Всем привет!

Внезапно обнаружилось, что я отстал от жизни.
Появилось это самое SDR. Которое вроде бы даже применяется в военной области (!!).
По крайней мере мне приходили предложения поучаствовать в вебинарах по этой тематике.

Поэтому по поводу SDR возникает ряд вопросов. Начнем по порядку.
Рассмотрим два классических способа построения приемников. Пусть для определенности диапазон будет 100 КГц - 30 МГц.
Чувствительность - 0.1 мкВ на входе 75 (или 50) Ом. Т.е. чувствительность ограничивается внешними шумами.
1. Перестраиваемый преселектор. Пусть там будет три перестраиваемых контура. Естественно, требуется система коммутации контуров.
Но IMHO в плане паразитных каналов приема - самый лучший вариант.
2. Широкополосный преселектор плюс преобразование "вверх". Вариант, опять же IMHO, значительно уступающий первому.
В плане паразитных каналов приема. Поэтому приходится использовать набор субоктавных фильтров, аттенюатор на входе. Кроме того, требование высокой линейности приводит к необходимости увеличивать токи коллектора (стока) транзисторов преселектора иногда до 100-200 мА. Что, мягко говоря, не лучшим образом сказывается на коэффициенте шума.

Насколько это самое SDR хуже по паразитным каналам приема (которых, вообще говоря весьма много) и по забитию?
Имеется ввиду ситуация, когда в полосе пропускания действует несколько передатчиков, сигнал от которых имеет порядок единиц вольт на антенном входе.

Всего хорошего.
V.G.

Которое вроде бы даже применяется в военной области (!!).

С них и началось. А SDR применяется и в промышленных изделиях, сейчас БС сотовой связи уже SDR и многое другое...
Вопросы не очень понятны, так как описываемые узлы (входные цепи) могут быть применяться в любых приемниках, неважно SDR или нет и зависит это от конкретных условий применения.
Насколько это самое SDR хуже по паразитным каналам приема (которых, вообще говоря весьма много) и по забитию?
Все разные. Это некорректный вопрос в принципе и зависит как от архитектуры приемника так и от применяемых компонентов. Ведь аналоговые приемники все разные, так и SDR тоже.

Если вы желаете конкретные изделия сравнить или конкретные архитектуры построения приемников, это будет более конструктивно.

Вот ТУТ немного по теории и истории SDR/DDC и селективность.

Есть неплохая книга https://www.kobo.com/us/en/ebook/communications-receivers-fourth-edition

Насколько это самое SDR хуже по паразитным каналам приема (которых, вообще говоря весьма много) и по забитию?

это зависит от стоимости SDR приемника и наверное, от того, что оцифровывается в нём- непосредственно сигнал , прищедший с антенны или же промежуточная частота, получаемая гетеродином и смесителем.

Vladimir2018
Ну а если коротко, скорее всего, Вы путаете SDR и DDC без селекторов.

[/list]Ну а если коротко, скорее всего, Вы путаете SDR и DDC без селекторов.

Почитал ссылку и понял, что так оно и есть.
В то же время, рассматривая фотографии, с чувством глубокого удовлетворения увидел полосовые фильтры, установленные, скорее всего на входах. И намотанные на кольцах. Хотя, конечно, в старые времена не рекомендовалось использовать в качестве сердечников ферритовые и им подобные сердечники. По причине низкой температурной стабильности и нелинейности. Но, видимо, сейчас требования стали не такими жесткими, как раньше. Да и реле не очень рекомендовалось использовать при коммутации сигналов порядка единиц-сотен микровольт. Их рекомендовалось заменять, где это допустимо, на pin-диоды.

Я правильно понимаю, что в DDC приемниках сигнал после коммутируемых полосовых фильтров (если они конечно есть) поступает на балансные или кольцевые смесители? На которые подается сигнал гетеродина со сдвигом 90 градусов. Балансные (кольцевые) смесители штука, конечно, хорошая. По сравнению со смесителями просто на транзисторах. Но и у них динамический диапазон ограничен, да и паразитных каналов приема хватает...

Всего хорошего.
V.G.

Есть такой один из первых любительских SDR трансиверов прямого преобразования (т.е. не классический "супер" с DSP после ФОС, а АЦП сразу на всю полосу 0...30 МГц) - ADAT

Вот презентация концепции http://www.adat.ch/pub/Vortrag_Friedrichshafen_250611.pdf (немецкий)

Вот то же самое на английском: http://www.ab4oj.com/nsprog/adat.pdf

Там все расчеты производительности приемника и от чего она зависит

во всех приёмниках и аналоговых и цифровых мы имеем на входе смеситель. Просто пиаршики хитро умолчали долго факт наличия смесителя в цифровых - нашли вские гибкие описания. На входе любого АЦП работает схема сборки и хранения на ключах с емкостями и с тактом. Настоящий смеситель со всеми его ненужными гадостями. Просто эти схемы сборки и хранения благодаря скорости самой АЦП должны держать заряд всего на наносекунды и поэтому ключи можно делать в достаточно простой технологии и хорошей линейностью и большим ДД. В хороших АЦП поэтому искажения определяются в первую очередь нелинейностью кодовой характеристики и нелинейностью драйверного усилителя до АЦП. Но на частотах до 30МГц уже научились делать ДД более 110дБ.

Проблемы начинаются ,когда сигналы попадают к схеме сборки и хранения с частотой более 1/2 частоты такта сборки. ТОгда имеем классику - зеркальный приём или даже приём на гармоиках. Этим можно даже сознательно пользоваься, если поставить полосовой фильтр.

При наличии передатчиков в ближней зоне имеются те же проблемы ,как и в обычных приёмниках, влияет и шум тактового генератора, шум пеердатчика (доминирует), опасность перегрузки АЦП по коду. Тут только помогает хороший аттенюатор, чтобы выводить РПУ из состояния сбоя по коду.

Хайо
Но на частотах до 30МГц уже научились делать ДД более 110дБ
А можно с этого момента по подробнее?

16бит АЦП даёт 96дБ теоретического и 90дБ реального ДД. Есть уже более битные АЦП с клоками в 60...100МГц?

есть до 18бит... да можно несколько АЦП "параллелить".

http://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/oversampled-adc-pga-dynamic-range.html

тут описан практический пример получения 130 дБ на 16-битном АЦП

http://www.rfel.com/upload/docs/12013StrechingthedynamicrangeofADCsWP1.0.pdf

тут описаны другие методики повышения ДД:
1) Increase the sample rate.
2) Interleaved ADC
3) Non-linear gain stage
4) Stacked ADCs.

Vladimir2018
Я правильно понимаю, что в DDC приемниках сигнал после коммутируемых полосовых фильтров (если они конечно есть) поступает на балансные или кольцевые смесители? На которые подается сигнал гетеродина со сдвигом 90 градусов.

Нет не правильно.
Сигнал после полосового преселектора (или хотя бы ФНЧ) поступает на АЦП.
Схемы с аналоговым разложением на квадратуры и переносом на ноль существуют, но это уровень всяких побрякушек за несколько тысяч рублей, темы про них ищутся по ключу «RTL SDR», типа таких - https://ru.aliexpress.com/item/100-KHZ-to-1-7-GHz-all-band-radio-RTL-SDR-receiver-RTL2832-R820T-RTL-SDR/32810030125.html

АЦП можно рассматривать как некий аналог смесителя входного сигнала с сигналом опорной частоты, но все же в контексте Вашего вопроса Вы путаете т.н. DDC приемники со «свистками», где два АЦП и аналоговый перенос на ноль.

В части реле и pin-диодов - все наоборот – у пинов ограничена линейность, как была раньше, так и осталась. На реле в части линейности всегда селектора были лучше, но медленнее.
В части селекторов – требования менее жесткими не стали, просто материалы чуть другие, может, считать (моделировать) лучше стали.

NanoVHF
16бит АЦП даёт 96дБ теоретического и 90дБ реального ДД.

Не путайте ДД по шумам во всей полосе с ДД по шумам в полосе сигнала, ДД по блокированию, SFDR и т.п. Здесь каждый про что-то свое говорит.
Ваши 16 разрядов, перемноженные на 6 дБ, это ДД по шумам по всей полосе.

Ваши 16 разрядов, перемноженные на 6 дБ, это ДД по шумам по всей полосе.

ага, при переносе на узкую полосу (например на 2.4 кГц) добавляется Process Gain

AD6645 дает 75 дБ при 12 эффективных бит (ENOB), или 86 дБ при полных 14 битах.
при частоте семплирования 73 Msps и преобразовании в полосу 2.4 кГц Process Gain составляет 44.8 дБ
поэтому 75 дБ превращаются в 119.8 дБ


теория Process Gain описана тут с конца 3-ей страницы
http://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-001.pdf

здесь описано от чего зависит ENOB
http://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-003.pdf

AD6645 дает 75 дБ при 12 эффективных бит (ENOB), или 86 дБ при полных 14 битах.
при частоте семплирования 73 Msps и преобразовании в полосу 2.4 кГц Process Gain составляет 44.8 дБ
поэтому 75 дБ превращаются в 119.8 дБ

Все верно. И чувствительность можно достичь большую. Так, для 16 бит DDC SDR реальный ДД по блокированию достижим на уровне 110-130 Дб.

На входе любого АЦП работает схема сборки и хранения на ключах с емкостями и с тактом. Настоящий смеситель со всеми его ненужными гадостями.
С такой трактовкой работы АЦП я еще не встречался :-)
А вот кстати пример приемника, где сигнал сразу попадает на АЦП:
https://buyersguide.pennwell.com/Shared/User/prf3164a7982b24b1c87cf7263c8b8a51d.pdf
Частота выборки - до 200 МГц.
Правда, входной сигнал там требуется довольно мощный: Full Scale Input: +8 dBm into 50 ohms
Т.е. какой-то аналоговый тракт предварительной обработки сигнала требуется.

АЦП можно рассматривать как некий аналог смесителя входного сигнала с сигналом опорной частоты,
Аналогия довольно спорная.
но все же в контексте Вашего вопроса Вы путаете т.н. DDC приемники со «свистками», где два АЦП и аналоговый перенос на ноль.
Два смесителя и два АЦП используются для подавления зеркального канала, при переносе обработки на более низкую частоту, если невозможно сразу обрабатывать на несущей частоте.
Перенос спектра на ноль, вообще говоря, требует захвата несущей петлей ФАПЧ. Хотя в этом случае достаточно одного смесителя и одного АЦП.

На реле в части линейности всегда селектора были лучше, но медленнее.
Ага. Если только это реле с ртутными контактами. Или реле, где контакты находятся в вакууме. Но это IMHO некая экзотика. А во всех остальных случаях на поверхности контактов находятся оксидные пленки. Которые мало того, что могут иметь низкую проводимость, но и могут иметь заметную нелинейность. Именно по этой причине в приличной и даже не совсем приличной звуковой аппаратуре используются полупроводниковые коммутаторы.

Всего хорошего.
V.G.

С такой трактовкой работы АЦП я еще не встречался :-)
А что по-вашему внутри микросхемы ацп?

На протяжении цикла измерения ёмкость накапливает заряд, а через циклы задающего генератора счетчики обнуляются.
Частота системной шины (частота семплирования) это гетеродин, а ключи с ёмкостями - смеситель
Цифровые гармоники, в зависимости от соотношения частоты сигнала и частоты семплирования - тоже есть, описано в ссылках выше на сайте Analog Devices которые я давал

Хайо об этом же и сообщил, вопрос трактовки и понимания паразитных процессов и нелинейности, возникающей в этом узле.

Vladimir2018
На реле в части линейности всегда селектора были лучше, но медленнее.
Ага. Если только это реле с ртутными контактами. Или реле, где контакты находятся в вакууме. Но это IMHO некая экзотика. А во всех остальных случаях на поверхности контактов находятся оксидные пленки. Которые мало того, что могут иметь низкую проводимость, но и могут иметь заметную нелинейность. Именно по этой причине в приличной и даже не совсем приличной звуковой аппаратуре используются полупроводниковые коммутаторы.

Два смесителя и два АЦП используются для подавления зеркального канала, при переносе обработки на более низкую частоту, если невозможно сразу обрабатывать на несущей частоте.
Перенос спектра на ноль, вообще говоря, требует захвата несущей петлей ФАПЧ. Хотя в этом случае достаточно одного смесителя и одного АЦП.
Все же лучше почитать книгу. Два АЦП в такой схеме используются, т.к. осуществляется аналоговое разложение сигнала на квадратуры, а несущей может вообще не быть, например, в режиме J3E.

во всех приёмниках и аналоговых и цифровых мы имеем на входе смеситель. Просто пиаршики хитро умолчали долго факт наличия смесителя в цифровых - нашли вские гибкие описания. На входе любого АЦП работает схема сборки и хранения на ключах с емкостями и с тактом. Настоящий смеситель со всеми его ненужными гадостями.

что-то мне кажется, что смешались кони люди..и не стоило это упоминать в контексте вопроса.
Имхо проблемы ключей на входе АЦП DDC приемников весьма ничтожны, потому как в отличие от SDR типа SoftRock где аналоговое преобразование, в АЦП все сделано на одном кристалле, одна технология и равенство параметров. Ключи еще надо постараться перегрузить, чтобы вызвать искажения, а в Софтроке наоборот, надо постараться, чтобы дисбалансы исключить. Дисбалансы же в АЦП любой софт думаю давит на не напрягаясь в этом вопросе.

Проблемы начинаются ,когда сигналы попадают к схеме сборки и хранения с частотой более 1/2 частоты такта сборки. ТОгда имеем классику - зеркальный приём или даже приём на гармоиках. Этим можно даже сознательно пользоваься, если поставить полосовой фильтр.

как-то не понятно сказано..не силен в ЦОС, но имхо это не проблема ключей, а проблема какой то там теоремы и частоты Найквиста, ведь это теорема описывает, что если в спектре есть частоты выше пол частоты дискретизации, то имеем не корректное восстановление сигнала - читай гароники. Но это не связано с ключами, это чисто математика и этим действительно пользуются вовсю, когда подстановкой нужных фильтров принимаем на DDC приемник вплоть до 500-800 Мгц разве что с потерей чуйки, на свой DDC колибри без проблем слушаю хоть FM аж в стерео шикарном, хоть спутнеги..и сильно сомневаюсь, что это нелинейности в ключах 14 битного АЦП от ЛТС

А можно посмотреть и послушать такой приёмник - http://websdr.ewi.utwente.nl:8901/
Динамика у него конечно не слишком высокая, но на MiniWhip работает прилично.
За то, к нему могут подключаться одновременно множество пользователей и для каждого будет создан собственный приёмник с собственными настройками (в пределах возможностей софта).

Имхо проблемы ключей на входе АЦП DDC приемников весьма ничтожны
весьма ничтожны, но 130 дБ это единица с 13 нолями.
в идеальном математическом АЦП шумы квантования неравномерны распределены по оцифровываемому спектру - вблизи определенных частот (в пропорции до частоты семплирования) есть повышение плотности шумов квантования, что равноценно пораженным точка в классическом "супере".

Для таких "пораженных участков" (spurs - всплески) отдельно измеряют Spurious free dynamic range (SFDR) - "ДД в пораженных участках", который существенно ниже чем средний ДД. Примерно на 20 дБ. Это тоже ничтожно, но если в теме обсуждать предельно возможные высокие ДД >100 дБ, то это играет уже существенную роль.

это все теория. а на практике все зависит от цены, которая зависит от уровня исполнения. плюс у СДР больше сервиса, но он не всегда нужен. вопрос из серии сравнения мотоцикла и автомобиля...

Приемник сравнивается с приемником, поэтому вопрос архитектуры и ограничения характеристик очень важен. На входе ацп много интересных процессов происходит, поэтому вопрос возникновения интермодуляции разных порядков и спуров очень важен.

А что по-вашему внутри микросхемы ацп?
А какого конкретно? Их довольно много типов. Например, АЦП параллельного преобразования, АЦП последовательного приближения, дельта-сигма АЦП и др.

Все же лучше почитать книгу. Два АЦП в такой схеме используются, т.к. осуществляется аналоговое разложение сигнала на квадратуры
Естественно. Про сдвиг фаз на 90 градусов я писал выше. Но квадратуры и нужны для подавления зеркального канала. Если это не способен сделать преселектор. Если способен - квадратуры не нужны.

а несущей может вообще не быть, например, в режиме J3E.
Может и не быть. Но одна боковая полоса весьма забавно звучит, если несущая восстанавливается с ошибкой. Поэтому часто несущую подавляют не полностью, чтобы потом узкополосной системой ФАПЧ её восстановить. При этом проигрыш по энергетике получается совсем небольшой по сравнению с одной боковой полосой без несущей. Кстати о птичках, насколько я помню, в телевизионном сигнале (опять же, классическом) изображение передается одной боковой полосой с частично подавленной несущей.

Тут вот в дискуссии пролетают такие интересные цифры, как динамический диапазон порядка 100 дб и выше.
Оспаривать эти цифры я не буду, но меня терзают смутные сомнения. Поскольку в теории все звучит просто замечательно. Но всегда нужно чисто конкретно смотреть по приборам, подтверждаются ли эти цифры реально или нет, и в каких условиях. Статей можно написать много и разных. Мне приходится и свои писать, и чужие рецензировать. Можно получить патенты на замечательные изобретения. Вот только будут ли они работать реально, это большой вопрос. Поскольку на практике всплывает столько всяких тонкостей, которые теорией просто не учитываются.

Всего хорошего.
V.G.

Но всегда нужно чисто конкретно смотреть по приборам, подтверждаются ли эти цифры реально или нет, и в каких условиях.
Измеряли. Соответствует.

Но всегда нужно чисто конкретно смотреть по приборам, подтверждаются ли эти цифры реально или нет, и в каких условиях.

любительский трансивер ADAT ADT-200A имеет "IM3-free Dynamic Range" 96 дБ измеренный, 101 дБ теоретический
Blocking Dynamic Range 112dB (117 дБ теоретический)

Используется 14-битный АЦП AD6645 с частотой семплирования 73 Мбит

http://www.adat.ch/pub/Parameter_Verifikation_090305.pdf

Vladimir2018
Посмотрите здесь - http://www.sherweng.com/table.html
Можно найти и ссылку на методики измерений.
Видимо, Вы работали с Р-155 и подобными приемниками, с тех пор много интересного в плане железа произошло, не стоит недооценивать прогресс в области элементной базы.