Форма АЧХ фильтра дает неопределенность в определении дальности? Это относится как к аналоговым, так и цифровым фильтрам? Где бы об этом почитать?
То есть, чем проще фильтр (или без него), тем дальность определяется точнее?

Подразумевается свертка по форме огибающей зондирующего сигнала? Здесь длительность зонда 70-80нс. В принципе, для 80МГц можно свертку на 6-8 звеньев..., но потом прореживать надо до 20 МГц (такт всей системы).

к shf_05 Спасибо за советы! RC-фильтр все же есть, даже на входных емкостях ОУ. Уже потом добавили SCLF-8.4...

1. любое ограничение спектра сигнала ведет к искажениям его формы (в вашем случае "снижение прямоугольности"), а в вашем случае неопределенность краев импульса дает неопределенность дальности...
тип фильтра не важен- цифровой или аналоговый, важна его полоса и линейность его ФЧХ.
2. почитайте "оптимальная фильтрация" имхо- об этом речь.

Длительности зондирующего импульса 70нс соответствует ширина автокорреляционной функции по дальности (по уровню 0,5) 70нс, форма ее будет примерно треугольная. Если после свертки проредить до 20МГц (период дискретизации 50нс) и вершина автокорреляционной функции окажется посередине между прореженных отсчетов, то будете наблюдать два отсчета с уровнем (по напряжению) примерно 0,64 от максимума, а это потери порядка 3,8дБ. Следует заметить, что приведенная ситуация является наихудшей, в среднем потери будут гораздо меньше (на вскидку порядка 0,5дБ). Но как-то будет не приятно, что сигнал от цели дополнительно проседает на 3,8дБ в некоторых случаях. Восстановить форму АКФ уже не получиться, поскольку спект уже будет режектирован, и максимум, чем можно аппроксимировать такой сигнал, это синусоидой или параболой. Все таки прореживать такой сигнал следует с частотой хотя-бы 40МГц. Если такт системы 20МГц, то следует перейти к параллельной передаче двух отсчетов, если это возможно.

По поводу режекторного фильтра перед АЦП:

Рассмотрим идеальный АЦП:
На сколько я понял, полоса приемника до 30МГц, частота Найквиста АЦП 40МГц, полоса сигнала до 9МГц, поэтому устанавливать фильтр перед идеальным АЦП смысла нет (роль антиалиазингового фильтра выполняет фильтр сосредоточенной селекции приемника). Как говорит теория, оцифровывайте, ставьте согласованный фильтр (цифровой), и согласно определению согласованного фильтра, ничего лучше вы не придумаете (следует из определения согласованного фильтра, являющегося оптимальным на фоне белого гауссовского шума). Если на входе шум не белый, то ставьте обеляющий фильтр, а потом согласованный, и тоже получите оптимальный фильтр. Другой вопрос состоит в том, что качество обеляющего фильтра и эффективность его работы (какое улучшение он даст на фоне не белой помехи) будут определяться стационарностью шума, степени отличия шума от белого гауссовского, качеством реализации обеляющего фильтра и т.д.

Отличия при не идеальном АЦП:
Реальный АЦП имеет конечный входной динамический диапазон, и это диапазон, как показывает практика, является самым узким местом в приемном тракте, поэтому, если помимо сигнала и приведенного шума приемника на входе начнет действовать активная помеха, то ситуация коренным образом изменится. Можно рассмотреть два примера:
1) действует мощная узкополосная помеха с центральной частотой отстроенная на более 4,5МГц (полоса сигнала деленная пополам) от несущей. Тогда применение узкополосного фильтра на входе АЦП позволит существенно улучшить динамические характеристики АЦП;
2) действует мощная узкополосная помеха с центральной частотой отстроенной менее 4,5МГц. Тогда применение узкополосного полосового фильтра бессмысленно. Есть смысл использовать аналоговый адаптивный узкополосный режекторный фильтр на помеху, но это фантастика. Здесь остается только применять то, что применяется при идеальном АЦП и молиться...

Кстати, по поводу сжатия сигнала. Сигналу длительностью 70нс соотвествует эффективная полоса порядка 14МГц. Если в качестве зондирующего сигнала применяется прямоугольный радиомпульс, то по формуле Сифорова, применик должне иметь полосу порядка 1,37*14МГц=19МГц. Тогда приемник с такой полосой будет осуществлять квазиоптимальную фильтрацию (в том числе и сжатие) на фоне белого гауссовского шума. Дальнейшее обужение полосы (ниже 19МГц) будет приводить к энергетическим потерям, поэтому ставить антиалиайзинговый фильтр полосой 9МГц и дальнейшее сжатие в цифровом виде бессмысленно и вредно (отсчеты шумов будут сильно коррелированы между собой в пределах элемента разрешения по дальности + режекция части мощности сигнала).





Примерно про это описано в "Теоретические основы радиолокации", 1970г под редакцией Ширмана, параграф 4.3 "Измерение времени запаздывания когерентного сигнала со случайной начальной фазой". Там в начале теоретическая вода, а в конце интересные графики.

DarkLogic и shf_05, большое, большое спасибо!
Теоретические разъяснения, как раз то, в чем нуждаюсь. Есть над чем задуматься: моя специальность заметно в стороне от данной теории. К слову, со мной работают и те, кому она ближе или самый раз их.
В приложении форма огибающей зонда, длительность 61 нс по уровню 0,5 (снято ML2495A). Т.е. прямоугольность формы условна, хотя это есть норма…

Называется filter notch 50Hz. В интернете хоть пруд пруди. Схем, в смысле.
upd. Почистили сообщения, и мое уже не нужно.

Это форма зондирующего сигнала на выходе передатчика, или на выходе приемника перед АЦП?

Вообще вполне реально, что вы наблюдаете на самом деле вполне приличный прямоугольный импульс, просто передний фронт завален заявленной для данного измерительного прибора переходной характеристикой на возрастание (8 ns Typical Rise Time with MA2411B Pulse Sensor). У данных измерителей мощности (точнее измерительных головок) есть также неприятная особенность, которая состоит в том, что для заднего фронта радиомпульсов имеет переходную характеристику в разы длиннее, чем возрастающая (которую собственно и объявляют в рекламных проспектах на прибор), поэтому на осциллограммах всегда задний фронт импульса длиннее, чем передний.

Вообще, из своего опыта (я занимаюсь многофункциональными радиолокаторами с длительностью зондирующего сигнала 8нс-40мкс) измерений фронтов и длительностей таких коротких радиосигналов, я не видел ни одной измерительной головки, имеющей переходную характеристику меньше нескольких наносекунд. Я для измерения использую высокоскоростной осциллограф с мгновенной полосой 8ГГц, который можно перевести в режим c более расширенной полосой без сохранения уровня сигнала (оценивать импульсную мощность можно только относительными измерениями). Но такие приборы, мягко говоря, стоят приличный денег. Сейчас есть, конечно, осциллографы и с большей полосой, но это вообще "космос".

Из опыта скажу, что принимали от исполнителя формирователь сигнала с требованием по ТЗ длительности фронтов не более 3нс. Исполнитель на своей измерительной базе показал примерно 2,5нс. Когда обмеряли прибор на нашем осциллографе, то оказалось, что длительность фронтов радиоимпульса не более 0,5нс. Это очень порадовало исполнителя.

На выходе передатчика, при работе на эквивалент. Там еще направленный ответвитель 20дБм, аттенюатор 30дБм, измерительная головка, ну и сам прибор ML2495A. А он оцифровывает с точностью 1нс, правда, его АЦП с 62.5 MS/s, и работает в режиме Random Repetitive Sampling (RSS). Т.е. один видимый импульс это сборка из 16 рядом стоящих.
Да, однозначно, при ослаблении сигнала до измерителя, фронты затягиваются. И измерительные головки не идеальные… Ваши соображения по поводу затяжек фронтов интересны, значит, еще не все есть таковым, как показывается прибором…

Попутно небольшой вопрос. Для измерения частоты используем частотомер MF2412C. И для этого переходим в режим длинных импульсов, т.к. на входе частотомера импульс должен быть от 200нс. В тоже время частота магнетрона зависит от формы и напряжения сигнала модулятора, который тоже не прямоугольный, т.е. на протяжении импульса частота магнетрона изменяется. Т.е. как бы поточнее измерить частоту прямым методом, или остается только косвенный с внешним генератором?