Nee, niet alle filtering gebeurt in software. De ADC moet worden voorafgegaan door een analoog laagdoorlaatfilter tegen aliasing. Dit kan worden beschouwd als onderdeel van het ADC-subsysteem of als onderdeel van het tunersubsysteem, maar het bestaat in beide gevallen.

Dat analoge filter staat los van (meestal) het veel smallere digitale filter dat het signaal doorlaat worden gedemoduleerd. Afhankelijk van de modulatie kan er meer dan één van deze filters zijn. (Het meeste filteren gebeurt in software omdat digitale filters zeer goede eigenschappen kunnen hebben en indien nodig kunnen worden aangepast, maar het hardware-anti-aliasingfilter is een fysieke noodzaak.)

De demodulatie gebeurt inderdaad volledig in software.

Het is ook mogelijk om de hardware tuner component te elimineren. Dit vereist een ADC met een bemonsteringsfrequentie die hoger is dan de gewenste RF-frequentie, dus dit is een strategie die doorgaans alleen wordt gebruikt door HF SDR's die slechts tot 30-50 MHz werken. Het heeft het voordeel van een eenvoudiger, schoner signaalpad en de mogelijkheid om meerdere ver uit elkaar liggende frequenties tegelijkertijd te ontvangen, maar vereist hogere prestaties van de ADC en DSP.

Toevoegen aan AG6YO's uitstekende antwoord:

Software-gedefinieerde radio is afhankelijk van een signaal dat goed digitaliseerbaar is door de ADC, en dat omvat meestal versterking in het analoge domein. De typische signaalketen ziet er daarom ongeveer zo uit:

  Antenne ➔ RX-poort ➔ LNA ➔ Mixer ➔ Laag / banddoorlaatfilter ➔ ADC ➔ DSP ➔ ⮤ Synthesizer -------- --------------- ⭠  

• Antenne: ontvangt EM-golf
• RX-poort: wel, sluit de antenne aan
• LNA (Low Noise Amplifier): de eerste versterker in een ontvangstketen domineert het ruisgetal, gebruik daarom hier een geluidsarme versterker en strooi er instelbare versterkers in waar je maar wilt verderop voor de ADC
• Mixer: mixt naar beneden (en omhoog, en tweemaal omhoog, en ...) het ontvangen signaal met de lokale oscillator (LO) zoals gegenereerd door de synthesizer. Als het direct mengt met de basisband, krijg je een I / Q "complex" basisbandsignaal (twee lijnen). Als het is ontworpen om te mixen naar een IF (middenfrequentie), krijg je slechts één signaal.
• Synthesizer: in wezen een programmeerbare oscillator. Gebruikt meestal zoiets als fractionele-N-technieken om veel selecteerbare frequenties te genereren uit een enkele referentie-oscillator. De frequentiefout van deze frequenties wordt bepaald door de prestatie van de referentie. Meestal geadresseerd door software die op de computer wordt uitgevoerd.
• Laagdoorlaatfilter: Volgens Nyquist mag u geen signaal meer hebben dan de ADC ondubbelzinnig kan vertegenwoordigen; wat betekent dat je de bandbreedte van het analoge signaal moet beperken tot de helft van de samplefrequentie per echt kanaal; meestal, als je het in de basisband doet, gebruik je daarvoor gewoon een laagdoorlaatfilter met de helft van de bemonsteringsfrequentie als stopbandrand, hoewel het ook gebruikelijk is om Intermediate Frequency (IF) -systemen te zien die een Nyquist-frequentieband gebruiken rond een niet-nul frequentie.
• ADC (analoog naar digitaal converter): bemonstert het signaal op discrete tijden (gedicteerd door de bemonsteringsfrequentie $ f_ \ text {sample} $), behoudt zijn waarde op dat moment voor wat nodig is om een ​​digitale meting te krijgen, verzendt die doorlezen naar een of andere DSP-keten, meestal zelfs nog op het apparaat
• DSP (Digital Signal Processing): Allereerst is er geen ADC met bijv. USB, dus je hebt wat silicium nodig om samples aan de ene kant te bufferen en aan de andere kant in computerbuspakketten te stoppen. Dan is het vaak wenselijk om al wat digitale signaalverwerking op het apparaat uit te voeren. Bijvoorbeeld:
  • uw synthesizer kan veel frequenties genereren, maar niet alle ; vandaar dat je nog steeds een frequentie-offset hebt die je nu kunt verwijderen door het signaal in frequentie-domein te verschuiven (dwz vermenigvuldig met $ e ^ {j2 \ pi f_ \ text {offset}} $)
  • je ADC werkt continu met 2x 100 MS / s voor I en Q - dus het spectrum dat je waarneemt is $ (- \ frac {100 \ text {MHz}} 2, \ frac {100 \ text {MHz}} 2) $ rond de middenfrequentie . Het probleem is: uw transport (bijv. Gigabit Ethernet) kan onmogelijk zoveel samples verzenden ($ 100 \ cdot 10 ^ 6 \ frac {\ text S} {\ text s} \ cdot \ frac {16 \ text {bit [I]} 16 + \ text {bit [I]}} {\ text S} = 3.2 \ frac {\ text {Gb}} {\ text s} > 1 \ frac {\ text {Gb}} {\ text s} $) Je moet dus al filteren en decimeren in de DSP-keten
  • Je kent de imperfecties van je mixer (verschillende winsten op I en Q), en je wilt die compenseren zonder je computer te belasten

Dan komt de verbinding met datgene waarop je DSP-software draait - bijvoorbeeld een pc of een computer met één bord, zoals de populaire Raspberry Pi.

Ze krijgen dan een zuivere monsterstroom die een bandbreedte vertegenwoordigt "zoals die in de ether was", en kunnen deze vervolgens naar hun wil demoduleren. Moderne pc-hardware is behoorlijk capabel, dus u kunt bijvoorbeeld een laptop nemen en met iets dat 25 MS / s via het netwerk of USB3 verzendt, gemakkelijk het hele FM-radiobereik (87-108 MHz) bekijken, en kies gewoon willekeurig veel stations tegelijk om naar audio te demoduleren en af ​​te spelen / op te slaan voor later enz. Tegelijkertijd kunt u de busteken -informatie die in dat spectrum aanwezig zijn, ook ontcijferen.

Als de mixer en synthesizer het toestaan, zou je hetzelfde apparaat kunnen afstemmen op 2,4 GHz en de werking van RC-auto's of wat je buurman typte reconstrueren (wat niet echt een verrassend feit is, maar het maakt de ronde in de media de laatste tijd.

Of je kunt NOAA-weerbeelden ontvangen, of naar vliegtuigtransponders of scheepstransponders luisteren, of gewoon afstemmen op je vriendelijke hamdiscussies :)

Het leuke van het hebben van een ADC-sample een relatief hoge bandbreedte is inderdaad dat goede filters duur zijn - alleen in de echte wereld.

Als je ADC dat is geen clipping-problemen tegenkomen, en er zijn geen sterke signalen in de buurt die je analoge versterkers ongevoelig maken, en laten we zeggen dat je een ruisvloer hebt bij -100 dBm / Hz en een CW bij -93 dBm, dan heb je een 10 nodig Hz-breed filter om een ​​SNR van 3dB te krijgen. Dat is behoorlijk gecompliceerd en zeer specifiek in analoge elektronica - maar in SDR zou je (als het dat kan) de DSP-keten je iets geven dat heel gemakkelijk verwerkbaar is met een moderne CPU, bijv. 0,5 MS / s, en pas dan een cascade van decimerende filters toe om de ruis verder te onderdrukken, of ga gewoon een andere route en schat gewoon de kracht van die enkele toon met een algoritme dat niets anders is dan tonen in ruis te vinden (dat zou kunnen een zogenaamde parametrische spectrumschatter zijn, zoals ESPRIT).