[Шаманъ 0]

Поставить два опорных генератора никакая религия не запрещает

Ну Вы чувствуете масштабы колхоза? Вторая опора, ФАПЧ, и желательно, чтобы всякий мусор на это дело не наводился - просится нормальная плата и смысл что-то готовое покупать на али, притом по весьма негуманной цене как бы и пропадает.

 

Дело в том, что с ростом частоты ФД в синтезаторах полосы звуковой карты стало катастрофически не хватать ( полочка ФШ тянется до Мгц), поэтому надо придумывать новую измериловку.

Есть такое дело - у меня тоже стало не хватать.

 

Эзернет все таки лучше оставить, он по сравнению с USB меньше шумит из за гальванической изоляции, если правильно разведен.

USB если сделано нормально тоже особо не шумит (картинки, что я выше выкладывал сделаны USB картой, еще один USB интерфейс подключен к макету синтезатора), во многом это вопрос "религии" и доступных ресурсов в ПЛИС, а также требуемой ширины канала.

 

Имелось ввиду кросскорреляция квадратурных каналов как у родешварца или что то другое?

Нет, там другое. Разностный замер фазы, потом кросскорреляция. У них на сайте были раньше статьи с объяснением как оно работает.

 

Боюсь что 4 канала по ресурсам в ПЛИС не влезут.

Скорее всего у циклонов в EQFP144 просто не хватит ног на 4ре АЦП. Я недавно плату рисовал на SDR модуль с двумя АЦП, ноги у 4-го циклона в EQFP144 разошлись все.

 

Разве что делать по 2 независимых канала на на одной ПЛИС на 2 платах а потом кросс-корреляцию в софте считать в компьютере.

Кросскорреляцию на ПЛИС нет смысла считать - ресурсов потребуется очень много. Более того нет особого смысла делать все с непрерывной обработкой, за счет этого можно здорово снизить требования к вычислительным ресурсам ПЛИС, я бы в рамках упрощения обработку в ПЛИС делал минимальную, переложив "все тяготы" на плечи ПК.

 

Кстати о софте SpectrumLAB от DL4YHF умеет получать данные по ExtIO, т.е. к нему можно прикрутить свой "оцифровщик", по крайней мере в теории, и он умеет делать кросскорреляцию, правда непонятно как она там сделана, и, как я понял, спектр обрабатывается целиком, что несколько неудобно под обсуждаемые задачи, да и сама программа не под измерение ФШ заточена, но с другой стороны это готовый софт... Поэкспериментировал, что-то не допилено там и эта функция увы не работает.

 

Для меня в подобном приборе самый "тонкий" момент это СЧ. Если он будет шумный, то измерения потребуют очень много времени, а сделать малошумящий это целый отдельный проект...короче внешние VCXO опоры самый гуманный вариант для бюджетного измерения ФШ :)

 

ЗЫ. Вот эту штуку от Berkeley Nucleonics https://www.berkeleynucleonics.com/phase-noise-testers кто-нибудь щупал?

У прибора хороший мануал - можно понять некоторые подробности из того как он устроен и как устроен его софт.

 

Померить весь спектр MOXO-100 мне не удавалось из-за этой особенности.

А не в курсе, они наверное используют АЦП не только в первой зоне Найквиста? Или там 1ГГц АЦП стоят (как-то сомневаюсь).

Изменено 25 марта, 2018 пользователем Шаманъ

[Dr.Drew 4]

ЗЫ. Вот эту штуку от Berkeley Nucleonics https://www.berkeleynucleonics.com/phase-noise-testers кто-нибудь щупал?

Понравилось чутье. Быстро измерил шум MOXO-100 (где-то тут я картинку выкладывал). Есть расхождение с нашим E5052B в плане пониженных показаний на 4 дБ на отстройках выше 10 кГц.

Софт сыроват.

 

А не в курсе, они наверное используют АЦП не только в первой зоне Найквиста? Или там 1ГГц АЦП стоят (как-то сомневаюсь).

Когда ремонтировал его, дальше встроенного синтезатора не полез.

[тау 23]

Имелось ввиду кросскорреляция квадратурных каналов как у родешварца или что то другое?

https://www.rohde-schwarz.com/id/applicatio...279-231872.html

Боюсь что 4 канала по ресурсам в ПЛИС не влезут. Разве что делать по 2 независимых канала на на одной ПЛИС на 2 платах а потом кросс-корреляцию в софте считать в компьютере.

 

для любительского варианта кросскорреляционного измерителя ФШ, имхо, можно обойтись двумя АЦП и двумя смесителями. Для этого сэмплы брать не на нулевой ПЧ, а, например, для пч=10 МГц. Fs взять на мег ~50 . Если ПЧ не нулевая , то квадратуры с каждого канала АЦП делаются в цифре, причем для узкополосных сигналов такие квадратуры почти идеальны, имхо идеальнее чем в аналоговом варианте получения квадратур на нулевой ПЧ. Далее квадратуры переносятся в 0 уже в ПиСи компе и обсчитывается кросскорреляция. Для фэншуйности добавить внеполосной аналоговый шумок перед АЦП (или обойтись дозированным шумком синтезаторов ЛО) .Ограничиться полосой например 1-2 МГц для отстроек и антиалиасного фильтра.

Khach, какие видите недостатки из предложенного?

 

Мне сейчас не до шумов в автогенераторах, поскольку неактуально, в 100 раз важнее обеспечить устойчивость петли ару, т.к мой чертов " автогенератор" склонен дурить с разной амплитудой, собственно почему меня и заинтересовал разговор по петлям ПОС.

[khach 33]

Для этого сэмплы брать не на нулевой ПЧ, а, например, для пч=10 МГц. Fs взять на мег ~50 . Если ПЧ не нулевая , то квадратуры с каждого канала АЦП делаются в цифре, причем для узкополосных сигналов такие квадратуры почти идеальны, имхо идеальнее чем в аналоговом варианте получения квадратур на нулевой ПЧ. Далее квадратуры переносятся в 0 уже в ПиСи компе и обсчитывается кросскорреляция.

В этом случае мы обречены на 16 битовые АЦП. При параллельной шине они еще шумы с интерфейса наберут, а в LVDS варианте получается уже малобюждетно. Т,е все что ниже теоретических 96 дбс надо вытягивать в цифре. В варианте с AD4020 имеем реальных 90 дб динамики прямо с ацп при полосе 900 кгц. Шина SPI- мало ножек FPGA требуется, возможно даже квадратурный коррелятор с 4 АЦП получится реализовать.

В варианте с USB были планы взять китайский USB осциллограф, сдуть оригинальный 8 битный АЦП и поставить макетом два 18-20 разрядных АЦП. Ну и конечно переписать фирмварь USB контроллера и ПЛИС.

Взять что то типа Hantek6074BD. Там спартан-6 в качестве ПЛИС применен и ципрессовский USB HS.

На самом деле ищестя компромисс по цене- полосе-динамике. Очень бы пригодился универсальный софт который можно конфигурить хоть под звуковую карту, хоть под плату с FGPA, хоть под фирменный анализатор спектра. А то приходится держать зоопарк программ. Для быстрых измерений достаточно шумных источников в широкой полосе пользуюсь PN.EXE авторства ke5fx http://www.ke5fx.com/gpib/readme.htm

Приходистя специально охотится за старыми анализаторами, которые совместимы с этой прогой.

 

 

[rloc 43]

Для этого сэмплы брать не на нулевой ПЧ, а, например, для пч=10 МГц.

И получаем E5052 - wide capture mode )

 

 

Случайно не для подавления зеркального канала используется аналоговая квадратурная демодуляция в FSWP?

[тау 23]

В этом случае мы обречены на 16 битовые АЦП. При параллельной шине они еще шумы с интерфейса наберут, а в LVDS варианте получается уже малобюждетно. Т,е все что ниже теоретических 96 дбс надо вытягивать в цифре.

16 бит это уже хорошо. Вон VHK вообще в ЗК использует 1 битный сигма дельта , который плавно, за счет фильтрации, превращается в 24 и более бит и шумовой пол весьма низкий. Емнип ( прошу прощения если переврал) у Е5052 250МГЦ*12бит

 

LVDS вроде бы и не так уж небюджетно, вроде бы по силам Циклон3 в простом корпусе.

 

 

Случайно не для подавления зеркального канала используется аналоговая квадратурная демодуляция в FSWP?

кмк, нехорошо давить зеркальный канал, мы ж потеряем половину энергии фазового шума зазря этим подавлением. Поэтому мой ответ на вопрос: очень вряд ли. А на возможный вопрос "зачем аналоговая кв. демодуляция" предположу что ответ м.б. такой: при переносе в 0 в аналоге и после единственного АЦП сложно (невозможно) получить квадратуры в цифре.

Изменено 26 марта, 2018 пользователем тау

[Шаманъ 0]

Поразбирался немного с кросскорреляцией, однако классная штука. И кстати, в ответе Сергею vhk о возможных проблемах с использованием двух каналов ЗК с кросскорреляционной обработкой я был не прав (в том плане, что шум ЗК в них может оказаться сильно коррелированным), подробности ниже.

 

Собственно, наваял утром в матлабе кроскорреляционную обработку стерео wav файлов. Записал со звуковухи спектр, вначале просто ее собственного шума, поигрался, понял, что шум неплохо давится (несколько удивило, что шум модулятора тоже давится неплохо), решил попробовать на реальном замере. Итак, звуковуха, два канала подключены к одному LNA на AD797, Ку LNA 20дБ, при этом его шумы меньше шумов ЗК. Вот измерения в одном канале (вертикальная шкала не калибрована!):

 

Задача, посмотреть шум AD797/подавить шум ЗК за счет обработки с применением кросскорреляции. Вот что из этого получилось:

 

Шумовой пол системы:

 

Полезный сигнал:

 

Теперь немного пояснений. Я подсчитываю сразу как "сигнал", так и собственный шумовой пол системы (с полом может быть нюанс в 3дБ, ибо шум системы равномерно делится между спектрами с сигналом и с шумом, в нынешнем виде удобно сравнивать спектры между собой, но шум самой системы как бы на 3дБ выше, но то нюансы). Хорошо видно, что после 1000 корреляций измерения хорошо сходятся, также видно, что 10корреляций явно мало (шумовой пол +- такой же как сигнал, см. картинки ниже), а вот 1000 уже достаточно, чтобы шум AD797 был хорошо виден. Более 10000 корреляций смысла делать нет (график с 100000 и 1000000 это подтверждает), видимо это предел для моей звуковухи (или я до теплового шума опускаюсь).

 

Здесь "сигнал" (которым является шум AD797 :)) и шум системы вместе:

 

 

 

Теперь сижу и хочется мне наваять программу под это дело в реалтайме, а еще запилить второй LNA :)

 

P.S. Крутится мысль - долой ФАПЧ, прямой замер наше все :)!

P.P.S. Для 1000000 корреляций потребовалось писать почти 1час аудио и еще минут 15 обсчитывал матлаб это дело...

Изменено 26 марта, 2018 пользователем Шаманъ

[khach 33]

Поразбирался немного с кросскорреляцией, однако классная штука.

Спасибо за такую хорошую иллюстрацию по кросскорреляции. Удивило, что кросскрреляция успешно подавила подьем шумов на ВЧ у делта-сигма АЦП звуковухи от дециматора.

А чем сигнал собирали? через ASIO или через виндовые драйвера? У меня на виндовых вылазила какя-то странная кака от ДСП обработки в драйверах, которая не давилась кросскорреляцией.

ЗЫ. есть у меня две одиноковые карты EMU1212. Т.е теоретически 4 канала АЦП. Как их можно запустить в режиме квадратур? А то есть у меня один хитрый генератор, у которого по физике шумы в верхней и нижней боковой различны. Хотелось бы промерить.

Или пойти по этому пути?

http://we.easyelectronics.ru/antonluba/neo...aniem-plis.html

http://we.easyelectronics.ru/antonluba/neo...odolzhenie.html

http://we.easyelectronics.ru/antonluba/neo...izmereniya.html

 

[vhk 1]

P.S. Крутится мысль - долой ФАПЧ, прямой замер наше все :)!

P.P.S. Для 1000000 корреляций потребовалось писать почти 1час аудио и еще минут 15 обсчитывал матлаб это дело...

В уже далёком 2010 году на cqham.ru записывал фрагменты по 60-70 секунд. Вадим в матлабе написал кросс корреяционную обработку. Был "выигрыш" 7 дБ. Тогда интереса и поддержки не возникло.

Сейчас подал вход смесителя сигнал 7,033 МГц 10 мВэфф. Смеситель, к выходам смесителя в параллель два входа звуковой карты. Пояснения на картинке.

Было обсуждение LC генераторов. Не самый "лучший" LC генератор, контур с добротностью "всего" Q = 140.

За счёт кросс корреляционной обработки шумы можно было бы уменьшить как минимум на 10 дб, до -170 дБ даже при одном опорном генераторе.

 

 

[khach 33]

P.P.S. Для 1000000 корреляций потребовалось писать почти 1час аудио и еще минут 15 обсчитывал матлаб это дело...

За такое время у меня измеряемые генераторы удрейфуют на пол-мегагерца в режиме free run. Петля стабилизации частоты гетеродина ФШ-метра требуется, вернее следящая петля. Где можно посмотреть примеры реализации FLL для таких метрологических применений?

[Шаманъ 0]

За счёт кросс корреляционной обработки шумы можно было бы уменьшить как минимум на 10 дб, до -170 дБ даже при одном опорном генераторе.

Только если этот генератор лучше -170дБн/Гц имеет собственный шум, в чем я сомневаюсь. Или если два одинаковых генератора измеряются, но это я так понимаю не Ваш вариант.

 

А чем сигнал собирали? через ASIO или через виндовые драйвера? У меня на виндовых вылазила какя-то странная кака от ДСП обработки в драйверах, которая не давилась кросскорреляцией.

Обычные драйвера, сигнал записывал программой Audacity в 96кГц/24бита wav через WASAPI (последнее важно, ибо через MME винда сильно портит сигнал - не то шум домешивает, не то обработка 16битная). Потом wav загружал в матлаб на обработку.

 

есть у меня две одиноковые карты EMU1212. Т.е теоретически 4 канала АЦП. Как их можно запустить в режиме квадратур?

Не совсем понял вопрос, Вы хотите синхронизировать две карточки? Простого решения не вижу, даже если сделать для них общую опору, то это не гарантирует синхронности обоих потоков данных (думаю может наблюдаться некоторый временной лаг у одной карточки относительно другой).

 

За такое время у меня измеряемые генераторы удрейфуют на пол-мегагерца в режиме free run.

Время зависит от необходимого разрешения по частоте и необходимого кол-ва корреляций/усреднения. Т.е. не стоит ориентироваться на частный случай.

 

Петля стабилизации частоты гетеродина ФШ-метра требуется, вернее следящая петля. Где можно посмотреть примеры реализации FLL для таких метрологических применений?

Не подскажу.

 

16 бит это уже хорошо. Вон VHK вообще в ЗК использует 1 битный сигма дельта , который плавно, за счет фильтрации, превращается в 24 и более бит и шумовой пол весьма низкий.

С быстродействующими АЦП (которые доставаемы без проблем по гуманной цене), что 14ти, что 16ти битными ДД будет порядка 150дБПШ/Гц, это примерно соответствует "средне-хорошей" звуковухе, дБ на 10..15 ниже от топовых (или того, что можно сделать самому). Т.е. по этой части все как бы и не плохо, но что делать с СЧ? Ведь большинство интересует диапазон частот прилично повыше, чем КВ. А простые решения по части СЧ думаю сильно угробят ДД приемников и потребуют очень много корреляций => много времени, чтобы получить что-то приличное, ведь чтобы опуститься на 20дБ вниз с полосой анализа 10Гц потребуется минут 20 времени.

 

P.S. Сделал второй LNA на AD797 и увидел тепловой шум резистора 51Ом :)

[vhk 1]

Только если этот генератор лучше -170дБн/Гц имеет собственный шум, в чем я сомневаюсь.

Если доверять измерения Agilent E5052, то -175 дБн/Гц отстройке 10 кГц на логике с проверенными кварцами.

http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?5...ll=1#post799093

 

[Шаманъ 0]

Был "выигрыш" 7 дБ.

Со звуковухой и кросскорреляцией двух ее каналов таки выходит облом. Не смотря на то, что шум каналов без полезного сигнала оказался некоррелированным, при подаче сигнала шум приобретает корреляцию, и кросскорреляция не дает нужного эффекта (небольшой эффект есть, но он не превышает 5..8дБ).

 

Чтобы убедиться, что шум возникает именно в звуковухе, использовал простой метод - НЧ генератор Г3-118, на выходе режекторный фильтр (по уроню -40дБ полоса режекции на частоте 20кГц порядка 1кГц), все это подается на вход обоих каналов ЗК. Результат:

 

Если бы ЗК не генерировала коррелированный шум, то около 20кГц на спектре с 1000 корреляций (красно-коричневый спектр) наблюдался бы провал в шумах до шумового пола системы, но такого увы не наблюдается и разница с обычным одноканальным замером (синий спектр) далека от ожидаемых 15дБ. Так что изначальное мое предположение о непригодности двухканальных сигма-дельта АЦП для этого дела, с некоторыми оговорками таки справедливо.

 

На этом исследования возможности применения ЗК (и сигма-дельта аудио АЦП) можно наверное завершить...

Изменено 27 марта, 2018 пользователем Шаманъ

[khach 33]

Со звуковухой и кросскорреляцией двух ее каналов таки выходит облом. Не смотря на то, что шум каналов без полезного сигнала оказался некоррелированным, при подаче сигнала шум приобретает корреляцию, и кросскорреляция не дает нужного эффекта

А вот это возможно как раз тот эффект драйверов или ДСП обработки сигнала в аудиопроцеесоре о котормо я упоминал. Поэтому очень желательно повторить опыт с использованием Linux ( у него совсем другая система драйверов для аудио) или непосредственно считывая данные с I2S шины АЦП.

 

 

[rloc 43]

А простые решения по части СЧ думаю сильно угробят ДД приемников и потребуют очень много корреляций => много времени, чтобы получить что-то приличное, ведь чтобы опуститься на 20дБ вниз с полосой анализа 10Гц потребуется минут 20 времени.

Если разбить диапазон отстройки на декадные куски (как пример) с полосами анализа 10-100-1000-... Гц? Тогда и динамика (приведенная) при удалении от несущей будет расти быстрее в sqrt(10)-sqrt(100)- ... раз, за счет большего числа накоплений. В идеале было бы хорошо изобрести дециматор с дробным коэффициентом, чтобы в каждой частотной точке иметь наибольшую динамику. В этом случае динамика АЦП уходит на второй план. В E5052, как помню, при больших отстройках накопление включено автоматически, даже при N=1, и на время анализа не влияет.

 

P.S. Сделал второй LNA на AD797 и увидел тепловой шум резистора 51Ом :)

Красота! Насколько сложно сделать реалтайм обработку в Матлабе со ЗК? Было бы удобнее, чем с готовыми программами, по гибкости. Не хватает простого инструмента измерения шумов DC с корреляцией.