Jump to content

    
Green_Smoke

Синтезаторы частот. От концепции к продукту.

Recommended Posts

По поводу измерителя ФШ на аудио АЦП. Наткнулся на проект http://www.aholme.co.uk/GPU_FFT/Main.htm FFT на базе GPU малинки ( Raspberry Pi). Притом в том числе и длинное вплоть до 2^22.

Малина с аудио АЦП внешним вроде работает - шина I2S на разьем выведена, даже существую платки внешнего аудиотракта.

 

Может имеет смысл на базе этого соорудить ФШ-метр?

Share this post


Link to post
Share on other sites
По поводу измерителя ФШ на аудио АЦП.

.....

Может имеет смысл на базе этого соорудить ФШ-метр?

А что не пользоваться готовым, примеры приведены ранее.

Share this post


Link to post
Share on other sites
А что не пользоваться готовым, примеры приведены ранее.

Ну во первых готовые HiEnd аудиокарты банально дороже чем малинка с АЦП. И у многих разьем PCI. Приходится специально для измерений ФШ держать древний комп. Во вторых, через обычный USB не получится пропихать аудиопоток от двух 192к аудио АЦП да и через LAN малины он с трудом пролезет, а тут на борту GPU сделает фурье или даже кросс-корреляцию и отдаст готовый спектр. Во вторых пропадают все заморочки с аудиосистемой винды. В третьих, возможно наконец поймем, с чем связаны грабли с кросс-корреляцией, вернее ее пропаданием у двухканальных аудио-ацп. В принципе можно еще несколько плюшек добавить типа FLL цепи для измерения ФШ дрейфующих по частоте источников, но это во второй итерации.

Ну и меня привлекло квази-аппаратное "длинное" фурье более 64к выборок- на нем хорошо искать спуры синтезаторов которые под шумами прячутся.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ну во первых готовые HiEnd аудиокарты банально дороже чем малинка с АЦП.

Для меня не проблема сделать внешнюю USB аудиокарту в том числе с двумя АЦП по одному на канал, чтобы уж точно корреляции шумов не было. Будет дешевле малинки, которую еще непонятно как потом к софту прикручивать. Но мне не сильно интересна полоса в 40кГц, или даже 80кГц.

 

Во вторых, через обычный USB не получится пропихать аудиопоток от двух 192к аудио АЦП

А зачем это делать? В правый канал один АЦП, в левый другой, в итоге 192к * 24 * 2 = 9Мбит, что вполне укладывается в USB1.1. А ведь можно и USB2.0 запилить с UAC 2.0.

 

В третьих, возможно наконец поймем, с чем связаны грабли с кросс-корреляцией, вернее ее пропаданием у двухканальных аудио-ацп.

Я кое-какое исследование провел на эту тему (без звуковухи). Результаты в принципе подтверждают наличие проблемы у двухканального АЦП и меньший шум варианта с двумя раздельными АЦП, но для использованных в опыте АЦП (CS5381) у меня нет достаточно чистых источников сигнала для окончательного вердикта и красивой картинки, да и делать надо бы тогда нормальную карту, а из-за узкой полосы нет мотивации.

 

В принципе можно еще несколько плюшек добавить типа FLL цепи для измерения ФШ дрейфующих по частоте источников, но это во второй итерации.

Я вообще скептически отношусь к прямому замеру малошумящих генераторов (для обмера которых не хватает ДД ЗК) звуковухой, т.к. и так очень маленькая полоса анализа еще уменьшается, да и не удается избавиться от влияния зеркального канала на результаты измерения (это в принципе следствие первой проблемы).

 

Ну и меня привлекло квази-аппаратное "длинное" фурье более 64к выборок- на нем хорошо искать спуры синтезаторов которые под шумами прячутся.

Баловство это. Указанные длины нормально обрабатываются на компе.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну тогда там же по соседству http://www.aholme.co.uk/PhaseNoise/Main.htm как раз по теме Direct digital phase noise measurement. Квадратурный, судя по блок-схеме. С исходниками. Но конечно более навороченный чем малинка.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вижу, что тема измерения фазовых шумов вызвала нешуточный интерес. Думаю, запустить разработку прибора у себя в Анритсу. Кстати, а здесь на электрониксе, есть желание создать совместными усилиями “народный” измеритель шумов? Реальный такой прибор? Задача разбивается на несколько этапов:

1. Разработка ТЗ

2. Разработка структурной схемы

3. Обсуждение и утверждение структурной схемы

4. Разбивка на модули

5. Постановка задач для разработки FW и SW

6. Прорисовка принципиальных схем

7. Обсуждение и утверждение принципиальных схем

8. Разводка печатных плат

9. Обсуждение и утверждение топологии печатных плат

10. Разработка корпуса

11. Обсуждение и утверждение механической конструкции

12. Разработка FW

13. Разработка SW

14. Обсуждение и утверждение FW и SW

15. Сборка, настройка, доводка

16. Следующие итерации (при необходимости), техническая документация и комплект FW/SW.

Я смотрю, у нас собрались специалисты разных направлений, возможно, все вместе мы могли бы осилить такую разработку? Прошу ответить, кого заинтересует такое сотрудничество, а именно, какие пункты могли бы взять. Я лично, могу участвовать в 1-5, 7, 9, 11, 15. Я бы также взялся за общую координацию усилий. Если у нас наберется контингент заинтересованных людей, способных закрыть все пункты, то можно браться за дело. Общение можно вести в открытом доступе (прямо в этой теме), создать закрытую тему (правда, я не знаю как, но, наверное, это возможно), или общаться по эл. почте. Результаты разработки становятся доступными для всех участников в этом процессе. Итак, просьба ответить (а) интересен ли такой подход, (б) в каких пунктах возьмёте участие и (в) в каком режиме стоит общаться. Ну а далее посмотрим, возьмёмся сообща за реальную вещь или ограничимся общением по этой теме (что тоже не плохо).

P.S. Моя эл. почта: achenakin@hotmail.com

Edited by Chenakin

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вижу, что тема измерения фазовых шумов вызвала нешуточный интерес. Думаю, запустить разработку прибора у себя в Анритсу. Кстати, а здесь на электрониксе, есть желание создать совместными усилиями ”народный” измеритель шумов? Реальный такой прибор?

Цена вопроса?

в России измеритель ФШ будет народным при цене 100-200 долларов США.

P. S.

Всех с праздником!!!

Edited by vhk

Share this post


Link to post
Share on other sites

OK, вполне разумно (а что, внутри E5052 сильно много дорогих компонентов? :)), будет фигурировать как часть ТЗ. Вы готовы участвовать? Какие пункты готовы закрыть?

С праздником!

Edited by Chenakin

Share this post


Link to post
Share on other sites
в России измеритель ФШ будет народным при цене 100-200 долларов США.

В такую цену только звуковая карта лезет. Квадратурный коррелятор типа такого, на который приведена ссылка будет уже значительно дороже. И кстати, там патентные проблемы могут быть. Для самодельщиков не актуально, а вот большой фирме такой геморрой вряд ли нужен.

Ну а ТЗ тоже надо как то обосновать, т.к бывают совершенно различные задачи. Например надо промерять ФШ кварцев и кварцевых генераторов, а то сейчас много фапчеваных развелось, а с другой стороны надо смотреть шумовую полку СВЧ синтезатора с полосой ФНЧ ФД в десятки МГц.

Мне вот например для миллиметровых синтезаторов желательно прибор с кросскорреляцией на смесителях на гармониках. Но такое из коммерческих приборов умеет только FSWP c опцией B21(LO/IF Ports for External Mixers) и B60 (Cross-Correlation). И стоит такой прибор не то что автомобиль или вилла, а как целый микрорайон. А еще впереди маячит радиофотоника, т.е все тоже самое, но смесители на гармониках с оптическим входом.

Как такую хотелку упихать даже в пару тысяч вечнозеленых- непонятно.

Может начать с опроса- кому какая полоса нужна?

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
В такую цену только звуковая карта лезет.

Лучше брать два независимых АЦП. Тут нужно провести небольшое исследование, типа полоса/цена.

 

Как такую хотелку упихать даже в пару тысяч вечнозеленых- непонятно.

Можно делать подиапазонно и постепенно расширять полосу. Миксеры до 20 ГГц и выше сейчас стоят единицы $. Например, SIM-153LH+ от Minicircuits (первый попавшийся под руку) стоит 11$ и закрывает полосу 3-15 ГГц, ну и т.д. С синтезаторами чуть сложнее.

 

Может начать с опроса- кому какая полоса нужна?

Можно начать с полосы, которую выдает сам АЦП (см. выше) и далее добавлять диапазонные конвертеры. В итоге хотелось бы что-то типа:

Fвх = 10 МГц – 20 ГГц

Fотстр = 1 Гц – 100 МГц

Чувствительность: -200 дБн/Гц на 100 МГц, отстройка 10 кГц

Но тут, как говорится, возможны варианты…

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Думаю, запустить разработку прибора у себя в Анритсу.

...

P.S. Моя эл. почта: achenakin@hotmail.com

А разве Вы не ушли Анритсу в Микро Ламбда???

Да, и эл. почта у Вас была на Анритсу ЕМНИП :wacko:

Share this post


Link to post
Share on other sites
Я лично, могу участвовать в 1-5, 7, 9, 11, 15.

Мои пункты практически совпадают, добавляю п.12. Можно добавить п.13 если сделать в Matlab и найдутся желающие написать драйвер к железке.

 

Если нужен только логарифмический масштаб по частоте, то в обработке ничего сложного нет - это несколько этапов децимации (разбил бы на октавные диапазоны) на простой FPGA.

 

Fвх = 10 МГц – 20 ГГц

+DC

 

Чувствительность: -200 дБн/Гц на 100 МГц, отстройка 10 кГц

Серьезная цифра, придется отказаться от сравнения с синтезаторами. Есть такие измерители.

 

в России измеритель ФШ будет народным при цене 100-200 долларов США.

Для меня было бы достаточно чуть выше себестоимости.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Лучше брать два независимых АЦП. Тут нужно провести небольшое исследование, типа полоса/цена.

У меня не получилось засинхронизировать две микросхеы аудио-АЦП на один канал I2S.

 

Можно делать подиапазонно и постепенно расширять полосу. Миксеры до 20 ГГц и выше сейчас стоят единицы $. Например, SIM-153LH+ от Minicircuits (первый попавшийся под руку) стоит 11$ и закрывает полосу 3-15 ГГц, ну и т.д. С синтезаторами чуть сложнее.

К сожалению на мои диапазоны волноводные смесители на гармониках стоят более 1000 вечнозеленых единиц. Приходится использовать древние смесители от Ч5-13. Они так забавно смотрятся с родешварцем :-)

 

Можно начать с полосы, которую выдает сам АЦП (см. выше) и далее добавлять диапазонные конвертеры. В итоге хотелось бы что-то типа:

Fвх = 10 МГц – 20 ГГц

Fотстр = 1 Гц – 100 МГц

Чувствительность: -200 дБн/Гц на 100 МГц, отстройка 10 кГц

Но тут, как говорится, возможны варианты…

 

Программа максимум достойная. Хотя Fотстр max 100 МГц это какая частота выборок нужна для децимации до -200 дБн/Гц ?

Я пока смотрю на полосу Fотстр до 96 кгц на базе AK5394 или чуть шире на PCM4222 с обработкой на GPU Raspberry Pi. За одно хочу отработать макет цифровой FLL для автоподстройки частоты. В качестве ситезаторов- два внешних ЖИГа 4-8 или 8-16 ггц. Т.е на плате только цепи управления обмотками, FLL замкнут по FM обмоткам.

Можно будет подключать и более узкополосные VCO обычные или даже VCXO. Т.е выход петель PLL возможен как по току, так и по напряжению. Наверно добавлю аппартный частотомер для начального поиска ПЧ.

Я просто пока не хочу связываться с ПЛИС и быстрыми АЦП, т.к тогда проект превратится в долгострой имхо.

Весрию с быстрыми АЦП и ПЛИС, как в ссылке что я привел выше, попробую обкатать на макетных платах.

Вот инетресно, получится ли выход смесителей ФШ-метра подать одновременно и на быстрый 16 битный АЦП и на медленный 24-битный дельта-сигма? Не будут ли они взаимно мешать и как тогда развазять измерительные цепи.

 

 

 

 

 

 

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.