|
|
  |
ADC / DAC LC Filter Designer - Программа для проектирования LC-фильтров для ЦАП и АЦП, Пробуем и делимся впечатлениями |
|
|
|
May 7 2016, 22:30
|

Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 275
Регистрация: 29-06-05
Пользователь №: 6 400

|
Цитата(rloc @ May 7 2016, 16:40)  По функционалу, возможностям. Не могли бы вы перечислить возможности Nuhertz FilterSolutions Lumped (Passive LC), которых вам не хватает в ADC / DAC LC Filter Designer для проектирования LC-фильтров для АЦП и ЦАП? Желательно в порядке убывания значимости.
--------------------
|
|
|
|
|
May 8 2016, 13:00
|
Узкополосный широкополосник
     
Группа: Свой
Сообщений: 2 316
Регистрация: 13-12-04
Из: Moscow
Пользователь №: 1 462

|
Цитата(Pathfinder @ May 8 2016, 02:30)  Не могли бы вы перечислить возможности Nuhertz FilterSolutions Lumped (Passive LC), которых вам не хватает в ADC / DAC LC Filter Designer для проектирования LC-фильтров для АЦП и ЦАП? Как работает Ваша программа, не знаю. Рассуждаю по описанию. Как уже ранее писал ledum без электромагнитного расчета область применимости резко сужается, это касается и FS. Даже при полосе ФНЧ 10 МГц, границы требований по внеполосному подавлению могут доходить до 100-200 МГц, где без учета геометрии сложно предсказать результат. Исходя из этого, неоспоримым преимуществом FS является интеграция со многими известными программами 2.5-3D моделирования: AWR, ADS, CST. Существенно сокращается время на рисование полной топологии фильтра, составление критериев и параметров оптимизации, выбор начальных условий для обеспечения сходимости алгоритма оптимизации. В остальном ценность FS и похожих программ заключается в сравнении различных топологий фильтров, оценки порядка фильтра, чувствительности к разбросу параметров элементов, влиянию добротности и т.д.
|
|
|
|
|
May 9 2016, 12:16
|

Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 275
Регистрация: 29-06-05
Пользователь №: 6 400

|
Цитата(rloc @ May 8 2016, 16:00)  Как работает Ваша программа, не знаю. Рассуждаю по описанию. Как уже ранее писал ledum без электромагнитного расчета область применимости резко сужается, это касается и FS. Даже при полосе ФНЧ 10 МГц, границы требований по внеполосному подавлению могут доходить до 100-200 МГц, где без учета геометрии сложно предсказать результат. Исходя из этого, неоспоримым преимуществом FS является интеграция со многими известными программами 2.5-3D моделирования: AWR, ADS, CST. Существенно сокращается время на рисование полной топологии фильтра, составление критериев и параметров оптимизации, выбор начальных условий для обеспечения сходимости алгоритма оптимизации. В остальном ценность FS и похожих программ заключается в сравнении различных топологий фильтров, оценки порядка фильтра, чувствительности к разбросу параметров элементов, влиянию добротности и т.д. Спасибо за информацию. А чем вызвано такое сильное влияние, если паразитные параметры платы существенно меньше паразитных параметров компонентов и величин допусков их основных параметров? И есть ли смысл учитывать влияние платы, когда используются модели компонентов, отличные от Modelithics Global Models, которые, мягко говоря, не бесплатные? То есть те, что публикуют производители: SPICE и S-Parameter. Ведь они содержат данные для конкретного посадочного места, материала и толщины подложки. Или при таком моделировании компоненты вообще замещаются идеальными моделями? Тогда польза от него приблизительно нулевая. И сколько примерно стоит самый дешёвый из таких симуляторов? Пример, приведённый ledum, не показателен. Во-первых, фильтр там - полосовой, а они более чувствительны к отклонениям параметров. Причём фильтр - с центральной (!) частотой 500 МГц. Во-вторых, там не показано, как влияет технологический разброс, а он может оказывать ещё большее влияние, и тогда влиянием платы по сравнению с допусками можно пренебречь. В-третьих, там упоминается о собственной и взаимной ёмкости контактных площадок. Но у дифференциального фильтра они могут быть уменьшены, если вырезать опорный слой под фильтром. Либо для повышения точности можно использовать именно такие посадочные места, в которых измерены модели. Также острота этой проблемы снижается с уменьшением размеров компонентов. Сейчас уже доступны дюймовые 01005 и 008004. Увеличение номиналов компонентов тоже уменьшает это влияние. В-четвёртых, там сравниваются две крайности: идеальные модели и результат учёта всего по максимуму. ADC / DAC LC Filter Designer учитывает всё, кроме влияния платы. Влияние платы - далеко не единственный фактор, влияющий на точность результата моделирования, но при этом самый дорогостоящий для учёта. Надо понимать, что повышение точности всегда сопровождается ростом затрат, которые помимо стоимости инструмента также включают дополнительные усилия при решении задачи и необходимость в более высокой квалификации. Приносимая при этом выгода растёт медленно и в какой-то момент перестаёт окупаться. ADC / DAC LC Filter Designer спроектирован так, чтобы давать пользователю максимум ценности за минимум затрат. Поэтому он учитывает те факторы, которые оказывают наибольшее влияние в типичных случаях, и при этом не очень дороги для их учёта. В этом смысле, он оптимизирован по критерию экономической эффективности. Изначально я исходил из того, что влияние платы для типичных случаев фильтров для ЦАП и АЦП - это величина второго порядка малости по сравнению с технологическим разбросом, собственными паразитными параметрами компонентов, погрешностями входного импеданса УВХ АЦП, влиянием sin(x)/x ЦАП и его цифровой компенсации, погрешностями интерполяции и экстраполяции импедансов Touchstone моделей. Работая над поддержкой моделей различных производителей, я обнаружил разнообразные проблемы в данных, специфичные для каждого производителя. У многих они, очевидно, связаны с погрешностями измерений, обусловленными неточной калибровкой векторного анализатора цепей. Так или иначе, эти данные не идеальны, и их погрешности тоже могут превышать влияние платы. И ещё один момент. Технологический разброс в общем случае зависит от частоты и отличается для действительной и мнимой части импеданса. Модели Modelithics это учитывают. SPICE и S-Parameter - нет. А некоторые производители (не будем показывать пальцем на API Delevan) вообще не публикуют никаких моделей, ограничиваясь растровым графиком S21 в документации.
--------------------
|
|
|
|
|
May 9 2016, 22:22
|
Узкополосный широкополосник
     
Группа: Свой
Сообщений: 2 316
Регистрация: 13-12-04
Из: Moscow
Пользователь №: 1 462

|
Цитата(Pathfinder @ May 9 2016, 16:16)  А чем вызвано такое сильное влияние, если паразитные параметры платы существенно меньше паразитных параметров компонентов и величин допусков их основных параметров? Давайте будем называть не "паразитные", а не учтенные параметры платы. Если предположить, что тех. нормы топологии и разброс диэлектрической проницаемости ПП пренебрежимо малы, по сравнению с разбросом компонентов (в большинстве случаев так оно и есть), то важность учета топологии не вызывает сомнений. Как если бы мы в общей погрешности расчета вычли не случайную, а систематическую составляющую. Влияние топологии ПП с определенных частот становится сравнимо по величине с разбросом компонентов. Да и если мы частично заменим дискретные компоненты распределенными (отрезками микрополосков), то в общей точности расчета получим только выигрыш. Цитата(Pathfinder @ May 9 2016, 16:16)  И есть ли смысл учитывать влияние платы, когда используются модели компонентов, отличные от Modelithics Global Models, которые, мягко говоря, не бесплатные? То есть те, что публикуют производители: SPICE и S-Parameter. Ведь они содержат данные для конкретного посадочного места, материала и толщины подложки. Или при таком моделировании компоненты вообще замещаются идеальными моделями? Modelithics - это отдельная тема, выборочно измеряют параметры из каждой серии элементов на разных подложках и интерполируют значения для остальных компонентов из серии, других подложек и размеров контактных площадок. Серьезный подход, и действительно имеет право на существование, есть практические примеры до 5 ГГц. Без "эктрима", где-нибудь до 1 ГГц и немного выше, подойдут аналитические Spice-модели, построенные на основе S-параметров и учитывающие в определенной степени собственные резонансные частоты. Выше по частоте не вижу смысла использовать дискретные компоненты, там где размеры микрополосковых фильтров становятся приемлемыми. Цитата(Pathfinder @ May 9 2016, 16:16)  Пример, приведённый ledum, не показателен. Сколько лет Вы занимаетесь в этой области? Сколько лет практики? Без привязки к примеру. Цитата(Pathfinder @ May 9 2016, 16:16)  Во-первых, фильтр там - полосовой, а они более чувствительны к отклонениям параметров. Не верно. Цитата(Pathfinder @ May 9 2016, 16:16)  Также острота этой проблемы снижается с уменьшением размеров компонентов. Сейчас уже доступны дюймовые 01005 и 008004. Для индуктивностей уменьшение размеров оказывает пагубное влияние, резко падает добротность (скин-эффект) - во многих случаях это не допустимо, не только из-за потерь, но и большого завала хар-ки на границе диапазона и необходимости введения компенсации на выравнивание амплитуды (хорошо если динамика АЦП позволяет, а если нет?). Цитата(Pathfinder @ May 9 2016, 16:16)  Влияние платы - далеко не единственный фактор, влияющий на точность результата моделирования, но при этом самый дорогостоящий для учёта. Не всегда дорого. Цитата(Pathfinder @ May 9 2016, 16:16)  Надо понимать, что повышение точности всегда сопровождается ростом затрат, которые помимо стоимости инструмента также включают дополнительные усилия при решении задачи и необходимость в более высокой квалификации. Приносимая при этом выгода растёт медленно и в какой-то момент перестаёт окупаться. Квалификация инженера-разработчика обязана повышаться с ростом частоты. Помимо АЦП на плате много другого, что необходимо учитывать на этих частотах. Цитата(Pathfinder @ May 9 2016, 16:16)  погрешностями входного импеданса УВХ АЦП Погрешности чего: индуктивности выводов, емкости УВХ, сопротивления ключей, другого? Цитата(Pathfinder @ May 9 2016, 16:16)  влиянием sin(x)/x ЦАП и его цифровой компенсации Это основа работы ЦАП, а не погрешность. В крайнем случае систематика. Не всем ее нужно компенсировать.
|
|
|
|
|
May 10 2016, 15:35
|

Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 275
Регистрация: 29-06-05
Пользователь №: 6 400

|
rloc, прежде всего хочу ещё раз поблагодарить Вас за комментарии. Цитата(rloc @ May 10 2016, 01:22)  Как если бы мы в общей погрешности расчета вычли не случайную, а систематическую составляющую. Важен не характер ошибки, а её величина. Когда она существенно меньше других ошибок, ей можно пренебречь. Цитата(rloc @ May 10 2016, 01:22)  Влияние топологии ПП с определенных частот становится сравнимо по величине с разбросом компонентов. Весь вопрос в том, начиная с каких частот. Цитата(rloc @ May 10 2016, 01:22)  Это основа работы ЦАП, а не погрешность. В крайнем случае систематика. Не всем ее нужно компенсировать. Это явление, которое существенно влияет на передаточную функцию в рабочей полосе и уровень побочных каналов, которые требуется подавить. Точно так же можно сказать, что влияние платы - это не погрешность, а основа работы плат, которую нужно учитывать не всем. Цитата(rloc @ May 10 2016, 01:22)  Не всегда дорого. То есть, вы считаете возможным учесть влияние платы в данной программе без существенного увеличения её стоимости? И всё-таки, сколько примерно стоит самый дешёвый из тех симуляторов, о которых Вы писали?
--------------------
|
|
|
|
|
May 10 2016, 17:51
|
Узкополосный широкополосник
     
Группа: Свой
Сообщений: 2 316
Регистрация: 13-12-04
Из: Moscow
Пользователь №: 1 462

|
Цитата(Pathfinder @ May 10 2016, 19:35)  Важен не характер ошибки, а её величина. Когда она существенно меньше других ошибок, ей можно пренебречь. Беру для примера ФНЧ LCL с согласованием по 10 Ом на входе и выходе на 100 МГц и нахожу индуктивности в FS, получается где-то по 16 нГн. Индуктивность отрезка провода в свободном пространстве диаметром 0.1 мм и длиной 1 мм составляет около 0.6 нГн. В сумме с двух сторон от индуктивности отводы дадут 1.2 нГн. В процентах уже не сложно соотнести с номиналом самой индуктивности. По общей длине фильтра набегает соответственно больше. Цитата(Pathfinder @ May 10 2016, 19:35)  И всё-таки, сколько примерно стоит самый дешёвый из тех симуляторов, о которых Вы писали? Бесплатно, двухпортовый.
|
|
|
|
|
May 10 2016, 21:15
|
Узкополосный широкополосник
     
Группа: Свой
Сообщений: 2 316
Регистрация: 13-12-04
Из: Moscow
Пользователь №: 1 462

|
Цитата(Pathfinder @ May 10 2016, 22:20)  Бесплатно? Это становится чрезвычайно интересным. А как он точно называется? Сейчас уже четырехпортовый бесплатен, давно не следил. Раньше использовал как внешнюю программу для расчета, из-за скорости счета адаптивного солвера, встроенные средства оптимизации не использовал. Цитата(Pathfinder @ May 10 2016, 22:20)  Правильно ли я понял, что они умеют оптимизировать топологию платы по заданной целевой функции? Насколько это полезно? Наличие хорошего оптимизатора позволяет легко конструировать любую структуру и топологию. Со временем польза любых визардов уходит на второй план, LC элементы "накидываются" на плату в произвольном порядке, потом оптимизатором приводится в порядок топология и номиналы. "По вкусу" всегда можно добавить 1-2 дополнительных звена ФНЧ, ФВЧ, РФ, если вдруг не нравится крутизна/подавление с одной из сторон хар-ки.
|
|
|
|
|
May 24 2016, 14:50
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 779
Регистрация: 3-01-05
Из: Минск
Пользователь №: 1 783

|
Запустил ради интереса. Как по быстрому проверить прогу? Логично промоделировать уже готовый фильтр. Приступим. 1. Сопротивление источника и нагрузки одной цифрой. А у меня разные  Упс.. 2. Ничего поменять нельзя соответственно увидеть считает ли прога то что нужно тоже низя. Упс... 3. Сохранить проект сработал но куда ХЗ... А у меня спросить? 4. Поменял порядок на 3 номиналы для тестового примера стали явно не из ряда. А как сделать из ряда? 5. Полоса подавления от 10.5Мгц хотя частота среза 3Мгц. Почему так? Собственно на этом и остановился. Ибо понять плюсы проги не смог. Графики как я понял тоже не увижу а жаль.
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|