Jump to content

    
Sign in to follow this  
zuuuuk

Как померить расхождение фазы между меандрами?

Recommended Posts

Доброго времени суток.

Хотелось бы посоветоваться в одном вопросе. Может ктонибудь поможет.

Имеются 2 сигнала (меандры) по 5 МГц.

Они расходятся между собой. Одна отстает от другой. (максимум на пол периуда)

Как можно померить расхождение между ними с точностью до 10 пико секунд.

На плату заведена тактовая частота 60 МГц.

 

Какими средствами можно решить эту проблему?

И вообще можно ли провести измерения с такой точность ?

 

зарание спасибо.

Share this post


Link to post
Share on other sites

А фронты этих сигналов тоже меньше 10 пс? Или хотя бы сопоставимы? Тогда можно попробовать применить времяамплитудный преобразователь. А иначе придется сильно думать. Нужны параметры сигналов. Опять-таки а джиттер там какой, учитывать его надо или усреднять? Тут вопросов больше чем ответов.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Неужели нужна такая точность ? На печатной плате длина проводника, которая даст такую же погрешность, всего 1.5 мм. Вариантов измерения можно предложить несколько, например, такой (кстати, уже обсуждался на форуме): преобразуете свой сигнал в синусоиду (с ней проще работать), и каждый подаете на двухканальный АЦП 12 бит, с частотой 40 МГц (больше - лучше). Далее считаете сдвиг фазы (можно использовать БПФ). Усредняете на некотором интервале. Длина интервала будет зависеть от джиттера как самих сигналов, так и АЦП. Ориентировочно длительность интервала усреднения около 100 000 периодов синусоиды, но если скорость для вас не критича, то предложенный метод вполне работоспособен.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Доброго времени суток.

Хотелось бы посоветоваться в одном вопросе. Может ктонибудь поможет.

Имеются 2 сигнала (меандры) по 5 МГц.

Они расходятся между собой. Одна отстает от другой. (максимум на пол периуда)

Как можно померить расхождение между ними с точностью до 10 пико секунд.

На плату заведена тактовая частота 60 МГц.

 

Какими средствами можно решить эту проблему?

И вообще можно ли провести измерения с такой точность ?

 

зарание спасибо.

 

А не следует ли воспользоваться каким-либо приборами, специально предназначенным для этой цели? Задача ведь нетривиальная. И любая измерительная схема, слепленная на коленках, потребует от Вас нетривиальных же усилий для верификации ее работоспособности и калибровке.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну вообще странное требование - если на плате 60МГц. То маленькая неточность в 10 пик - это как слону дробина.

Вообще есть метод измерения фазы подав два сигнала на каналы XY, но при этом эти сигналы являются синусоидами. Можно конечно применить этот метод и для меандра, но точность этого метода никогда не достигнет пик :)

А превратить в синус это конечно хорошо, но для этого нужен фильтр, а двух одинаковых фильтров (не цифровых) не бывает. У них как раз по фазе и будет большущее расхождение.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ну вообще странное требование - если на плате 60МГц. То маленькая неточность в 10 пик - это как слону дробина.

Вообще есть метод измерения фазы подав два сигнала на каналы XY, но при этом эти сигналы являются синусоидами. Можно конечно применить этот метод и для меандра, но точность этого метода никогда не достигнет пик :)

А превратить в синус это конечно хорошо, но для этого нужен фильтр, а двух одинаковых фильтров (не цифровых) не бывает. У них как раз по фазе и будет большущее расхождение.

Да, вот я и прихожу к выводу, что надо преобразовывать меандру в синус оцифровывать и делать цифровой фазовый детектор. но решение дико не красивое.. :( пока стою в тупике

Share this post


Link to post
Share on other sites

А фильтры и не надо делать идеальными, зачем калибровка тогда ? Но их надо делать стабильными во времени на весь период измерения, возможно, потребуется использование термостата.

Share this post


Link to post
Share on other sites
А фильтры и не надо делать идеальными, зачем калибровка тогда ? Но их надо делать стабильными во времени на весь период измерения, возможно, потребуется использование термостата.

 

Как и чем калибровать собираетесь? С такой то точностью. По амплитудные вариации не следует забывать, а если квадратуру применять - то сильно все усложнится.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вариант: подать на 2 входа один и тот же сигнал. Собственно говоря, я не знаю, зачем автору такая точность, но задача не слишком простая даже конструктивно. Задача решаемая, но подумать над решениями стоит.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Думаю можно применить принцип частотомера-подать оба сигнала на ислючающее-или , а получившийся положительный сигнал заполнить тактовыми импульсами-и исходя из их колличества определять величину фазового смещения.Может я и заблуждаюсь, хотелось бы услышать мнение других участников форума. :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Пока Автор не озвучит РЕАЛЬНУЮ точность измерения, обсуждать это вообще беcполезно.

ДЕСЯТЬ ПИКОСЕКУНД (100 Гигагерц) никакого отношения к реальности и наличию/отсутствию у Автора DSP не имеют.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Пока Автор не озвучит РЕАЛЬНУЮ точность измерения, обсуждать это вообще беcполезно.

ДЕСЯТЬ ПИКОСЕКУНД (100 Гигагерц) никакого отношения к реальности и наличию/отсутствию у Автора DSP не имеют.

возможно я размести свой вопрос немного не там. но я так понимаю люди здесь занимаются обработкой сигналов. поэтому надеялся на квалифицированную помощь.

 

Думаю можно применить принцип частотомера-подать оба сигнала на ислючающее-или , а получившийся положительный сигнал заполнить тактовыми импульсами-и исходя из их колличества определять величину фазового смещения.Может я и заблуждаюсь, хотелось бы услышать мнение других участников форума. :)

тактовы импульсы у меня идут с частотой 60 МГц. периуд этих тактирующих импульсов примерно 16 нано секунд. следовательно точность такого измерения на 3 парядка меньше заданного.

(спасибо за предложение.)

Edited by zuuuuk

Share this post


Link to post
Share on other sites
тактовы импульсы у меня идут с частотой 60 МГц. периуд этих тактирующих импульсов примерно 16 нано секунд. следовательно точность такого измерения на 3 парядка меньше заданного.

(спасибо за предложение.)

 

Теоретически, с точки зрения цифровой обработки - 3 порядка это не проблема. Известно, что предел точности измерения фазы синусоиды определяется критерием Крамера-Рао (максимум правдоподобия). Меандр ничего не меняет, в крайнем случае можно использовать фильтрацию

 

var(Ф) >= 1/(2*N*SNR), N - кво точек измерения, SNR- отношение сигнал шум, Ф угловая фаза 0-2pi

 

var(Ф) в вашем случае ~10-6. Соответственно если иметь, например N=10000, SNR=100 (40дб) то всё будет OK :-)

Увеличивая число точек измерения теоретически можно получить любую нужную точность. Только нужно помнить, что стабильность вашего меандра должна быть не хуже ~1/N, а иначе модель падает и ваш меандр - никакой не меандр, а так...

 

Измерять фазу с точки зрения ЦОС лучше всего по максимуму функции корреляции (собственно это тупо соответствует максимуму правдоподобия :-) ).

Измеряете свои 12 позиций корреляции, находите максимум. Потом по 3-м точкам вблизи максимума проводите интерполяцию. В принципе, меандр даёт корреляцией вблизи максимума треугольник и интерполяцию нужно подгонять кусочно-линейную.

Для синуса - корреляция синк, и вблизи максимума его подгоняютт параболой.

Максимум параметрической модели даёт искомое положение с нужной точностью

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