|
|
Дата: 16 Ноя 2017 16:04:35 · Поправил: Neutrinum (16 Ноя 2017 16:10:15)
#
немного прояснения (для размышления) по поводу "14 разрядов" от разработчиков в машинном переводе
-----------------
ЦП на MSi2500 используют сигма-дельта-топологию, где высокоразрешаемый многоразрядный АЦП использует фильтрацию прореживания для обеспечения требуемого разрешения. Поскольку исходная спецификация для MSi2500 вызывала 12-разрядное разрешение, то тот факт, что преобразователь был способен доставлять 14 бит для конечных частот дискретизации менее 6,048 МГц, был проигнорирован. Работая с командой Mirics, мы смогли разблокировать дополнительные два бита разрешения, которые MSi2500 всегда мог выполнять. Используя частоты дискретизации выше 6,048 МГц, ADC по умолчанию возвращает 12 бит.
Они также объяснили:
Если мы возьмем 8-битный АЦП, например, мы можем ожидать около 48 дБ мгновенного динамического диапазона. Это, скорее всего, будет намного ниже, чем это можно достичь с фронтальной части RF, на динамический диапазон которого будут влиять такие факторы, как показатель шума, интермодуляция, кросс-модуляция и фазовый шум синтезатора (обратное смешение). Достойный внешний интерфейс тюнера должен обеспечивать 65-70 дБ мгновенного динамического диапазона, что также примерно то, что можно ожидать от 12-разрядного АЦП. Другими словами, мы считаем, что в RSP1 мгновенный динамический диапазон тюнера и АЦП был примерно одинаковым. Ограничение, которое имел RSP1, было связано с одним шагом усиления в LNA, не всегда можно было использовать доступный динамический диапазон наиболее эффективным способом. RSP1A дает намного больший (и более тонкий) контроль над усилением RF, и это позволяет улучшить выравнивание уровня сигнала в тюнере, чтобы лучше использовать доступный динамический диапазон. В наших тестах в широковещательном диапазоне FM мы полагаем, что RSP1A дает примерно на 10 дБ больше «полезного» динамического диапазона, чем RSP1. Другими словами, если мы объединим несколько управляемых модулированных сигналов (для генераторов радиочастотных сигналов), с реальными слабыми сигналами вне эфира, RSP1A способен обрабатывать помехи, которые на 10 дБ больше, чем у RSP1. Сравнительный анализ с другими продуктами, в наших тестах, RSP1A, кажется, дает лучшую производительность в настоящее время, чем что-либо еще в том же ценовом диапазоне, как с точки зрения чувствительности, так и с точки зрения производительности внутриполосной перегрузки.
RSP1 всегда обладал очень хорошей чувствительностью, но, оптимизируя его таким образом, мы отказались от производительности в плане производительности перегрузки внутри полосы. Наша задача с RSP1A заключалась в том, чтобы решить эту проблему, не жертвуя чувствительностью.
Теперь вернемся к вопросу о 14 бит против 12 бит и мгновенном динамическом диапазоне. Если мы увеличим динамический диапазон АЦП от 12 до 14 бит, тогда динамический диапазон АЦП больше не будет влиять на производительность приемника. На самом деле, мы считаем, что для любого приемника, который должен использовать тюнер в качестве части интерфейса (и любой приемник, который работает в частотном диапазоне RSP, должен будет использовать тюнер в обозримом будущем), есть мало пользы для использования с разрешениями АЦП более 14 бит, поскольку для использования дополнительного динамического диапазона, который может дать АЦП с более высоким разрешением, потребуется гораздо более высокопроизводительный тюнер. Технология тюнера прошла очень долгий путь за последние 10-15 лет, а производительность современных интегрированных устройств на самом деле очень хорошая. Получить 12 дБ лучшего динамического диапазона от тюнера чрезвычайно сложно, и его можно добиться только с использованием гораздо более высоких уровней мощности и эзотерических полупроводниковых технологий. Одна из возможных областей, где вы можете увидеть лучшую производительность, - это то, где у вас есть несколько сильных мешающих сигналов в той мере, в которой необходимо усилить усиление радиочастоты до такого уровня, чтобы шумы квантования АЦП эффективно ограничивали уровень шума приемника. В этом случае вы должны видеть улучшенную производительность в 14-битном режиме по сравнению с 12-разрядным режимом, но обратите внимание, что улучшение может составлять всего несколько дБ при слабом сигнале. Если уровень шума приемника по-прежнему ограничен внешним МШУ, то улучшенный динамический диапазон АЦП не даст ощутимого улучшения.
Прямой приемник сэмплирования, который не использует тюнер, должен в принципе обеспечивать больший динамический диапазон, чем тот, который делает, но на практике любой прямой дискретный АЦП нуждается в некоторой форме внешнего усиления с низким уровнем шума для обеспечения разумной величины шума и динамического диапазона (шум, интермодуляционная производительность и т. д.) этого внешнего блока усиления становится ограничивающим фактором. Это, безусловно, верно для ОВЧ и выше. В HF, как вам будет хорошо известно, цифра шума приемника не очень важна, потому что уровень атмосферного шума настолько высок. В принципе, вы можете подумать, что наш лучший подход состоял бы в том, чтобы обойти тюнер и использовать сокращенную 16-разрядную производительность наших АЦП. Это все равно даст эффективную ширину полосы приемника 375 кГц с 16-разрядной производительностью. Реальность заключается в том, что реальный динамический диапазон сигналов, поступающих в антенну, ограничен условиями распространения и атмосферным шумом. Редко можно найти сигналы, которые выше уровня атмосферного шума, которые меняются более чем на 60 дБ. С практической точки зрения, мы считаем, что эквивалентная производительность может быть достигнута просто путем добавления предварительных отборов RF и фильтров Notch AM-диапазона, и таким образом мы избегаем некоторых других компрометаций систем прямого отбора проб.
Итак, в двух словах, при переходе с 12-битного режима на 14-битный режим, не ожидайте увидеть более динамический диапазон на 12 дБ. В реальном мире это не работает. Именно поэтому 12-разрядные устройства могут обеспечить довольно выгодную производительность для более высококонтрастных 16-разрядных SDR, таких как Elad FDM-S2, особенно если вы считаете разницу в стоимости. Мы полностью ожидаем, что Elad будет лучше, но разница не будет 24 дБ или что-то близкое к нему.
Не желая говорить о мифах и недоразумениях, стоит добавить немного разъяснений относительно термина «динамический диапазон». Это очень непонятный термин, который может означать очень разные вещи в зависимости от обстоятельств и типа принимаемого сигнала. Существует также разница между «динамическим диапазоном» и «мгновенным динамическим диапазоном». Если вы спросите 10 разных радиотехников, что они подразумевают под термином «динамический диапазон», вы обязательно получите более одного другого ответа! Еще один важный момент - динамический диапазон АЦП не совпадает с динамическим диапазоном приемника. Когда речь идет о АЦП, термин динамический диапазон обычно относится к свободному динамическому диапазону (SFDR). Это измеряется с использованием тонального сигнала CW и относится к соотношению между максимальным RMS-сигналом, который может обрабатывать ADC, и большим шумом или уровнем или квантованием шума в пределах полосы пропускания АЦП. Это показатель как шума, так и линейности АЦП. В качестве примера стоит отметить, что 16-разрядный АЦП может не иметь более высокий SFDR, чем 12-разрядный АЦП, несмотря на то, что имеет большее разрешение. Большее разрешение, как правило, приводит к более низкому уровню шума квантования, но не обязательно к более низкому уровню гармонических искажений и шпоры. В многоканальной / многосигнальной SDR-системе более низкий уровень шума квантования обычно полезен, даже если SFDR не лучше, но не гарантированно обеспечивает лучшую производительность, если слабый сигнал, представляющий интерес, падает на вершину ADC spur. Если один сигнал занимает всю ширину полосы пропускания АЦП, то это ТОЛЬКО значение SFDR, а не шум разрешения или квантования. Иногда вы слышите, как люди ссылаются на эффективное количество бит ENOB. ENOB связан с SFDR тем, что он является мерой максимального SINAD, который может быть достигнут с помощью АЦП при заданной частоте дискретизации, а также является мерой как линейности, так и шума. ENOB фактически = (SINAD - 1.76) /6.02
В подсистеме АЦП, используемой в RSP, в то время как АЦП имеют 12 бит при выборке 8 МГц, ENOB составляет 10,4 (для I и Q). При более низких частотах дискретизации ENOB улучшает и приближается к идеализированной производительности преобразователя.
В системе приемника в целом термин динамический диапазон обычно интерпретируется как означающий разность (в дБ) между минимальным различимым сигналом и максимальным уровнем сигнала, который можно обрабатывать. Но это отличается от термина мгновенного динамического диапазона, который обычно относится к разнице между минимальным различимым сигналом в присутствии самого большого сигнала, который может обрабатываться одновременно. То, что этот «номер» в каждом случае будет зависеть от типа сигнала. Так, например, приемник с заданной величиной шума и линейностью будет иметь различный мгновенный динамический диапазон при приеме сигнала CATV с частотой 8 МГц в ширину 8 МГц, чем при приеме FM-сигнала шириной в несколько кГц. Это просто потому, что требование SINR (отношение сигнал-помеха к помехам) для данного BER для сигнала 256-QAM очень отличается от требования, требуемого для FM-сигнала, а также отношение пиков к среднему двух сигналов очень отличается.
|
