Разработка и постройка макета QPSK - модема на 3,5 МГц.

Physmsu
Сообщения: 12
Зарегистрирован: 26 дек 2020, 19:10

Разработка и постройка макета QPSK - модема на 3,5 МГц.

Сообщение Physmsu »

Есть желание построить QPSK трансивер и изучить на нем приемы работы с цифровой фазовой модуляцией. Ознакомился с большим количеством различных материалов, но конкретных схем не нашел. В основном теоретические работы, к слову, самое понятное мне изложение теории оказалось именно на данном сайте. Теория это хорошо, но нужно ее приложить к реальной жизни. В связи с этим возникает вопрос, как построить подобное устройство, используя доступную любителю, и по возможности дешевую элементную базу. Хотелось бы изготовить устройство, способное самостоятельно принимать и передавать символы, без помощи компьютера, скажем под управлением ардуино или, на крайний случай на малинке. Буду рад любой информации, которая поможет в разработке и макетировании данного устройства. С чего начать?

Physmsu
Сообщения: 12
Зарегистрирован: 26 дек 2020, 19:10

Re: Разработка и постройка макета QPSK - модема на 3,5 МГц.

Сообщение Physmsu »

Изготовил BPSK формирователь на к176кт1 на частоту 2,55 МГц, который производит фазовую манипуляцию на 180 град с модулирующей частотой. Затем подал этот фазоманипулированный сигнал на антенный вход приемника прямого преобразования. Выход приемника подал на микрофонный вход компа и записал файл wma, затем перевел его в wav. Построил в матлабе картинку сигнала приемника, она ниже. Вопрос. Как получить сигнальное созвездие этого сигнала ? Как грамотно (с нормировкой на время) построить Фурье-образ этого сигнала? Видел вот такую статью, очень понравилось, но что там происходит понимаю весьма приближенно. http://www.radioscanner.ru/info/article433/
Вложения
сигн1.png
сигн1.png

Аватара пользователя
Бахурин Сергей
Администратор
Сообщения: 1004
Зарегистрирован: 05 окт 2010, 19:55
Контактная информация:

Re: Разработка и постройка макета QPSK - модема на 3,5 МГц.

Сообщение Бахурин Сергей »

Надо привести выделение комплексной огибающей и детектирование передаваемых символов. Петля Костаса для BPSK даст вам синхронизацию

Physmsu
Сообщения: 12
Зарегистрирован: 26 дек 2020, 19:10

Re: Разработка и постройка макета QPSK - модема на 3,5 МГц.

Сообщение Physmsu »

"Так вот комплексная амплитуда позволяет нам остановить вращение вектора с частотой и посмотреть как меняется его амплитуда и фаза во время вращения. Это равносильно тому что ученый пытается рассмотреть муху когда она летает по комнате выписывая круги. Делать это не очень удобно, в то время как ее можно очень детально рассмотреть если поймать. Так же и комплексная огибающая это как бы пойманная неподвижная муха, мы можем детально изучить траекторию вектора комплексной огибающей." https://ru.dsplib.org/content/quadratur ... lator.html Не понимаю, как получить и остановить вектор несущей, имея на руках wav-файл. И еще, спектр у меня какой-то ужасный получается, непонятно, на каких частотах составляющие (что по оси Х) и какие у них амплитуды в Вольтах, да еще и "двурогий". Я читал, что fft в матлабе нужно применять к множеству выборок сигнала, которое удовлетворяет некоторым условиям по количеству выборок, частоте взятия выборок (дискретизации), разрядности, и как-то связано с памятью, но как это связано с частотами составляющих и их амплитудами, я не понимаю. То есть, какую выборку надо взять, чтобы частоты по Х были в герцах, а амплитуды составляющих хотя бы в дБ от максимального уровня.
Y = fft(data150);
figure
plot(abs(Y))
Вложения
сигн1.png
сигн1.png
Последний раз редактировалось Physmsu 23 янв 2021, 16:33, всего редактировалось 1 раз.

Physmsu
Сообщения: 12
Зарегистрирован: 26 дек 2020, 19:10

Re: Разработка и постройка макета QPSK - модема на 3,5 МГц.

Сообщение Physmsu »

Запустил генератор на AD9833 - работает и фазой дергает. Но принимать сигнал на контрольный приемник пока не пробовал и анализировать записи с помощью FFT. Я не понимаю, как от этой функции получать вменяемые результаты. И как выделить комплексную огибающую из файла записи тоже не понятно. Я правильно понимаю, что процесс выделения комплексной огибающей по сути есть перенос сигнала на нулевую несущую частоту?
Вложения
DSC03129.JPG

Physmsu
Сообщения: 12
Зарегистрирован: 26 дек 2020, 19:10

Re: Разработка и постройка макета QPSK - модема на 3,5 МГц.

Сообщение Physmsu »

Спектр-анализатор. Содрал пример fft из хелпа матлаба и адаптировал под свои нужды. Вроде нормировку делает правильно. Спектр нормированный по амплитуде и частоте есть.
код - может кому пригодится или найдет кто ошибки.
%data - file wity data sampl *.wav
data(:,2) = [];
Fs = 44100; % Sampling frequency
T = 1/Fs; % Sample time
len = size(data); % Length of signal in samples
L=len(1);
t=0:T:L*T; %число отсчетов на длительность одного отсчета - общее время записи
t(1) = []; %сравнять t и data удалением элемента t[0], чтобы работал plot
NFFT = 2^nextpow2(L); % Next power of 2 from length of y
Y = fft(data,NFFT)/L;
f = Fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1);
%Plot oscillogram of signal
figure
plot(t,data)
grid on
title('Oscillogram of data')
xlabel('time (sec)')
% Plot single-sided amplitude spectrum.
figure
plot(f,2*abs(Y(1:NFFT/2+1)))
grid on
title('Single-Sided Amplitude Spectrum of data')
xlabel('Frequency (Hz)')
ylabel('|Y(f)|')
clear all;
clc;
Вложения
сигн1.png
сигн1.png

Physmsu
Сообщения: 12
Зарегистрирован: 26 дек 2020, 19:10

Re: Разработка и постройка макета QPSK - модема на 3,5 МГц.

Сообщение Physmsu »

Бахурин Сергей писал(а):
22 янв 2021, 09:10
Надо привести выделение комплексной огибающей и детектирование передаваемых символов. Петля Костаса для BPSK даст вам синхронизацию
Добрый день, Сергей! А не могли бы Вы подробнее рассказать, как это сделать на примере файла записи сигнала.

Physmsu
Сообщения: 12
Зарегистрирован: 26 дек 2020, 19:10

Re: Разработка и постройка макета QPSK - модема на 3,5 МГц.

Сообщение Physmsu »

Использовал для выделения огибающей следующее.
hx=hilbert(data);
H=abs(hx);
phi=angle(hx);
plot(t,H,'b')
plot(t,data,'r')
plot(t,phi,'g')
Но что я вижу на графиках, мне не понятно. Красный - сам сигнал, синий - действительная часть комплексной амплитуды, зеленый - фаза комплексной амплитуды. Ничего похожего на детектирование фазовой модуляции я не наблюдаю.
Вложения
сигн1.png

Аватара пользователя
Бахурин Сергей
Администратор
Сообщения: 1004
Зарегистрирован: 05 окт 2010, 19:55
Контактная информация:

Re: Разработка и постройка макета QPSK - модема на 3,5 МГц.

Сообщение Бахурин Сергей »

Судя по спектру сигнал не qpsk а fsk. Потому что 2 явные частоты. На последнем графике амплитуда и фаза а не реальная и мнимая часть. Это видно из кода abs и angle выводятся на график. Соответственно амплитуда постоянная, фаза по пиле что и должно быть исходя из сигнала, его частота не в 0. Комплексная огибающая всегда должна быть в нуле.

Physmsu
Сообщения: 12
Зарегистрирован: 26 дек 2020, 19:10

Re: Разработка и постройка макета QPSK - модема на 3,5 МГц.

Сообщение Physmsu »

Это не FSK и не QPSK, это BPSK. Схема в приложении. Я решил начать с BPSK. Просто так выглядит спектр при модуляции меандром. Когда передается последовательность нулей и единиц без перерыва. Сегодня сниму спектры разных сигналов при преобразовании на нулевую частоту и со сдвигом на 3 кГц. Там будут спектры передачи строки случайных символов на разных скоростях, и меандры на разных частотах. Я читал https://ru.dsplib.org/content/quadratur ... mixer.html - хорошо написано, но до конца не разобрался. "На последнем графике амплитуда и фаза а не реальная и мнимая часть. " а есть ли в Матлабе функции, которые позволяют получить реальную и мнимую части сигнала? Или это можно сделать прямым перемножением по формулам (3) и (4) отсюда https://ru.dsplib.org/content/quadratur ... mixer.html?
Вложения
photo_2021-01-25_15-35-53.jpg

Ответить