Stavo leggendo con maggiore attenzione sul gruppo di discussione Yahoo del progetto SoftRock il thread dedicato alle differenze di approccio alla demodulazione e quindi dei reciproci vantaggi/svantaggi tra i mixer "classici" basati su diodi utilizzati per estrarre da un segnale RF le componenti I e Q; e i circuiti basati invece sul concetto di campionamento con commutatori (switch). Una delle ragioni per cui lo switch è preferibile sarebbe il basso livello di iniezione del segnale che il commutatore accetta rispetto al mixer. Un altro vantaggio è la maggiore dinamica in ingresso, cioè la linearità rispetto a segnali molto deboli in prossimità di segnali molto forti.
Tutta la discussione parte ovviamente dal detector a campionamento in quadratura proposto nel 2003 da Dan Tayloe. Qui c'è l'articolo originale apparso su RFDesign, dal quale purtroppo mancano le figure, ma lo stesso Tayloe ha spiegato bene il funzionamento di questi demodulatori in questo altro articolo. Ho trovato molti articoli interessanti sui front end SDR su questa pagina del radioamatore serbo Siniša Tasić YU1LM. Il trucco consiste nel discriminare la componente di modulazione di un segnale campionandolo con un condensatore, ma facendo in modo che il campionamento avvenga in una determinata porzione del ciclo di oscillazione del segnale non modulato. In pratica si usa il condensatore come integratore, "pilotandole" con uno switch che rende attivo il campionamento di ciascun quarto di fase (0, 90, 180, 270). All'uscita del condensatore ci sarà in un dato momento (lo switch viene commutato a una frequenza quadrupla rispetto a quella del segnale in ingresso) un differenziale di voltaggio pari alla variazione del segnale in ingresso: questa variazione deve essere proporzionale alla componente di modulazione se si vuole che questa operazione corrisponda proprio a una "detection". Nel caso del front end proposto da Tayloe il campionamento viene fatto sul differenziale in ingresso di due segnali: la radiofrequenza modulata e la frequenza non modulata dell'oscillatore locale (è la ragione per cui si parla di zero-IF, la frequenza dell'oscillatore è pari a quella sintonizzata).
Ci sono poi diversi modi di prelevare e sommare o sottrarre le quattro componenti di cui dicevamo per dare appunto origine al segnale In Phase (in fase, I), o In Quadrature (la famosa Q). Vedendo la cosa dal punto di vista della geometria (o meglio della trigonometria) dei versori, I e Q sono il seno e il coseno del vettore rotante che rappresenta la fase e l'ampiezza del segnale oscillante demodulato. Mixer a zero-IF e switch di campionamento svolgono dunque la stessa funzione in modo diverso.
Nello stesso thread "mixer contro switch" sono intervenuti Marco Bruno e Ahti Aintila, due sperimentatori che partendo dal progetto di base del SoftRock stanno proponendo varianti più performanti, intervenendo appunto sul tipo di switch utilizzati, su altri componenti del circuito originale e sul modo di estrarre i segnali I e Q. Marco ha pubblicato gli schemi della sua proposta su questa pagina, surrogando i nuovi circuiti con una serie di misurazioni molto accurate.
Ahti ha recentemente rilasciato una serie di schemi che rielaborano le varianti proposte da Marco e sta allestendo una PCB che permetterà al resto della comunità di sperimentare sul campo, in condizioni reali, il funzionamento del nuovo circuito. In teoria questi file sono liberamente disponibili nella sezione documenti del sito Web associato al gruppo SoftRock40, ma ho pensato di archiviare anch'io una copia del file zippato. La discussione ha riguardato anche i nuovi switch di tipo "sample and hold" utilizzati da Ahti, modello TI 74lvc1g3157. Nell'attesa di poter mettere mano su un circuito vero Ahti invita i colleghi sperimentatori a divertirsi con il suo progetto e le simulazioni rese possibili dal software TINA, un simulatore di circuiti RF messo a disposizione dalla stessa TI.
Tutta la discussione parte ovviamente dal detector a campionamento in quadratura proposto nel 2003 da Dan Tayloe. Qui c'è l'articolo originale apparso su RFDesign, dal quale purtroppo mancano le figure, ma lo stesso Tayloe ha spiegato bene il funzionamento di questi demodulatori in questo altro articolo. Ho trovato molti articoli interessanti sui front end SDR su questa pagina del radioamatore serbo Siniša Tasić YU1LM. Il trucco consiste nel discriminare la componente di modulazione di un segnale campionandolo con un condensatore, ma facendo in modo che il campionamento avvenga in una determinata porzione del ciclo di oscillazione del segnale non modulato. In pratica si usa il condensatore come integratore, "pilotandole" con uno switch che rende attivo il campionamento di ciascun quarto di fase (0, 90, 180, 270). All'uscita del condensatore ci sarà in un dato momento (lo switch viene commutato a una frequenza quadrupla rispetto a quella del segnale in ingresso) un differenziale di voltaggio pari alla variazione del segnale in ingresso: questa variazione deve essere proporzionale alla componente di modulazione se si vuole che questa operazione corrisponda proprio a una "detection". Nel caso del front end proposto da Tayloe il campionamento viene fatto sul differenziale in ingresso di due segnali: la radiofrequenza modulata e la frequenza non modulata dell'oscillatore locale (è la ragione per cui si parla di zero-IF, la frequenza dell'oscillatore è pari a quella sintonizzata).
Ci sono poi diversi modi di prelevare e sommare o sottrarre le quattro componenti di cui dicevamo per dare appunto origine al segnale In Phase (in fase, I), o In Quadrature (la famosa Q). Vedendo la cosa dal punto di vista della geometria (o meglio della trigonometria) dei versori, I e Q sono il seno e il coseno del vettore rotante che rappresenta la fase e l'ampiezza del segnale oscillante demodulato. Mixer a zero-IF e switch di campionamento svolgono dunque la stessa funzione in modo diverso.
Nello stesso thread "mixer contro switch" sono intervenuti Marco Bruno e Ahti Aintila, due sperimentatori che partendo dal progetto di base del SoftRock stanno proponendo varianti più performanti, intervenendo appunto sul tipo di switch utilizzati, su altri componenti del circuito originale e sul modo di estrarre i segnali I e Q. Marco ha pubblicato gli schemi della sua proposta su questa pagina, surrogando i nuovi circuiti con una serie di misurazioni molto accurate.Ahti ha recentemente rilasciato una serie di schemi che rielaborano le varianti proposte da Marco e sta allestendo una PCB che permetterà al resto della comunità di sperimentare sul campo, in condizioni reali, il funzionamento del nuovo circuito. In teoria questi file sono liberamente disponibili nella sezione documenti del sito Web associato al gruppo SoftRock40, ma ho pensato di archiviare anch'io una copia del file zippato. La discussione ha riguardato anche i nuovi switch di tipo "sample and hold" utilizzati da Ahti, modello TI 74lvc1g3157. Nell'attesa di poter mettere mano su un circuito vero Ahti invita i colleghi sperimentatori a divertirsi con il suo progetto e le simulazioni rese possibili dal software TINA, un simulatore di circuiti RF messo a disposizione dalla stessa TI.
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