viernes, 16 de octubre de 2009

Gigamuestras por segundo (I)

En el grupo "radiodsp" debo agradecer a Josep y a Jose sus esfuerzos por desarrollar un "front-end" de radio, cada uno de ellos con características distintas. El primero, un front end de frecuencias HF, con conversión A/D en las primeras etapas. El segundo, para frecuencias en el rango de cientos de MHz, empleando un QDC modificado sobre el diseño original del SDR1000.

Ya he defendido en diversas ocasionas el concepto SDR como una radio digital "desde el origen", es decir, desde la antena a bits con el menor proceso previo posible.

Los receptores SDR actuales que emplean este principio usan convertidores A/D podebajo de los 100 MHz y con resoluciones de 14 o 16 bits. Dado que la frecuencia de muestreo debe al menos el doble del ancho de banda de la señal, si se quiere concebir un receptor de este tipo para un uso en frecuencias desde "0" MHz hasta "F" MHz, el convertidor A/D debe tener una velocidad de conversión de al menos "2*F" MHz (En la práctica siempre algo más).

Un receptor digital para, pongamos como ejemplo, 432MHz precisará una frecuencia de muestreo próxima al GHz. Pero... ¿Existen convertidores A/D a estas frecuencias?. Bueno, yo suelo emplear un osciloscopio en el que pone: "1Gs" (1000 millones de muestras por segundo). Y es de gama baja.

La tecnología A/D es más compleja que la DAC, así que comenzaré por puscar convertores A/D. He buscado un poco y he encontrado algo: En Texas Instruments el ADS54RF63 de 550MSPS/12 bits. En Analog Devices el AD12401 de 400 MSPS/12 bits. En Linear Technologies el LTC2242-12 de 250 MSPS/12 bit . En National, el ADC083000 de 3 GSPS y 8 bits. En Maxim el MAX108 de 1,5 GSPS y 8 bits. En...

Desde luego los componentes existen, pero algo parece claro: A medida que se aumenta la velocidad disminuye la resolución. La elección adecuada se basa en una solución de compromiso sobre la que ya se trató en una entrada anterior. 8 bits pueden ser suficientes para presentar una señal en un osciloscopio, pero inadecuados para procesar señales con elevado rango dinámico o con nrelaciones señal/ruido débiles.

¿Es entonces la conversión en frecuencia la única forma de tratar SDR con frecuencias elevadas? (al menos mientras mejora la tecnología). ¿A partir de qué frecuencia permite la tecnología actual efectuar una conversión directa?. Creo que todavía me queda algún truco en la chistera. Aunque parezca difícil de ver ahora hay formas de resolver este problema. Pero lo dejaré en suspense por ahora.

Debo decir que todo esto está muy bien soportado en la teoría. En la práctica no resulta tan sencillo de implementar. Como un coche que corra mucho no es sólo cuestión de más vueltas por unidad de tiempo en las rudas. Pero conocer la teoría es un primer paso.

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