用FPGA搭配3个电阻、1个电容制作的1bit SDR接收机
电赛在即，再给大家提供一个小技能，并一些有用的verilog代码，对于做高频电路题目的同学有一定的参考。
以前介绍过我们用小脚丫fpga的一根gpio管脚制作的fm发射机，今天再介绍一个用fpga搭配3个电阻、1个电容制作的1bit sdr接收机，接上喇叭，可以收听中、长波电台，连adc都没有用到。
该项目由alberto garlassi分享在hackaday.io上，并在github上开源了其verilog代码，巧的是，他使用的fpga正好是我们小脚丫fpga上用到的lattice xo2系列。
原理图用kicad绘制，可以看出左侧的3颗电阻以及1颗电容。
在hackaday上的一些简介：
创建这个项目是为了学习 verilog 并享受 fpga 和 sdr 带来的乐趣。主要目标是使用尽可能少的组件接收am广播电台。所选择的fpga莱迪思 machxo2 也是可以使用的最简单的组件之一。我能够用20米长的电线作为天线，从位于三大洲的数千公里处接收电台。最小的bom包括一块30欧元的 lattice machxo2分线板、三个电阻器、一个电容器和一个扬声器。为了获得更好的性能，最好添加一个晶体振荡器，灵敏度和音频质量比使用内部振荡器更好。
天线直接连接到输入引脚，因为您知道静电荷会损坏电路板。当您厌倦了破纪录的元件数量时，最好添加一个串联电容器和两个限流二极管。使用 rc 滤波器、串联电容器和有源扬声器，音频更实用。
无线电架构非常标准，直接变频接收器。我们有一个 adc、一个混频器、两个用于正交信号的 cic 滤波器、一个采用信号平方和的平方根的 am 解调器，以及一个用于音频输出的 pwm。频率调谐由nco获得，它是一个 64 位累加器，其增量由uart控制，可以从控制pc发送一些字符并更改频率。为此，该板有一个备用的uart通道。主通道用于编程，需要将usb转串口转换器的第二通道通过在电路板下侧焊接桥接器连接到fpga。
adc 使用 lvds 比较器作为输入，但它的工作方式与 sigma-delta 转换器不同，例如http://www.latticesemi.com/-/media/latticesemi/documents/referencedesigns/sz2/fpga-rd-02047-1-5-simple-sigma-delta-adc.ashx?document_id=35762
在这种情况下，反馈信号通过使用低rc时间常数来跟踪输入。在射频下，这是不切实际的，反馈用于通过一个大的rc常数将比较器保持在开关电平附近。采样是通过叠加到所需信号上的随机 rf 噪声来执行的。我们在 80 mhz 下对 6 khz 带宽信号进行过采样。对此的简要解释：如果输入是真正随机的，那么它在一定时间内的平均值将几乎为零。但它与来自远处发射机的非常小的无线电信号相加，这足以对输出产生轻微影响。https://en.wikipedia.org/wiki/oversampling
cic 滤波器抽取为 4096，因此 adc 分辨率的理论增加为 6 位。
最好在较低的 cic 抽取后使用 fir 滤波器。是可以做到的，不是所有的fpga都用到了。莱迪思没有针对它的 ip，machxo2 缺少 dsp 模块，而且从未打算用于它。
另一个低组件数收音机：https://www.i2phd.org/armradio/index.html
自制的 1 位 adc gps 接收器，基于下面的文章：http://s53mv.s5tech.net/navsats/theory.html
以上是作者对此项目的介绍，如果使用intel版本的小脚丫fpga核心板，可以使用其dsp模块获得更高的性能，有兴趣的同学可以尝试一下。
在github上有完整的工程内容，基于lattice xo2 fpga的以及基于intel cyclone 3 fpga版本。
如下是主要代码的截图：
有我们这款电赛综合技能训练板的同学，可以在这个板子上验证一下，即便不适用高速adc，使用板上的高速比较器（tp1961-tr），也可以轻松测试一下。
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原理图用kicad绘制，可以看出左侧的3颗电阻以及1颗电容。
在hackaday上的一些简介：
创建这个项目是为了学习 verilog 并享受 fpga 和 sdr 带来的乐趣。主要目标是使用尽可能少的组件接收am广播电台。所选择的fpga莱迪思 machxo2 也是可以使用的最简单的组件之一。我能够用20米长的电线作为天线，从位于三大洲的数千公里处接收电台。最小的bom包括一块30欧元的 lattice machxo2分线板、三个电阻器、一个电容器和一个扬声器。为了获得更好的性能，最好添加一个晶体振荡器，灵敏度和音频质量比使用内部振荡器更好。
天线直接连接到输入引脚，因为您知道静电荷会损坏电路板。当您厌倦了破纪录的元件数量时，最好添加一个串联电容器和两个限流二极管。使用 rc 滤波器、串联电容器和有源扬声器，音频更实用。
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adc 使用 lvds 比较器作为输入，但它的工作方式与 sigma-delta 转换器不同，例如http://www.latticesemi.com/-/media/latticesemi/documents/referencedesigns/sz2/fpga-rd-02047-1-5-simple-sigma-delta-adc.ashx?document_id=35762
在这种情况下，反馈信号通过使用低rc时间常数来跟踪输入。在射频下，这是不切实际的，反馈用于通过一个大的rc常数将比较器保持在开关电平附近。采样是通过叠加到所需信号上的随机 rf 噪声来执行的。我们在 80 mhz 下对 6 khz 带宽信号进行过采样。对此的简要解释：如果输入是真正随机的，那么它在一定时间内的平均值将几乎为零。但它与来自远处发射机的非常小的无线电信号相加，这足以对输出产生轻微影响。https://en.wikipedia.org/wiki/oversampling
cic 滤波器抽取为 4096，因此 adc 分辨率的理论增加为 6 位。
最好在较低的 cic 抽取后使用 fir 滤波器。是可以做到的，不是所有的fpga都用到了。莱迪思没有针对它的 ip，machxo2 缺少 dsp 模块，而且从未打算用于它。
另一个低组件数收音机：https://www.i2phd.org/armradio/index.html
自制的 1 位 adc gps 接收器，基于下面的文章：http://s53mv.s5tech.net/navsats/theory.html
以上是作者对此项目的介绍，如果使用intel版本的小脚丫fpga核心板，可以使用其dsp模块获得更高的性能，有兴趣的同学可以尝试一下。
在github上有完整的工程内容，基于lattice xo2 fpga的以及基于intel cyclone 3 fpga版本。
如下是主要代码的截图：
有我们这款电赛综合技能训练板的同学，可以在这个板子上验证一下，即便不适用高速adc，使用板上的高速比较器（tp1961-tr），也可以轻松测试一下。
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