Перейти к содержанию
    

Фазовый шум XCO генераторов

vhk это немного не то что я хотел, у вас в файле отсчёты спектра, а мне бы хотелось увидеть временную последовательность с АЦП звуковой карты желательно без обработки. И если есть ещё записи других более шумящих генераторов то было бы здорово и на них поглядеть.

MKS

Держите ссылку, глядите на холмы ФАПЧ

http://www.sharemania.ru/0236549

В файле почти полторы минуты записи синтезатора профессионального радиоприемника

КАТРАН частота в районе 40 МГц, там ПЧ 35 МГц с хвостиком . В процессе записи происходит перестройка синтезатора, появляются и исчезают спуры. Запись моно 24 бита 96 кГц, объем 23 Мб формат wav.

vhk

 

post-27551-1272887352_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

да нет проблем - сейчас объясню еще раз :) . Итак представьте Вы проводите БПФ. Для гармонического колебания A*cos(w*t) значение соответствующего бина будет A^2.
Ну это если бины возводить в квадрат после вычисления их модуля, сами собой внутри БПФ они не возводятся :)

Далее логика проста - мощность гармонического колебания A*cos(w*t) будет A^2/2, мощность шума в первом варианте будет (3*sigma)^2/3^2....
Вы применяете подход к вычислению мощности по понятиям из временной области , когда делите квадрат амплитуды гармонического колебания на 2. В частотной это не прокатывает.

 

а во втором варианте усредненное значение бина и есть мощность шума. Теперь коррекции (в принципе мы можем ввести две коррекции - для гармонических колебаний и для шума, но т.к. шкала амплитуд не привязана к абсолютным значениям можно корректировать только шум):

1 вариант (пиковый детектор): 10lg(2)-10lg(3^2) = -6.53дБ

2 вариант (усреднение): 10lg(2) = +3.01дБ

уберите 10lg(2) в обоих вариантах и я почти с Вами соглашусь.

 

Кстати, порылся в форумах НР, там агилент ответил, что Е5052 ищет в спектре гармонические составляющие и шум и использует для них разную коррекцию для вычисления СПМ.
это не аргумент, сорри. для несущей и для шума там разные пути обработки

 

...... А там просто сказано, что для шума получается корректный уровень без коррекций.
это ценное замечание. Правда непонятно где "там" , но вполне такое может и быть, что и подвигло Вас вместо шума начать корректировать амплитуду синуса несущей. ...Зачем-то....

 

 

В итоге в одиночном спектре будут амплитуды, а после усреднения будут усредненные амплитуда (как нетрудно догадаться :)),
зачем про это говорить если Вы чуть раньше уже сказали про усреднение квадратов амплитуд , теряю Вашу мысль.

 

но, если усреднение одинаковых величин (гармонические колебания) даст такую же, то усреднение случайных величин (шум) даст другую величину (характер усреднения и будет определять, что выйдет).
И в том и в другом случае будет усреднение спектральных плотностей, но мощность нас интересует больше , ибо там где мошность - там dBm , а dBm - это хорошо.
Изменено пользователем тау

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Ну это если бины возводить в квадрат после вычисления их модуля, сами собой внутри БПФ они не возводятся :)

Это понятно, но в процессе вычисления модуля у нас будут бины, возведенные в квадрат (точнее сумма I*I+Q*Q), так что вычислять корень, а потом опять взводить в квадрат не вижу смысла...

 

Вы применяете подход к вычислению мощности по понятиям из временной области , когда делите квадрат амплитуды гармонического колебания на 2. В частотной это не прокатывает. .....уберите 10lg(2) в обоих вариантах и я почти с Вами соглашусь.

О! Это уже интереснее. Если я ошибаюсь с вычислением мощности, то как делать правильно? Почему тогда Вы соглашаетесь с таким же подходом в варианте с шумом? Может где-нибудь можно почитать про это? Может стоить задать этот вопрос в ЦОС форуме?

 

это не аргумент, сорри. для несущей и для шума там разные пути обработки

Я не имел ввиду несущую. Согласно информации от НР, Е5052 при вычислении СПМ ищет локальные пики и определяет их как дискретные гармонические побочные составляющие и применяет разную коррекцию для них и для остального (шума).

 

это ценное замечание. Правда непонятно где "там" , но вполне такое может и быть, что и подвигло Вас вместо шума начать корректировать амплитуду синуса несущей. ...Зачем-то....

Без разницы что корректировать - все относительно. И нас интересует только соотношение между мощностью шума и гармонических колебаний.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Это понятно, но в процессе вычисления модуля у нас будут бины, возведенные в квадрат (точнее сумма I*I+Q*Q), так что вычислять корень, а потом опять взводить в квадрат не вижу смысла...
дык. хорошо. только результат после БПФ содержит еще ничего в квадрат не возведенное. Конечно нет смысла в расчете w=(sqrt(i^2+q^2) )^2 , когда результат можно получить дешевле.

 

О! Это уже интереснее. Если я ошибаюсь с вычислением мощности, то как делать правильно? Почему тогда Вы соглашаетесь с таким же подходом в варианте с шумом? Может где-нибудь можно почитать про это? Может стоить задать этот вопрос в ЦОС форуме?

Где я соглашаюсь ? мне кажется я только и делаю что ворчу.

Вопрос стоит наверное задать, потому что ответы могут быть интересные , наверное в "математика и физика" лучше. Почитаю с удовольствием ответы образованных людей.

 

Я не имел ввиду несущую. Согласно информации от НР, Е5052 при вычислении СПМ ищет локальные пики и определяет их как дискретные гармонические побочные составляющие и применяет разную коррекцию для них и для остального (шума).
Унас мало информации - как точно он это делает, но понятно что пики палок и их амплитуды проще, быстрее и точнее искать спектроанализатором без кроскорреляции. это имхо. Я в предыдущем посте выражал мысль - что если они пишут про разные коррекции , то это совсем не обязательно должно быть всегда и везде и точно такие-же методы или иные.

 

 

Без разницы что корректировать - все относительно. И нас интересует только соотношение между мощностью шума и гармонических колебаний.
ага, Вам лишь бы корректировать. спорт такой ? :) (ворчу) Просто имхо такое у меня - усреднение спектральных плотностей мощности должно дать правильный результат. Правда я ничего не могу утверждать относительно методов SpectraPro, потому что не знаю, и не уверен в правильности их методики определения пиковых значений. Ваша трактовка - это только предположение. (?) .

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

И на cqham и Вадим, и Олег, и я, да и здесь уже тысячу раз говорили, что пересчет к 1 Гц делать обязательно - иначе если при нажатии PSD подскакивают палки на те же 10дБ, кто использует такой софт, тот ССЗБ…

Уважаемые участники дискуссии "о шумах"!

На картинке спектр сигнала с разрешением 0,091 Гц.

Синяя линия это несущая, красным отмечены полосы в 1 Гц с уровнями по методике ledum и Шаманъ.

Покажите на картинке как правильно пересчитывать к 1 Гц если разрешение анализатора менее 1 Гц.

тау

При изменении кол-ва точек от 1024 до 1 048 576 уровень несущей менялся на 0,27 дБ.

vhk

post-27551-1272981246_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

тау

При изменении кол-ва точек от 1024 до 1 048 576 уровень несущей менялся на 0,27 дБ.

vhk

vhk, то что бины вокруг несущей свернуты с АЧХ окна Блэкмана я вижу хорошо. А то что несушая мало меняется - в идеале так и должно быть , но не всегда получается.

К Вам просьба,vhk - сможете своей картой снять спектры чистого сигнала ? (не Г3-118) , с количеством точек 64K 128K 256K 512K 1024k на доступных Вам частотах дискретизации из ряда 48kS 96kS 192kS , или что нибудь из этой оперы. Хочется посмотреть на спектры и шум (+-5кГц) при одинаковом разрешении но одновременно с разным количеством отсчетов.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

…К Вам просьба,vhk - сможете своей картой снять спектры чистого сигнала ? (не Г3-118) ,

с количеством точек 64K 128K 256K 512K 1024k на доступных Вам частотах дискретизации из ряда 48kS 96kS 192kS , или что нибудь из этой оперы. Хочется посмотреть на спектры и шум (+-5кГц) при одинаковом разрешении но одновременно с разным количеством отсчетов.

 

тау

Такая, или почти такая запись спектров на форуме есть.

В качестве источника «чистого сигнала» кварцевый генератор на 10 МГц с делением на 512, частота 19,531 кГц.

Частота дискретизации 96 кГц, количество точек 1K, 4K, 65K, 1024K на картинке все четыре записи в сравнении.

http://electronix.ru/forum/index.php?act=a...st&id=43649

Проблема в том что частота сигнала не строго соответствует «шагу частотной сетки» программного анализатора кратного например 96 кГц/1024K. В результате на спектре происходит «размазывание» сигнала по соседним бинам и «расширение» наблюдаемого спектра.

Возможно что единственный легко реализуемый вариант это «генерация» сигнала ЦАПом той же звуковой карты и подача этого сигнала на вход звуковой карты. Так как АЦП и ЦАП тактируются от одного и того же тактового генератора, частота задается кратной шагу сетки то и наблюдаемый спектр имеет минимальную ширину.

vhk

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

тау

Такая, или почти такая запись спектров на форуме есть.

В качестве источника «чистого сигнала» кварцевый генератор на 10 МГц с делением на 512, частота 19,531 кГц.

Частота дискретизации 96 кГц, количество точек 1K, 4K, 65K, 1024K на картинке все четыре записи в сравнении.

http://electronix.ru/forum/index.php?act=a...st&id=43649

Я в курсе, перед тем как написать , внимательно изучил вышеприведенный спектр . Он не содержит ту информацию которая меня заинтересовала ( нужно постоянное отношение F/N).

 

Проблема в том что частота сигнала не строго соответствует «шагу частотной сетки» программного анализатора кратного например 96 кГц/1024K. В результате на спектре происходит «размазывание» сигнала по соседним бинам и «расширение» наблюдаемого спектра.

Даже если у Вас частота будет строго соответствовать«шагу частотной сетки» при использовании окна обязательно будет размазывание . А без окна использовать программу "по жизни" не получится.

Изменено пользователем тау

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Я в курсе, перед тем как написать , внимательно изучил вышеприведенный спектр . Он не содержит ту информацию которая меня заинтересовала ( нужно постоянное отношение F/N).

Частоты дискретизации с картой 1212m это - 88,2 кГц, 96 кГц, 176,4 кгц, 192 кгц.

Это тогда будет 96 кГц 65 К точек и 192 кГц 128 К точек для константы. Значения как пример.

 

Даже если у Вас частота будет строго соответствовать«шагу частотной сетки» при использовании окна обязательно будет размазывание . А без окна использовать программу "по жизни" не получится.

Если применять Uniform то не «размажется». На картинках сигналы с выхода ЦАПа звуковой карты короткой перемычкой поданы на вход АЦП звуковой карты, применено окно Blacman. Частоты кратные сетке.

vhk

post-27551-1273141170_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Это тогда будет 96 кГц 65 К точек и 192 кГц 128 К точек для константы. Значения как пример.

Да , пожалуйста, если не трудно , по этим парам , с окном блэкмана.

 

 

 

Если применять Uniform то не «размажется»
Размажется сильно для некратной частоты , коих большинство в практических измерениях.

post-42757-1273143725_thumb.png

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Да , пожалуйста, если не трудно , по этим парам , с окном блэкмана.

 

На спектре зеленым цветом 96 кГц 65 К точек и синим цветом 192 кГц 128 К точек, спектры практически «наложились» друг на друга один в один, окно Blacman. Так и должно быть в идеале.

И ещё картинка с униформом, но это с ЦАПа на АЦП где частота в точности кратная сетке.

vhk

post-27551-1273147419_thumb.jpg

post-27551-1273147447_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

На спектре зеленым цветом 96 кГц 65 К точек и синим цветом 192 кГц 128 К точек, спектры практически «наложились» друг на друга один в один, окно Blacman. Так и должно быть в идеале.

Ну что-же, круто, едрённа вошь.

Есть неплохая вероятность что измерениям можно доверять, налицо большой динамический диапазон , линейность аттенюаторами на многотоновом сигнале Вы проверили , кажется. Осталось привести к ширине полосы 1Гц.

Правда говорить о измерениях фазового шума не нужно , потому что тут сумма шумов фазового + амплитудного , какой будет из них больше - неясно.

 

И ещё картинка с униформом, но это с ЦАПа на АЦП где частота в точности кратная сетке.

vhk

кратные частоты -это скорее исключение , на них не стоит рассчитывать.

 

Покажите на картинке как правильно пересчитывать к 1 Гц если разрешение анализатора менее 1 Гц.
на "картинке" это сделать непросто. Гораздо надежнее по классике - получить 65K отсчетов, наложить окно на эти отсчеты , добавить в хвост нулей до 96K и провести фурье. Так повторить раз 10 и энергетически усреднить. нарисовать график.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

окно Blacman.

С окнами еще тоже смотреть надо. В Аудишине сгенеренный 10кГц 96кс/с 32 бита с окнами Ханна (зеленый), Блэкмана (серо-буро-малиновый), Блэкмана-Харриса (фиолетовый) и Кайзера 180дБ(циан), то есть практически сами окна - возможно, даже на блэкмане на хороших генераторах на малых отстройках меряется оконная функция, а не генераторы.

post-44237-1273346377_thumb.png

Изменено пользователем ledum

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
К сожалению, ваш контент содержит запрещённые слова. Пожалуйста, отредактируйте контент, чтобы удалить выделенные ниже слова.
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...