新坑:基于AD9361的手持监测侦察接收机
轉自科創論壇 虎哥?https://www.kechuang.org/t/82250
上次測量了AD9361的抗阻塞性能(https://bbs.kechuang.org/t/82167),原本聽各路大神說坑多,除非加上復雜的預選器否則根本沒法用,但實測結果推翻了各路“大神”的說法。
從測試來看,性能雖然不算太好,但也算是可以的。除非高檔監測接收機,普通接收機如果不開衰減,基本無法抵抗0dBm量級的阻塞信號,比如無線電愛好者常用的幾款手持接收機也就能扛-10dBm水平。我測過羅德施瓦茨上一代高檔監測接收機,在既不開前放,也不開衰減的前提下,阻塞電平通常在10dBm數量級(似乎這些設備在混頻器前都有一級不能旁路的放大)。但這樣的抗阻塞性能下,整機噪聲系數在20-25dB左右。而9361在-2dBm阻塞電平時的噪聲系數可能還比這個好(有待實測)。
所以我和小伙伴們產生了一個想法:能不能用9361之類芯片做一款手持接收機?由于9361是模擬零中頻數字化方案,可能鏡像稍大,但作為接收機來說足夠了。
功耗方面,假設數字信號處理電路(FPGA等)耗電3W,9361耗電1.5W,其它雜七雜八耗電1.5W,功耗能控制到6W以內。對于現代的鋰電池而言,如果采用901那樣的兩并兩串,即可工作6小時以上,實際上如果控制好算法復雜度,9361也只開基本的功能,整機功耗有控制到4W的希望,這樣就能干10小時,已經相當實用了。
由于9361有較大的出貨量,目前人民幣價格在350元左右。如果嫌貴,還可以用9363,不到200元。如果對接收的處理帶寬要求不高,一百來元的FPGA就應該能勝任,不過解調要想做靈活,還是要借助CPU。從核心器件的成本來看,總的硬件成本應該不算離譜,最終的產品,大家應該都玩得起。
通過軟件的工作,這臺監測偵察接收機應該能夠實現所有模擬模式,和所有能找到解碼方法的數字通話(比如所有公開銷售的數字對講機)的監測解調。根據處理帶寬的不同,還能提供一定寬度的FFT頻譜顯示。想起來就覺得好玩。
希望大家交流一下想法,看看這坑要怎么挖。
經過小伙伴們一個星期奮斗,完成了接收機的基本系統方案。然后,第一步,就是做結構設計了。
下個星期應該能做完信號預算,開始畫原理圖。
由于9361沒有找到模型,用9371來計算試試(注意,9371的射頻特性相比9361有重大變化,通俗而言可以認為9371是直接懟混頻器,沒有LNA,所以噪聲大得多,但截點高得多,給前級設計留下了更大的發揮空間)。在要求阻塞電平為0dBm時(假設比信號通路中最低的1dB壓縮點再低6dB),整機噪聲系數為33dB。
當要求盡量高的靈敏度時,必須采用LNA,否則噪聲幾乎不會低于20dB。如果采用20dB左右的LNA,放置在預選器之后,則可以把在噪聲控制在 6dB,如果不考慮輸入電路的3dB插損,則為4dB。但阻塞電平在-30dBm以下。
其余指標趕不上精心設計的超外差16位機,不過做監測偵察是夠了。
使用9361的話,經手工計算,本坑不需要外加LNA。
這個星期完成了框圖,原理圖也已經初見規模。這個框圖需要冥思苦想,不過說透了其實挺簡單的,主要是起一個理清思路的作用。當然原理圖還是相當相當麻煩。
如下圖,端口進來后先經過電子衰減器,然后經開關分4路。其中三路是接收(9361一個通道剛好三組接收,可以不用再合成一路了)。這三路分三段頻率,經過濾波器預選。低頻段經過混頻器提升到中頻,解決9361無法工作到低頻的問題。
混頻器的本振,就直接用9361的發射輸出了,可省一組振蕩器。
最后,9361的發射還空閑一路,不用白不用,也接到電子開關上。必要的時候,這個機器可以做信號源使用,如果嫌功率不夠,外部放大即可。
9361的數據接到FPGA中,選用ZYNQ的7020,價格便宜量又足,當然比消費級的芯片還是貴。數據打算用USB3.0輸出,7020如果有處理不了的復雜任務,可以把IQ傳給PC來處理。
經過這樣設計,可以說是壓榨了9361的絕大部分資源,靈活性也不錯,堪稱完美
總結
以上是生活随笔為你收集整理的新坑:基于AD9361的手持监测侦察接收机的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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