12 Sep 2005 08:37:34 GMT, Martin Laabs <98malaab@gmx.de> wrote:

Nun sehe ich hier zwei Probleme. Wie wirkt sich das Phasenrauschen
des AD-Wandlertaktes auf das SNR aus

Ganz grob:

Wie jedes normale Phasenrauschen eines LO's am Mischer auch.
Ersatzbetrachtung: Änderst Du die Taktfrequenz des A/D, dann
ändert sich das Ergebnis ähnlich einem Mischer.
Die "Digitalisierung" (Phasenrauschen->Jitter) macht es etwas
komplexer, aber nicht wirklich.

Entscheidend bei der Unterabtastung kann der Einfluß des
_Quantisierungsrauschens_ sein, das hängt im Detail von der
Wirksamkeit des Bandpass-Filter vor dem Wandler und vom
Wandler selber ab.

So wie Überabtastung zusammen mit Dither die Auflösung
erhöht, so kann Unterabtastung sie vermindern.
Aber again: Es braucht eine Detailbetrachtung, das alles hier
sei mit einer gewissen Vorsicht so dahingestellt.

und reichen 60 Instruktionen
pro Sample um das normale UKW FM-Signal zu demodulieren?

Das wird definitiv sehr knapp, weil Du Filter brauchst, insbesondere
wenn es Stereo (weitere Mischung und Filterung, RDS ausblenden,
Tiefpass für Summensignal) sein soll. Es hängt von der Art der
Instruktionen ab, aber selbst mit IIR Filtern rate ich nach meinen
praktischen DSP Erfahrungen stark ab, insbesondere wenn es
gut klingen soll.
Mit FIR kannst Du es vergessen, nach einer ersten Schätzung
sogar mit IIR zwecks Downsampling und dann FIR, worauf es
eh' hinauslaufen wird.

Tipp: Nutze einen DDC Baustein, die sind dafür gemacht.

Gruß Oliver

--
Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10

 

[Martin Laabs]

Oliver Bartels <spamtrap@bartels.de> wrote:

On 12 Sep 2005 08:37:34 GMT, Martin Laabs <98malaab@gmx.de> wrote:

So wie Überabtastung zusammen mit Dither die Auflösung
erhöht, so kann Unterabtastung sie vermindern.
Aber again: Es braucht eine Detailbetrachtung, das alles hier
sei mit einer gewissen Vorsicht so dahingestellt.

Ist sowas eher einfach oder eher kompliziert zu rechnen? Ich
denke halt das der Jitter des AD-Taktes bei Unterabtastung
weit schlimmere Folgen hat als bei "normaler" Wandlung da
sichdas Analogsignal ja viel schneller ändert.
Nur fällt mir keine Methode ein um eine Abschätzung zu machen.
Und in den Büchern die ich zur Hand habe wird das ganze still-
schweigend übergangen.

Tipp: Nutze einen DDC Baustein, die sind dafür gemacht.

Das habe ich auch überlegt. Nur wird es für den Prozessor dadurch
nicht wirklich weniger. Die maximale Modulationsfequenz ist
ca. 60kHz und der Hub ist 75kHz. Nach Carlson ergibt das 270kHz
Bandbreite. Der DDC kann mir die Rückgewinnung des Pilottones
aber nicht abnehmen und auch das Runtermischen des Differenzsignales
muss ich "per Hand" machen.
Ich bekomme also trotz DDC noch mindestens 540kSPS in den Prozessor.
Und selbst wenn ich kein Stereo, RDS etc. haben möchte muss ich
das demodulierte Signal filtern, was auch nur im Prozessor
funktioniert.

Vielen Dank
Martin L.

 

[Joachim Wehlack]

Hallo,

mal eine Frage am Rande:

Martin Laabs (98malaab@gmx.de) postete:

nach Abwägung aller Alternativen für mein halbdigitales Radio
möchte ich folgendes bauen:

UKW-Tuner mit 10.7MHz ZF, Keramikfilter, 14 Bit 930kSPS AD-Wandlung,
60MIPS 32bit ARM uC.

Wie gut ist denn die Selektion des Keramikfilters bei ca. 450 kHz
Bandbreite?

Joachim