Автор Тема: Измерения в практике любителя.  (Прочитано 137052 раз)

0 Пользователей и 2 Гостей просматривают эту тему.

Оффлайн RX3QCI

  • Jr. Member
  • **
  • Сообщений: 90
Re: Измерения в практике любителя.
« Ответ #120 : Ноябрь 18, 2022, 09:25:57 pm »
остальное всё нано делает не хуже, а то и лучше.
Я возможно  отстал  .  А  есть  ли  в  нано  функция  сдвига  частоты  генератора  и  приёмника  для  просмотра   АЧХ трактов  приёмников  или  передатчиков  при  преобразованиях  частоты  ,  как  в  Осе  ? 

0лег

  • Гость
Re: Измерения в практике любителя.
« Ответ #121 : Ноябрь 18, 2022, 10:43:24 pm »
Переубеждать ни кого не буду. Снова ходить кругами - напрасная трата времени .
На последок пара картинок из описалова  AD9288

Попробую объяснить ещё раз.

В спецификациях (Data Sheet) на АЦП AD9288 приведены значения SNR, которые получены без какой-либо дополнительной обработки выходных значений.

В ИАЧХ Осы используется квадратурный приемник с узкой полосой (десятки герц), в то время как выборки производятся с частотой 200 МГц (сдвоенный АЦП).
То есть частота дискретизации во много раз выше интересующей нас полосы сигнала. Собственно, это и есть Oversampling.

При обработке выборок от АЦП производится "децимация" выборок (Decimation), то есть понижение частоты следования выборок. Не могу точно сказать, как это сделано в Осе, но часто это делается с помощью CIC (cascaded integrator–comb) фильтра.
После децимации выборки следуют с частотой Fb.

Для идеального случая отношение сигнал/шум после децимации

SNR = 6.02×N + 1.76dB + 10*log(Fs/Fb)

SNR - отношение сигнал шум после децимации
N - число разрядов АЦП
Fs - частота дискретизации АЦП
Fb - частота выборок после процесса децимации

10*log(Fs/Fb) - это и есть "processing gain", который мы получаем за счет того, что изначальное частота выборок была значительно выше, чем необходимо. То есть было сделано гораздо больше измерений, чем необходимо, а затем эти измерения были обработаны.
« Последнее редактирование: Ноябрь 18, 2022, 10:51:05 pm от 0лег »

Оффлайн Егм

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 908
Re: Измерения в практике любителя.
« Ответ #122 : Ноябрь 19, 2022, 11:52:35 am »
Олег спасибо за пояснения.
Если не прав поправьте .

В ИАЧХ Осы используется квадратурный приемник с узкой полосой (десятки герц), в то время как выборки производятся с частотой 200 МГц (сдвоенный АЦП).То есть частота дискретизации во много раз выше интересующей нас полосы сигнала. Собственно, это и есть Oversampling.

Простыми словами : увеличиваем частоту шума ,частота сигнала остаётся неизменной

При обработке выборок от АЦП производится "децимация" выборок (Decimation), то есть понижение частоты следования выборок. Не могу точно сказать, как это сделано в Осе, но часто это делается с помощью CIC (cascaded integrator–comb) фильтра.

ФНЧ отсекаем вч состав лающую , получаем более чистый сигнал .

Всё это работает до определённого предела , низко частотные компоненты шума ни кто не отменял .
Возможность вытянуть сигнал -82 дБ(от уровня шума) из шума без существенных искажений - сильно сомнительно .
Сигнал -10...-20 дБ(от уровня шума) вытянуть вполне реально .

Я конечно не всё знаю , давайте перейдём к конкретике .
Во вложении маткадовский файл с моделью сигнала (два синуса с уровнями S05=-6дБ S130=-130дБ и шум Sino=- 48дБ)
Попробуйте из SS выделить S130 (исходные сигналы точно известны).

PS Я ни коем случае не утверждаю что Оса бяка .
     Надо только трезво относиться к графикам которые она рисует.

0лег

  • Гость
Re: Измерения в практике любителя.
« Ответ #123 : Ноябрь 19, 2022, 03:29:19 pm »
Простыми словами : увеличиваем частоту шума ,частота сигнала остаётся неизменной
Не вполне понятная фраза.
Во-первых у шумового сигнала нет такого параметра "частота". Есть спектральная плотность мощности (функция от частоты), дисперсия, математическое ожидание, плотность распределения вероятноcти (функция от значения, например от мгновенного значения напряжения).
Во-вторых мы ничего не меняем у шума (шум квантования + шумы входных цепей).

ФНЧ отсекаем вч состав лающую , получаем более чистый сигнал .
Примерно так.

Во вложении маткадовский файл с моделью сигнала (два синуса с уровнями S05=-6дБ S130=-130дБ и шум Sino=- 48дБ)
Попробуйте из SS выделить S130 (исходные сигналы точно известны).

Позволю себе несколько замечаний.
1. Изначально речь шла о работе ИАЧХ Осы. То есть для начала имеет смысл смоделировать обработку одного синусоидального сигнала.
2. В Вашем файле не учитывается квантование сигнала по уровню. Сделайте так, чтобы правильно моделировалась работа АЦП (например 8-разрядный АЦП AD9288). Сейчас у Вас АЦП c почти неограниченной разрядностью, так как просто вычисляется значение синусоиды.
2. В Вашем файле некорректно моделируется шум. Шумовая составляющая - это шум квантования + шумы от входных цепей АЦП. Шум квантования появится автоматически после преобразования синусоиды в N разрядов. md() - это не совсем то что нужно для моделирования шума входных цепей. Желательно смоделировать белый шум с нормальным распределением.
3. Для обработки попробуйте добавить "дециматор"
4. Как именно будет определяться дисперсия (мощность) шума после обработки - решать Вам. Можно попробовать использовать тот факт, что исходный сигнал известен, так что можно попробовать вычитать исходный сигнал и считать среднеквадратическое отклонение.

Заниматься моделированием этой задачи мне, честно говоря, совершенно неинтересно. Тем не менее, если Вам удастся сделать это в MathCad, с удовольствием посмотрю на результат.
« Последнее редактирование: Ноябрь 19, 2022, 06:07:11 pm от 0лег »

Оффлайн rtty

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 2340
Re: Измерения в практике любителя.
« Ответ #124 : Ноябрь 19, 2022, 05:05:56 pm »
А  есть  ли  в  нано  функция  сдвига  частоты  генератора  и  приёмника  для  просмотра   АЧХ трактов  приёмников  или  передатчиков  при  преобразованиях  частоты  ,  как  в  Осе  ?

Там работает генератор от 10кГц и выше, автор прошивок говорил, что вроде бы есть потенциал сделать от 2кГц, если кому-то нужно. Насчет возможности "сплита" - пока не видел такого, не исключено, что так "порвать" сишку не получится, она и так три сигнала формирует, для канала измерения, для опорного и такт куда-то еще в контроллерную схему.

Всегда было гораздо проще подать в НЧ вход белый шум, а на ПЧ или ВЧ выход смотреть любым анализатором спектра, сейчас - любым сдр-приемником.
На прием - аналогично, на вход ГШ, на НЧ выход - звуковую карту.
Тот "хитрый" способ осы - пока ни разу не проверял, не понадобилось.

Спасибо Олегу за терпение и умение объяснить коллеге про АЦП.
Надо понять по простому, что ДД вверх - не меняется, он сколько есть full scale adc, столько и остается.
Уменьшается (расширяется) вниз - при децимациях и прочих элементах даун-конверсии, сужается полоса обработки, эффект аналогичен как амплитуда шума снижается, после пропускания его через аналоговый фильтр с уменьшением полосы. Как в приемнике включаешь узкий фильтр в телеграфе и шум снижается, слабый сигнал становится разборчивый.

Оффлайн Егм

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 908
Re: Измерения в практике любителя.
« Ответ #125 : Ноябрь 19, 2022, 07:13:27 pm »
Позволю себе несколько замечаний.
Во многом вы правы модель сильно упрощена .
Делать полную модель в данном случае особого смысла нет .

md() - это не совсем то что нужно для моделирования шума входных цепей. Желательно смоделировать белый шум с нормальным распределением.
md()- наиболее близко моделирует  белый шум


Заниматься моделированием этой задачи мне, честно говоря, совершенно неинтересно. Тем не менее, если Вам удастся сделать это в MathCad, с удовольствием посмотрю на результат.
Результаты
 Синий график - исходный сигнал .
 Красный - результат децимации (каждая 50 выборка)
Имя картинки уровень сигнала при неизменном уровне шума (-48дБ)
Выводы сделаете сами . (что там остаётся от исходного синуса)

Оффлайн sgk

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 863
Re: Измерения в практике любителя.
« Ответ #126 : Ноябрь 19, 2022, 07:31:22 pm »
Не знал что у мгновенной (дискретной ) амплитуды есть полоса . Да ещё аж  50 МГц !
По ссылке руководство фирмы производителя Analog Devices
https://www.analog.com/en/app-notes/an-905.html
кто то может объяснить Егм что это такая же программа в части БПФ как и Спектралабы и аналогичные.

0лег

  • Гость
Re: Измерения в практике любителя.
« Ответ #127 : Ноябрь 19, 2022, 07:31:35 pm »
Результаты
 Синий график - исходный сигнал .
 Красный - результат децимации (каждая 50 выборка)

А сам файл для Mathcad Вы не могли бы выложить?

Оффлайн Егм

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 908
Re: Измерения в практике любителя.
« Ответ #128 : Ноябрь 19, 2022, 07:55:00 pm »
А сам файл для Mathcad Вы не могли бы выложить?
Нет проблем . Файл не чищен есть лишнее , думаю разберётесь что нужно а что мусор .

Не вполне понятная фраза.
По картинке понятней будет что имелось ввиду .

Оффлайн Егм

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 908
Re: Измерения в практике любителя.
« Ответ #129 : Ноябрь 19, 2022, 07:59:55 pm »
По ссылке руководство фирмы производителя Analog Devices
По ссылке НЕ пускають !
Может сюда кинете.

Оффлайн sgk

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 863
Re: Измерения в практике любителя.
« Ответ #130 : Ноябрь 19, 2022, 08:26:26 pm »
Может сюда кинете.
Если объём позволит. Файл в PDF формате зазиповал.

0лег

  • Гость
Re: Измерения в практике любителя.
« Ответ #131 : Ноябрь 19, 2022, 09:57:36 pm »
Результаты
 Синий график - исходный сигнал .
 Красный - результат децимации (каждая 50 выборка)

Здесь Вы просто берёте каждый 50-й отсчет сигнала с шумом и выкидываете 49 остальных отсчетов. Это совсем не "decimation".
Неужели Вы действительно думаете, что достаточно просто выбросить "ненужные" отсчеты?
 
Я бы все-таки рекомендовал сначала изучить соответствующую литературу для того, чтобы понять как реализуется прореживание (decimation) на самом деле.

Оффлайн Егм

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 908
Re: Измерения в практике любителя.
« Ответ #132 : Ноябрь 19, 2022, 10:53:48 pm »
Здесь Вы просто берёте каждый 50-й отсчет сигнала с шумом и выкидываете 49 остальных отсчетов. Это совсем не "decimation". Неужели Вы действительно думаете, что достаточно просто выбросить "ненужные" отсчеты?
Если верить книгам то да ,достаточно просто выбросить "ненужные" отсчеты.

"Прореживание  или  сэмплирование  (decimation)  –  понижение  частоты дискретизации в целое число раз."
(Матвеев Ю.Н., Симончик К.К., Тропченко А.Ю., Хитров М.В. ЦИФРОВАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ )
В книге Цифровые фильтры (Хемминг Р.В.) тоже самое определение.
Что я и сделал - понизил  частоту дискретизации в 50 раз

Я бы все-таки рекомендовал сначала изучить соответствующую литературу
Если не сложно названия книг .

0лег

  • Гость
Re: Измерения в практике любителя.
« Ответ #133 : Ноябрь 19, 2022, 11:35:29 pm »
Если не сложно названия книг .
Например
Ричард Лайонс "Цифровая Обработка Сигналов"

Если читаете по-английски, то вот статья того же автора непосредственно по CIC фильтрам
« Последнее редактирование: Ноябрь 19, 2022, 11:43:58 pm от 0лег »

Оффлайн Егм

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 908
Re: Измерения в практике любителя.
« Ответ #134 : Ноябрь 19, 2022, 11:52:24 pm »
Спасибо .

Если читаете по-английски
С басурманским проблема , но попытаюсь осилить .