Jump to content

    
Sign in to follow this  
MaxPower

LPF на 300Мгц

Recommended Posts

Изделие общего назначения для систем сбора данных (осциллограф со своей спецификой в цифровой части).

Для осциллографических целей важнее линейность ФЧХ (постоянство ГВЗ), чтобы меньше был звон фильтра и форма сигнала была максимально близка к исходной. Фильтр Бесселя например.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Для осциллографических целей важнее линейность ФЧХ (постоянство ГВЗ), чтобы меньше был звон фильтра и форма сигнала была максимально близка к исходной. Фильтр Бесселя например.

 

Нельзя ли откорректировать ГВЗ и колебания КУ амплитуды по известной характеристике фильтра или через калибровку в цифровой части?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Откорректировать можно, вопрос в порядке фильтра, который будет зависеть от изрезанности ФЧХ и АЧХ. На частоте 1 ГГц в реальном времени сделать фильтр большого порядка сложно. В осциллографах большинства фирм по этой причине ставят в качестве фильтра LC/RC цепь 1-2 порядка, не больше, главное чтобы не звенел. У нас на работе есть осциллограф с полосой 600 МГц, купленный пару лет назад, на нем прекрасно виден синусоидальный сигнал с частотой до 1.5 ГГц. Сейчас не вспомню, какая крутизна хар-ки.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Откорректировать можно, вопрос в порядке фильтра, который будет зависеть от изрезанности ФЧХ и АЧХ. На частоте 1 ГГц в реальном времени сделать фильтр большого порядка сложно. В осциллографах большинства фирм по этой причине ставят в качестве фильтра LC/RC цепь 1-2 порядка, не больше, главное чтобы не звенел. У нас на работе есть осциллограф с полосой 600 МГц, купленный пару лет назад, на нем прекрасно виден синусоидальный сигнал с частотой до 1.5 ГГц. Сейчас не вспомню, какая крутизна хар-ки.

 

У вашего осциллографа разрядов максимум 8, да и частота выборки не меньше 3Ггц). Если реально можно откорректировать звон в DSP, то главной задачей становится разработка фильтра со стабильными параметрами и нестабильностью АЧХ в диапазоне 0,5-0,3Дб (чтобы не выпрыгнуть за FSR)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Я тоже не видел сложных фильтров на входе ЦЗО. Обычно уделяют внимание переходной характеристике.

 

Без ФНЧ крутой фронт сигнала (с частотными компонентами выше частоты Найквиста) будет отображаться корректно при кусочно-линейной интерполяции, но с выбросами при интерполяции sin(x)/x.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Собственно необходимо разработать фильтр от наложения частот («antialiasing filter») с полосой пропускания 300Мгц для 12-битного АЦП с частотой выборки в 1Ггц.

Покурил некоторые темы на форуме, но не понял, как некоторые форумчане определяют коэффициент усиления в полосе подавления и допустимое колебание в полосе пропускания.

Для моей задачи я определил:

1. Полоса подавления не должна быть больше -72,24dB;

2. Колебание в полосе пропускание не более 0.001dB;

Предполагаю, что наиболее подходящим будет пассивный фильтр Кауэра 6-го порядка

В правильном ли направлении я двигаюсь? (я в этом «зеленый»)

П.1 - зависит от шумовой полосы на выходе обработки; подавление фильтра должно обеспечивать уровень помехи наложения спектра на ~10 дБ ниже уровня шумов АЦП.

П.2 - утопия.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Energy_for_life, найдите в интернете нижеследующую книгу и почитайте со стр. 186 о фильтрах (13. Активные фильтры), там есть сравнение АЧХ, ФЧХ, ГВЗ и откликов на ступеньку для разных фильтров

 

Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. Том I

Share this post


Link to post
Share on other sites
А если взять усилитель на 10 ГГц?

 

А где Вы видели ОУ на 10G ?

 

Я знаю ad8009 1G, токовый

 

Но все равно даже если и так на 300МГц усиление 30

Соответственно 3% нестабильность

 

И потом при такой полосе обратная связь - безумие.

Куча паразитных параметров создаст какой-нибудь полюс и каскад возбудиться

 

Связи нужны дифференциальные, чтобы возвратный ток не тек по земле это создает паразитную индуктивность

 

А фильтр я имею ввиду делать как последовательное сопротивление с набором контуров, у которых выше 30мгц емкостной хакрактер

Share this post


Link to post
Share on other sites
Собственно необходимо разработать фильтр от наложения частот («antialiasing filter») с полосой пропускания 300Мгц для 12-битного АЦП с частотой выборки в 1Ггц.

Возможно, пригодится: CN0227.

Share this post


Link to post
Share on other sites
А где Вы видели ОУ на 10G ?

ADL5565 - быстродействия и усиления вполне достаточно, писал уже выше. На уровне кристалла границы расширяются, не так ли?

Share this post


Link to post
Share on other sites

А вот и недостаточно быстродействия и усиления.

Промоделировал в FilterPro активный фильтр, отмасштабированный по частоте вниз: срез 30 кГц, спад на 75 дБ на 50 кГц, Чебышев I.

Программа предложила 5-каскадный фильтр 10 порядка.

Для первого каскада требуемая полоса ОУ 476 кГц. Отмасштабировав к параметрам топикстартера, получим 4.76 ГГц: типа вписываемся в 10 Гиг.

Но по остальным каскадам требуется 2.7, 7.7, 18.8, 66.7 МГц полосы. Не вписываемся никак.

Про активный фильтр (по схемотехнике ОУ во всяком случае) забываем.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Промоделировал в FilterPro активный фильтр, отмасштабированный по частоте вниз: срез 30 кГц, спад на 75 дБ на 50 кГц, Чебышев I. Программа предложила 5-каскадный фильтр 10 порядка. ... Про активный фильтр (по схемотехнике ОУ во всяком случае) забываем.
Естественно, активный по параметрам ТС - полный абсурд, можно было и не считать, достаточно взглянуть на неравномерность в полосе пропускания и на затухание на запрошенной ТС частоте.

10-го порядка пассивный - также абсурд, даже и на относительно низкой частоте. Здесь и не надо обсуждать реализуемость такого фильтра, а, как здесь уже замечали, в осциллографах не используют фильтры выше 1-го (редко 2-го порядка) из-за плохой импульсной характеристики фильтров "высоких" порядков (или плохой ГВЗ). Ведь нужно наблюдать не просто наличие какого-то сигнала, а его реальный вид - для этого и нужны осциллографы. И желательно еще бы и померить амплитуду, длительность, выбросы, неравномерности, задержки, БПФ и т.д. не внося искажений в исследуемый сигнал (по возможноси), что и делают ВСЕ современные осциллографы.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Еще раз вернусь к активным фильтрам, не в рамках рассматриваемой задачи, а допустимости по частоте. Мне не нравится слово "невозможно", к нему должны быть дописаны определенные условия. Возьмем к примеру документ фирмы TI:

OA-26 Designing Active High Speed Filters

 

Цитирую:

With the advent of low cost, very high speed operational amplifiers, it is now feasible to realize active filters with frequency ranges in the tens of MHz. With some of the newer high speed amplifiers such as the CLC449 – a 1.2 GHz bandwidth amplifier, filters with corner frequencies above 100 MHz have been built.

 

Из этого же документа, рекомендуемый коэффициент усиления лежит в диапазоне 1-8, 1997 год.

 

 

Промоделировал в FilterPro активный фильтр, отмасштабированный по частоте вниз: срез 30 кГц, спад на 75 дБ на 50 кГц, Чебышев I.

Для частоты среза 300 МГц и тактовой 1 ГГц, границу спада можно отодвинуть на 700 МГц.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Еще раз вернусь к активным фильтрам, не в рамках рассматриваемой задачи, а допустимости по частоте. Мне не нравится слово "невозможно", к нему должны быть дописаны определенные условия.
"Условия" оговорены ТС выше. И для его постановки задачи сегодня решения нет без существенного уменьшения требований.

 

Возьмем к примеру документ фирмы TI: OA-26 Designing Active High Speed Filters Для частоты среза 300 МГц и тактовой 1 ГГц, границу спада можно отодвинуть на 700 МГц.
Все документы, даже от TI, пишут люди, и это не библия. Для АЦП, по Найквисту, частота отсчетов должна превышать мах частоту сигнала как минимум вдвое. Кроме того, теорема отсчетов - ограничительная и не описывает как полностью восстановить сигнал по отсчетам при коэффициенте = 2. Поэтому лучше брать >2 (на практике не менее 4-х, тогда и фильтр на входе упрощается).

Share this post


Link to post
Share on other sites
"Условия" оговорены ТС выше.

Условия еще десять раз поменяются, человек только начинает освоение.

 

Все документы, даже от TI, пишут люди, и это не библия.

Стоп, не надо приписывать библейскую уклонность. Только факты, что было реализовано.

 

Для АЦП, по Найквисту, частота отсчетов должна превышать мах частоту сигнала как минимум вдвое. Кроме того, теорема отсчетов - ограничительная и не описывает как полностью восстановить сигнал по отсчетам при коэффициенте = 2. Поэтому лучше брать >2 (на практике не менее 4-х, тогда и фильтр на входе упрощается).

Фирма Agilent (Keysight) в анализаторах спектра PXA при частоте тактирования АЦП 400 МГц использует полосовой фильтр с полосой 160 МГц на вторую зону Найквиста, причем достаточно компактный и с небольшими потерями. Каждый сам для себя решает, какую частоту дискретизации брать, и для каких задач.

 

В подавляющем большинстве СВЧ усилителей используются RC обратные связи для стабилизации усиления и коррекции АЧХ. Речь идет об усилителях с диапазоном до несколько десятков ГГц. Поэтому для меня, как для СВЧ-ника, абсурдно звучит невозможность реализации активных фильтров.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this