[FatRobot 0]

при оценке частоты важны snr, время накопления и интервал стационарности источника

[Skryppy 0]

Для улучшения отношения сигнал/шум, нарежьте полосу на поддиапазоны фильтрами, это не займет много времени вычислений. Для быстрого измерения частоты можно использовать банк фильтров; банк фильтров + фазовые доопределители; банк скользящих дпф. Также посмотрите в сторону измерения частоты медленно меняющихся сигналов, как-то встречал статьи где народ за несколько тактов измеряет некоторые параметры сигналов. Может что интересное попадется. Примерные статьи:

Spoiler

Измерение разности фаз квазогармонических сигналов в реальном времени (Игнатьев, Никитин). 

Измерение разности фаз (воронов).

Эффективный алгоритм совместной оценки временной задержки и частотного сдвига чм сигналов (Сарычев, морозов)

Оценивание мгновенной частоты широкополосных сигналов (Никитин, Юшанов).

Различные корреляционные методы.

 

Изменено 5 декабря, 2018 пользователем Skryppy

[a_electronic 0]

Задача как то странно сформулирована...
Если входной сигнал имеет неизвестную частоту - то откуда известно, что 6 выборок на период? Очевидно, 6 выборок - это значение для некоей внутренней опорной частоты. Чтобы определить частоту входного сигнала, достаточно мерить период. При частоте дискретизации в 6 раз выше входного сигнала, без учета шумов, погрешность измерения составит +- 8%. Далее этот результат можно бросать на интегрирующий рекурсивник и получать более точные значения. Также можно ресемплировать сигнал на более высокую частоту дискретизации, чтобы получить нужную точность. Для этого совсем не нужно хранить 1000 отсчетов.
Кстати, а почему 1000, а не 1024?)
 

[_4afc_ 24]

3 hours ago, a_electronic said:

Задача как то странно сформулирована...
Если входной сигнал имеет неизвестную частоту - то откуда известно, что 6 выборок на период? Очевидно, 6 выборок - это значение для некоей внутренней опорной частоты. Чтобы определить частоту входного сигнала, достаточно мерить период. При частоте дискретизации в 6 раз выше входного сигнала, без учета шумов, погрешность измерения составит +- 8%. Далее этот результат можно бросать на интегрирующий рекурсивник и получать более точные значения. Также можно ресемплировать сигнал на более высокую частоту дискретизации, чтобы получить нужную точность. Для этого совсем не нужно хранить 1000 отсчетов.
Кстати, а почему 1000, а не 1024?)
 

Это ЧМ сигнал, несущая частота в 6 раз ниже частоты АЦП. Частота дискретизации демодулированного сигнала в 1000 раз ниже частоты АЦП.

В полосе приёма могут быть сильные помехи, т.к. сигнал слабый.

Модулирующий сигнал - аналоговый, ограниченный по полосе.

 

Есть мысль попробовать что-то типа следящей системы анализирующей 1000 отсчётов на входе с целью выдачи одного отсчёта на выход.

И ограничить скорость изменения выходного сигнала.

 

Более высокая частота - тяжела по ресурсам. Лучше увеличивать анализ большего количества периодов на входе и смотреть за тенденцией изменения частоты...

[serebr 0]

Для модулированных сигналов часто используется DDC - Digital Down-Conversion: https://en.wikipedia.org/wiki/Digital_down_converter

Сигнал умножается на синус и косинус несущей частоты, потом фильтруются высокие частоты. В вашем случае достаточно будет фильтра с полосой пропускания порядка 1/1000 от частоты АЦП (выше раза в два на самом деле). После этого фильтра сэмплы прореживаются до его Найквиста. Одновременно решаются две задачи - отфильтровать внеполосные помехи и сохранить ВСЮ информацию о модулированном сигнале на уменьшенном sample rate.

Мгновенную амплитуду и фазу из сигнала с 1/1000 частоты сэмплов АЦП можно получать через atan2 (софт) или CORDIC (FPGA).

[_4afc_ 24]

17 hours ago, serebr said:

Для модулированных сигналов часто используется DDC - Digital Down-Conversion: https://en.wikipedia.org/wiki/Digital_down_converter

Сигнал умножается на синус и косинус несущей частоты, потом фильтруются высокие частоты. В вашем случае достаточно будет фильтра с полосой пропускания порядка 1/1000 от частоты АЦП (выше раза в два на самом деле). После этого фильтра сэмплы прореживаются до его Найквиста. Одновременно решаются две задачи - отфильтровать внеполосные помехи и сохранить ВСЮ информацию о модулированном сигнале на уменьшенном sample rate.

Мгновенную амплитуду и фазу из сигнала с 1/1000 частоты сэмплов АЦП можно получать через atan2 (софт) или CORDIC (FPGA).

Это уже промоделировано. АЦП-Фильтр-DDC-демодулятор.

В качестве демодулятора - опробован atan, 3-точки и фапч. Демодулятор на ПЛИС.

 

Пока разводятся платки - хочется попробовать что-то нестандартное.

Из неприятного - есть помехи в полосе до АЦП, и при малой девиации - возрастает КНИ, особенно на 3-точках.

[serebr 0]

Не вполне понятно, зачем использовать алгоритм "3-точки", когда есть FPGA и можно без проблем посчитать честный арктангенс с помощью CORDIC?

[_4afc_ 24]

21 hours ago, serebr said:

Не вполне понятно, зачем использовать алгоритм "3-точки", когда есть FPGA и можно без проблем посчитать честный арктангенс с помощью CORDIC?

Хотябы потому, что я пока не умею считать арктангенс с помощью CORDIC...

 

Оказывается люди научились демодулировать ЧМ с помощью дельта сигма:

Quote

This  paper  presents  an  alternative  structure,  referred  to  as  a delta–sigma  frequency-to-digital  converter, that  simultaneously performs frequency demodulation and digitization.

The prototype achieved 50kSample/s frequency-to-digital conversion of a 10MHz  frequency-modulated  signal with  a  worst  case  signal-to-noise-and-distortion  ratio  of  85dB and a worst case spurious-free dynamic range of 88dB.

 

[blackfin 14]

On 11/30/2018 at 2:54 PM, _4afc_ said:

Есть ЧМ сигнал, приходящий с АЦП с дискретизацией 6 точек на период.

А откуда приходит этот ЧМ сигнал на вход АЦП? Что является его источником? Может, нужно глубже копнуть в консерватории?

[_4afc_ 24]

25 minutes ago, blackfin said:

А откуда приходит этот ЧМ сигнал на вход АЦП? Что является его источником? Может, нужно глубже копнуть в консерватории?

Источником является ПЧ. Делается программный ЧМ демодулятор. Хочется мудрой экзотики.

 

Просто подумалось, что если на 1000 входных отсчётов, мне надо выдать 1 выходной, то нельзя-ли обнюхать этот блок из 1000 отсчётов как-то аналитически и принять решение об изменении уровня на выходе.

[blackfin 14]

4 minutes ago, _4afc_ said:

Источником является ПЧ. Делается программный ЧМ демодулятор. 

Придется копнуть глубже... ;)

А на вход ПЧ оно откуда приходит? Это что, кодированное информационное сообщение, или это дальность до объекта?

А то, ведь, ЛЧМ еще и в дальномерах используют.

[_4afc_ 24]

1 minute ago, blackfin said:

А на вход ПЧ оно откуда приходит? Это что, кодированное информационное сообщение, или это дальность до объекта?

А то, ведь, ЛЧМ еще и в дальномерах используют.

Или кодированное или аналог непрерывный.

 

Пока думаю над приёмом аналогового сигнала.

Приём из эфира. С шумами в полосе. С малой разрядностью (без АРУ на входе).

 

Передатчика на руках нет, всё со слов - поэтому закладываюсь на самый плохой случай.

[serebr 0]

2 hours ago, _4afc_ said:

Хотябы потому, что я пока не умею считать арктангенс с помощью CORDIC...

Есть бесплатные варианты CORDIC: https://opencores.org/projects/cordic. Кроме того, как Intel так и Xilinx имеют встроенные IP модули для вычисления CORDIC.

[_4afc_ 24]

2 hours ago, serebr said:

Есть бесплатные варианты CORDIC: https://opencores.org/projects/cordic. Кроме того, как Intel так и Xilinx имеют встроенные IP модули для вычисления CORDIC.

Регистрироваться или вставлять в проект чёрный ящик - неинтересно.

Чем он лучше таблицы или полинома?

Есть это чудо в псевдокоде, чтобы проверить на матлабе, си, верилоге...

[serebr 0]

CORDIC позволяет вычислять арктангенс с произвольной точностью, легко подстраивается на требуемое число входных/выходных бит. Этот алгоритм не требует аппаратных умножителей, разве что для произвольного масштабирования вычисленного угла. В свое время я написал с нуля этот модуль за несколько дней, включая верификацию на Матлабе. Так что ради интереса вполне подходящий алгоритм для самостоятельной реализации.

Очень доходчиво изложено, например, здесь: http://www.andraka.com/files/crdcsrvy.pdf

 

Изменено 16 января, 2019 пользователем serebr
Link added