Перейти к содержанию
    

Sample and Hold

Добрый день

Кратко сутть вопроса

Есть импульсный приемник мегагерцового диапазона (импульс имеет длитеотность около 1-2мкс) . Уровни приема -микровольты

Построен по принципу.     УВЧ -полосовой фильтр - УВЧ- Синхронный детектор(Фаза и частота заполнения импульса известна) - УНЧ- АЦП-12бит(STM32F4)

Так как частота повторения импульсов может быть достаточно большой , есть желание сделать после синхронного АМ детектора 24 бит Аудио АЦП с частото выборок 40-100kps

Это позволит расширить ДД  вверх. Отказатьться или уменьшить до минимумуа усиление УВЧ итд

Проблема в том что необходимо окно ~1мкс. Для этого аланирую использовать какуюто схему выборки и хранения которая открываеться на время 1 мкс , сохранияет значение и дальше спокойно оцифровываю 24 битным АЦП

Вопрос имеет ли смысл сделать простую схему на ключе и операциоонике или искать чтото готовое исходя из моих требований - частота выборки более 20 мкс, время выборки 1 мкс

 

 

 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Ваши 24 бит Аудио АЦП не реальные, 15-17 и то может быть. А что мешает посмотреть в сторону DDC?  УВЧ -полосовой фильтр, АЦП, FPGA.   

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

On 11/30/2018 at 11:44 AM, Aner said:

Ваши 24 бит Аудио АЦП не реальные, 15-17 и то может быть. А что мешает посмотреть в сторону DDC?  УВЧ -полосовой фильтр, АЦП, FPGA.   

Сразу на горячую голову была собрана именно такая схема. Попробую обьяснить почему данный варинт не очень хорош в моем варианте

В виду широкой полосы приема  и ряда других особенностей используеться по сути детектор среднего уровня сигнала в окне ~1us  одиночных импульсов

Применять  а данном случае классический SDR где  мы меняем в итоге виртуальную частоту дисретизации на разрядность здесь не проходит

С данной задачей сейчас справляеться АЦП + STM32 к которому через ДМА привинчен АЦП. ДМА позволяет гнать в буфер со скоростью до 90 Ms

Так как при рабочей частотое 5-10 мег мы выбираем по сути несколько периодов за время 1 мкс то фильтровать тоже особо нечего. Все до этого делает входной филльтр 

Получаем по сути обычный виртуальный выпрямитель и  аналоговый детектор среднего уровня в окне 1 мкс.  Поэтому для такой задачи немного извращенно и дорого исп скоростной АЦП

По поводу ДД

12 разрядный АЦП дает ДД около 74 дб в теории.

24 разрядный дает очень много а теории)) но практически заяленно по большинству дешевых АЦП 100дб

т.е в лобом случае я сдвинусь вниз на 25-30 дб  если использовать 24 бита

 

Хочу попробовать привинтить чтото подобное ds1843   к 24 разрядному АЦП аудио

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

18 minutes ago, spirit_1 said:

Хочу попробовать привинтить чтото подобное ds1843   к 24 разрядному АЦП аудио

ds1843: Output Time tOUT Delay from SEN falling edge until valid output at VOUT to 1% accuracy - 2 µs

это вы из этого 1%, 100дБ получить собрались? S&H у встроенного АЦП в stm32 и то поди аккуратней будет.

если у вас импульсы с 50кГц повторяются сигма дельта АЦП не особо поможет, у большинства фильтры не установятся за такое время.

ну за исключением каких-нибудь мутантов вроде AD7760. у которых модулятор на 40МГц работает. но если ему фильтр укоротить чтобы он всего 1мкс, усреднял, там боюсь от 100дБ ничего не останется.

 

но нынче научились делать аккуратные SARы с ppmной линейностью, частотами под мегагерц и > 100дБ, соответственно с последющей фильтрацией, до 120..140дБ на низкой частоте.

LTC2380 или LTC2500,  думаю спасут отца русской демократии и гиганта мысли, и без дополнительных S&H.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

26 minutes ago, _pv said:

ds1843: Output Time tOUT Delay from SEN falling edge until valid output at VOUT to 1% accuracy - 2 µs

это вы из этого 1%, 100дБ получить собрались? S&H у встроенного АЦП в stm32 и то поди аккуратней будет.

если у вас импульсы с 50кГц повторяются сигма дельта АЦП не особо поможет, у большинства фильтры не установятся за такое время.

ну за исключением каких-нибудь мутантов вроде AD7760. у которых модулятор на 40МГц работает. но если ему фильтр укоротить чтобы он всего 1мкс, усреднял, там боюсь от 100дБ ничего не останется.

 

но нынче научились делать аккуратные SARы с ppmной линейностью, частотами под мегагерц и > 100дБ, соответственно с последющей фильтрацией, до 120..140дБ на низкой частоте.

LTC2380 или LTC2500,  думаю спасут отца русской демократии и гиганта мысли, и без дополнительных S&H.

выглядит шикарно если бы не цена в 50$/  Сделаю еще некоторое уточнение.

Мне надо измерять не абсолюное значение а относительное . делаем выборку когда сигнала нет и затем делаем выборку когда сигнал есть. немного накаплимваем их, усредняем и сравниеваем

Частота может быть и ниже 50 кгц. некторая незаконченность процессов и  их нестабильность мне кажеться не будет влиять на конечный результат так как будут вносить в итоге одинаковый вклад как в измерение основого сигнала так и контрольного. Т.е   в итоге 

разница суммы выборок окон с сигналом и без будет достсточно стабильной

Эх, если бы он стоил пару евро как 24 битный аудио ацп)) было бы все супер

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Note 5: VOUT at the end of the hold time is within 1% of VIN during the sample window (VINP - VINN = 1V)

выглядит конечно ужасно на первый взгляд, особенно по сравнению с 100 дб)

Но если мы возмем 10 выборок где есть сигнал и отнимем из них 10 выборок гдне нет синала то думаю этот параметр несколько утратит свое значение. 

Конечная цель это определить превышение сигнала над шумом.т.е сам фак передачи

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

А вы хотели за 1$ получить S&H который на МГц честные 18-20 бит сделает? удачи.

AD7768-1 на 1МГц c минимальной децимацией и sinc5 фильтром за 5-6 мкс успеет установиться.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

4 minutes ago, _pv said:

А вы хотели за 1$ получить S&H который на МГц честные 18-20 сделает? удачи.

AD7768-1 на 1МГц c минимальной децимацией и sinc5 фильтром за 5-6 мкс успеет установиться.

Именно это и хочу.  Мне не надо измерять с точностью 20 бит каждый отсчет в абсолютном значении. меня вполне устроить если он не установиться к  концу на 1, 2 или 3  или 10 процентов

Гланое что и окно приема шума ТОЧНО ТАК ЖЕ НЕ УСТАНОВИТЬСЯ  оба они будут проходить через один и тот же тракт и меряться точно так же

Представте что мы подали на RC цепочку импульс и измерили его значение 24 битным АЦП через время когда его значение достигло например 90 процентов   ,ошибка  аж 10 процентов. Ужасно?? Конечно нет

Далее пропускоем точно такой же импульс , только например на 100 мкв меньше и меряем его в той же временной точке. Что покажут наши АЦП? Я думаю что для  среднего из 10 выборок  первого варианата  и 10 выборок  варианта  на 100 мкв меньше ,показания ацп покажут разность. пусть она будет 90 или 92  или 95 мкв. Для меня это не столь существенно. Мне надо показать что первый сигнал больше второго, причем чем больше 1й сигнал тем больше эта разница вот и все

т.е еще раз повторюсь. мне надо знать разность между двумя одинаковыми выборками длинной около 1мкс и оценить в максимально возможном ДД какой из сигналов больше некоторого порога

Если в данном случае все измерения будут вестить одинаково то эта разность будет прямо зависеть от соотношения сигналов. 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Все равно схема уложится в 2-3 тыс.р. 

LTC2512 -24  -1050р.

Операционный усилитель счетверенный - 500-1000р. входной буфер - 1ОУ, выборки хранения - 2 ОУ, выходной буфер - 1 ОУ. итого 4 ОУ.

Сопротивления и емкости(полипропиленовая СМД) - 300р.

Диод  и полевые транзисторы - 150р.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

On 12/5/2018 at 9:36 PM, iliusmaster said:

Все равно схема уложится в 2-3 тыс.р. 

LTC2512 -24  -1050р.

Операционный усилитель счетверенный - 500-1000р. входной буфер - 1ОУ, выборки хранения - 2 ОУ, выходной буфер - 1 ОУ. итого 4 ОУ.

Сопротивления и емкости(полипропиленовая СМД) - 300р.

Диод  и полевые транзисторы - 150р.

 

SN74CBT3253 синхронный АМ детектор= 1шт 0.2 евро

THS4521 дифусилитель  с дифвыходами - 2.5 евро(это я немного шиканул)) 1шт

DS1843 -схема выборки храниения с диф входами и диф выходами-  1евро 1шт

PCM1843 АЦП   = 1 евро

BFR106 - УВЧ 10-15 дб  0.2 евро

Катушки там и мелочь это при любом варианте

Но по базовым компонетнтам из того что написал это 5 евро. Можно думаю с усилителем чтото дешевле найти евро за полтора

Но 5 евро это не 50 за LTC2380 да плюс еще  если   усилители итд

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Вроде речь шла  про динамический диапазон больше 100Дб?

1. DS1843 -  обеспечит необходимое? у него ни одна нужная характеристика не нормирована. 

2. PCM1843 - такого АЦП не существует. PCM1863 - стоит в партии 100 шт. никак не дешевле 4,5 долларов, а зачастую и 5. Посмотрите время установления сигнала и характеристики по постоянному току, важные нам и сразу желание его ставить в схему выборки хранения исчезнет.

3. Когда вы пишете, что сделаете схему с входным диапазоном не менее 1МГц, ГАРАНТИРОВАННЫМ динамическим диапазоном в 100Дб, и уложитесь в 5 долларов, то я снимаю шляпу и отхожу. Пробуйте. Я такое не умею.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Но если мы возмем 10 выборок где есть сигнал и отнимем из них 10 выборок где нет синала,

То ничего не увидим. Потому как схема должна обеспечивать шумы смещения и разрешение лучше 20 мкв при полном диапазоне 2,5В. 

Например, сделали 10 выборок, запомнили, усреднили.... Через 10 минут еще сделали 10 выборок... а усилитель у вас сместился на 20 мкв за это время. и у вас достоверно сигнал появился, а его - не было....

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Ошибка PCM1808

DS1843

Точ то вы пишите правда , Поэтому сейчас работает приблизитенльно так  Делаем выборки и паралельно запускаем в два виртуальных ФНЧ  1 порядкас разными постоянными по времени. Тот что с большей постоянной отслеживает средний уровень сигналпа 

тот что с меньшей немного усредняет и сглаживает выбросы. затем берем разность ФНЧ. Это пока один из предварительных вариантов. так как остчеты беруться те же на обоих фильтрах то система реагирует на некотрое достаточно быстрое отклонение от среднего уровня.  по сути в аналоговом варианте это нечно комбинации ФВЧ для устрананиея того эфекта что вы писали и ФНЧ для некоторого усреднения. Сейчас хочу еще добавить разницу по шумовому окну. разница между шумовым окном и основным оклоло 20 мкс.

т.е сделали две выборки основного и шумового окна через 20 мкс, через 200-500 мкс повторили  и так далее накапливаем.  опять же за 20 мкс если усилитель сместиться думаю на очень малую величину 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...