Kohët e fundit, dy botë krejtësisht të ndryshme u bashkuan në laboratorin tonë: bota e transmetuesve të lirë të radios dhe bota e sistemeve të shtrenjta të regjistrimit të sinjaleve të radios me brez të gjerë.
Fillimisht, miqtë tanë të mirë na u afruan për të bërë softuer për regjistrimin e një sinjali me një brez 500 MHz. Ne, natyrisht, nuk mund të refuzonim. Në fund të fundit, ishte e nevojshme ta bëja këtë në një bord nga kompania "Instrumental Systems", të cilën e njoh prej kohësh. Në agimin e karrierës sime inxhinierike, më duhej të punoja me harduerin dhe softuerin e tyre.
Dhe pastaj erdhi shoku im i dashur nga dhe kërkoi të krijonte një sistem pozicionimi për dronët pa GPS. Është e nevojshme, thotë ai, të nisë shfaqja në ambiente të mbyllura. Dhe në rrugë këto ditë, nuk dëshiron vërtet të lëshosh disa milionë dollarë në qiell me një GPS jo të besueshëm. Ndërhyrja dhe mashtrimi i navigimit satelitor .
Për pozicionimin pa satelitë me një saktësi më të mirë se dhjetë centimetra në një zonë deri në një kilometër, nuk kam gjetur asgjë tjetër përveç teknologjisë UWB. DecaWave ka qenë në treg për një kohë të gjatë, duke prodhuar çipin DW1000 dhe modulet e bazuara në të. Çipi është një marrës UWB i standardit IEEE 802.15.4-2011. Nga rruga, gjëja është unike, me një fund të dyfishtë apo edhe të trefishtë. Shpresoj që ne mund të thellojmë thellësitë e tij në vitet e ardhshme dhe të shkruajmë për të. Sigurisht që nuk do të mund ta bëni më herët.
Por sot nuk po flasim për pozicionimin; do të flasim për këtë në serinë e ardhshme.
Sot po regjistrojmë sinjalin DW1000. Dhe gjerësia e brezit të këtij sinjali nuk është as më shumë e as më pak, por 1000 ose 500 MHz, e cila përcaktohet nga numri i kanalit. "Plotësisht rastësisht" ishte një kompjuter me një tabelë qarku në tryezën tjetër nga "Instrumental Systems" me kat i ndërmjetëm FMC nga Pajisjet Analoge.
Duhet theksuar këtu “për prokurorin” se AD9208 ADC është një teknologji e sanksionuar sot. Ju nuk mund ta blini ligjërisht në Rusi, megjithëse ndonjëherë ju vërtet dëshironi. Por ky modul i veçantë është blerë shumë kohë më parë, kur ende nuk kishte sanksione. Ai është i pastër, si shpirti i një fëmije. Shpresoj se ky rrëfim do të depozitohet me çështjen dhe do t'i besohet të pandehurit.
Tani nuk do të hyjmë në detajet e zhvillimit të softuerit për regjistrimin e një rryme mostrash në kujtesën e kompjuterit. Fatkeqësisht, ne nuk mund ta publikojmë ende kodin burimor të aplikacionit për Linux. Por shpresojmë të marrim leje për këtë herën tjetër. Vlen të përmendet vetëm se kjo nuk ishte e lehtë, edhe duke marrë parasysh zhvillimet e ofruara softuerike të Sistemeve Instrumentale. Vetë ADC dhe sistemi për matjen dhe nxjerrjen e mostrave duke përdorur teknologjinë JESD204B janë mjaft të vështira për t'u kuptuar, dhe arna harduerike ishin gjithashtu të nevojshme në modulin nga AD. Sinjali REFCLK është absolutisht i nevojshëm për sistemin e hyrjes, por në modul ai shkon në këmbët e gabuara të lidhësit FMC dhe, në përputhje me rrethanat, nuk shkon në këmbët e djathta të FPGA. Më duhej të aplikoja një copë toke, e cila mund të shihet në foton më poshtë - dy tela të kuq. Sigurisht që kishte dyshime se do të funksiononte. Shpejtësia e orës është e lartë në 375 MHz dhe patch-i është i tmerrshëm. Por sistemi ia doli.
E gjithë kuzhina duket kështu.
Këtu mund të shihni një kompjuter me një sistem të mirë I/O, një tabelë FMC126P dhe një kat i ndërmjetëm AD9208-3000EBZ. Midis gjeneratorëve: një gjenerator 3000 MHz për rrahjen e ADC, një gjenerator 770 MHz për REFCLK. Kabllot me lidhës SMA lidhin gjeneratorët dhe sigurojnë sinjalin hyrës.
Shpejtësia e të dhënave të papërpunuara nga dalja ADC, nëse nuk futeni në detaje, është 12 GB/s nga dy kanale. Sipas matjeve dhe sipas deklaratës së prodhuesit të tabelës FMC126P, shpejtësia maksimale e hyrjes është 5 GB/s. Prandaj, ne përdorëm vetëm një kanal në ADC dhe e kaluam atë përmes DDC (Digital Down Converter) të integruar në AD9208 me shkatërrim me katër. Kështu, fluksi i të dhënave ishte 3 GB/s (frekuenca e kampionimit 750 MHz, sinjal kompleks 16-bit).
Kontrollimi nëse sistemi ka kohë për të regjistruar mostrat është shumë i thjeshtë: ju vetëm duhet të monitoroni pjesët ngjitëse të statusit FPGA FIFO. Nëse nuk ka pasur ngjarje FIFO Overflow gjatë natës, biti nuk do të vendoset. Dhe me kënaqësi konstatojmë se nuk ka pasur humbje leximesh. Ne fillimisht kontrollojmë, natyrisht, që pjesët e statusit të kyçjes janë duke punuar. Ne shikojmë gjithashtu formën e sinjalit nga skedari për t'u siguruar që cilësia e sinjalit ADC të kapur korrespondon me dokumentacionin.
Por çfarë lloj sinjali do të ishte i denjë për një sistem të tillë hyrjeje? Sigurisht UWB nga tabela tjetër!
Për fat të mirë, ne zgjodhëm një frekuencë kanali 4 GHz për sistemin e pozicionimit të dronëve. Kjo korrespondon me kanalet 4 dhe 2 në terminologjinë DW1000 (Figura 13 e fletës së të dhënave). Ne bëmë një antenë të integruar në tabelë për këtë frekuencë, ose, thënë më mirë, për këtë interval. Nuk ishte e lehtë ta koordinoje atë në një brez kaq të gjerë. Por gjëja doli të ishte erotike! Disa thonë se duket si një simbol... me veshë.
Një sinjal 4 GHz me një gjerësi brezi 500 MHz bie brenda brezit të tretë të Nyquist dhe ka intervale të mjaftueshme mbrojtëse për të shmangur aliasing. Prandaj, ne thjesht lidhëm sinjalin DW1000 me hyrjen AD9208 ADC drejtpërdrejt.
Ne morëm dy skedarë: njëra me një frekuencë PRF prej 64 MHz, tjetra - 16 MHz. Shpejtësia e transmetimit u vendos në minimum për DW1000 - 110 kbit/s.
Ajo dosje, kjo . Kini kujdes, skedarët janë të mëdhenj!
Në skedarin e parë shohim paketa që zgjasin rreth 750 mostra ose 1000 nanosekonda.
Në skedarin e dytë, paketat janë katër herë më të shkurtra.
Dhe kjo është plotësisht në përputhje me standardin IEEE 802.15.4-2011 për sa i përket shtresës fizike UWB:
Modulimi brenda paketës është i ngjashëm me modulimin fazor, i cili gjithashtu korrespondon me atë të specifikuar në standardin BPSK. Ju mund ta gjeni vetë standardin në internet, kërkoni "IEEE 802.15.4-2011".
Nëse zgjeroni pak dritaren e kohës së vëzhgimit, mund të shihni gjithashtu pabarazinë e paketave, e cila korrespondon me përshkrimin e modulimit hibrid IEEE 802.15.4-2011 UWB - faza e pozicionit (BPM-BPSK).
Në përgjithësi, më duket çipi DW1000 dhe modulimi i këtij UWB PHY si një bombë, çfarëdo që të thotë kjo, një gjë, në nivelin e një JTIDS ushtarake. Ky është hobi im i ri. Vazhdon!
Nga njëra anë, ne do të gërmojmë DW1000, nga ana tjetër, do të merremi me standardin IEEE 802.15.4.
Burimi: www.habr.com