SDR using dsPIC for SSB MODE

FM,AMモードはまだ納得できる状態ではないが,SSBに関しては問題なさそうなので,ファームウェア(ソースコード)などを公開した.

Source code,  Circuit diagram     for_RX\rev_2020_07

IIR, FIR フィルタの特性を変えるためのツールも置いてある.

dsPICの内部処理は以下のとおり.

SSB_demod.jpg

原理的にはこれまで通り,複素係数フィルタで正(または負)の周波数成分をカットするフィルタ式.
コードを書いていて思ったのだが実際の処理内容はPSNと酷似している.なので,複素係数フィルタをAF PSN とみなしてもよいと思う.
hilbert 変換自体が負の周波数をカットするハイパスフィルタだし,一方,複素係数フィルタの虚数部は hilbert 変換器と同じものになっていることを考えれば.本質的に PSN方式 もフィルタ方式も原理上は同じということだろう(もちろん実現手法の違いはある).

FM demodulation (SDR using dsPIC)

FMの復調機能の追加を行った.
AMの復調ができているので,それを少しモディファイするだけでOK.
つまりAMは振幅を求めるがFMは位相を求めて微分すればよいので,下図のような構成になる.

FM_demod.jpg

tan の逆関数は安直にテーブル参照にした.math ライブラリのatanやatan2関数は処理が重くて使えなかった.
今のところSGからのFM信号はうまく復調できている.リミッタを深く効かせた通常のFM復調と違ってノイズは多め.この方式はI,Q信号の瞬時値から位相を計算するため,リミッタが使えないから仕方ない.

もう少しテストが必要かもしれないが,とりあえず SSB(USB/LSB),CW,AM,FM モードの受信が可能になった.

AM demodulation (SDR using dsPIC) (2)

Direct Conversion 方式でAM復調がうまくいった… 確かにほぼうまくいったのだが,問題があることがわかった.
ローカル信号のリークが周波数によっては予想以上に大きくなるところがあり,アンプをDC結合したためにリークの直流成分でアンプが飽和してしまい,その周波数では受信不能となる.飽和しないレベルであれば動作はするが,ダイナミックレンジが狭くなる.
直前の記事で,「直交ミキサでベースバンドに変換するDC方式はなかなか難しい」と書いた通りになった.

まず,アンプをAC結合に戻し直流による飽和が起こらないようにした.

次に,ローカル発振(VFO)周波数 ωc を受信周波数 ωm より ωi  低くして,受信したAM信号の周波数を ωi に変換し,これを増幅した後AD変換してdsPIC に取り込むようにした.
今回 ωi = 2 π 12.5kHz としている.

AM_demod2.jpg

その後信号処理で,上図に示すようにベースバンドに変換している.
(乗算器が4個必要なのは,複素数同士の掛け算のため)
LPF以降は前回と同じ.

回路は前の状態にもどした.(回路図 Circuit diagram)

dsPIC33FJの能力の限界に近い処理量のようだが,AM受信自体は前回と同様問題なくできている様子.受信周波数を500kHzから54MHzまで変えてみたが,受信できなくなる周波数は無いようので,しばらくこれで動作確認をしてみる.