●対象聴講者
・ソフトウエア・ラジオに興味があり、そこで使われている信号処理について学びたい方
・アナログ方式の受信機、回路については詳しいが、ディジタル信号処理はハードルが高いと感じていて手を出しかねている方
・FPGAを今後、信号処理のために使っていきたいと考えている方
・高音質のFMチューナをその内部の動作を理解した上で使いたい方
●講演の目標
・ソフトウエア・ラジオで使われている信号処理について理解を深める
・信号処理の目的のため、FPGAを実際の機器の中で使い始めることができる
・通信機の性能を高める、いくつかの基本的なアプローチを習得する
●内容
1章 FPGAとFPGAの開発環境
1.1 FPGA(Field-Programmable Gate Array)とは?
1.2 FPGAの回路(設計)情報 =コンフィグレーション
演習1:FPGA 開発環境 Quartus Prime Lite
2章 HDLによって回路を記述する
2.1 回路図とHDL(Hardware Description Language)ソフトウエアの違い
2.2 VHDLの基本的な書式
2.3 HDLシミュレータとテストベンチ
演習2:HDLシミュレータ ModelSim
3章 ソフトウエア・ラジオで使われる信号処理回路
3.1 発振器:NCO(Numerically Controlled Oscillator)
演習3:NCOで作る低周波発振器
3.2 周波数変換器:ミキサ/乗算器
3.3 フィルタ(1):CIC(Cascaded Integrator-Comb)フィルタ
演習4: CICフィルタの設計
3.4 フィルタ(3):FIR(Finite Impulse Response)フィルタ
演習5(*): 受信帯域フィルタの周波数特性の測定
3.5 CORDIC(Coordinate Rotational Digital Computer)とその用法
4章 性能を極めるための重要な脇役:アナログ回路
4.1 アンチ・エイリアシング(Anti-Aliasing)フィルタの特性
4.2 プリアンプに要求される雑音指数と増幅度
4.3 クロックの位相雑音
5章 高性能FMレシーバの実装
5.1 適応フィルタによるマルチパス・キャンセラ
演習6(*):信号発生器による感度(SN比)の測定
演習7:屋外のアンテナを接続してマルチパス・キャンセラを運転
5.2 パイロット・トーン方式 FMステレオ伝送の詳細
演習8(*):信号発生器によるチャンネル・セパレーションの測定
(*):講師によるデモンストレーション・実演でご紹介します。
実習で使用するFMレシーバ基板
実習で使用するFMレシーバ基板(LCDを外したところ)●講演の参考文献
林 輝彦;連載記事「ダイレクト・サンプリングFM SDRの製作」、トランジスタ技術、2018年11月号~2019年11月号。