|
Фазовый шум XCO генераторов |
|
|
|
Apr 6 2010, 17:31
|

Гуру
     
Группа: Banned
Сообщений: 2 754
Регистрация: 5-06-05
Из: Zurich
Пользователь №: 5 744

|
все старо как мир, но все же, поговорим о фазовых шумах кварцевых генераторов, пока интересует в районе 40 МГц.... хотелось бы какую свежую идею, как наколенным способом, замерить, сравнить, фазовый шум- джиттер кварцевого генератора..... типа так, в лоб не замерить, не хватает точности..
|
|
|
|
|
 |
Ответов
(180 - 194)
|
May 3 2010, 11:50
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 372
Регистрация: 6-05-07
Пользователь №: 27 551

|
Цитата(MKS @ May 3 2010, 10:55)  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. MKSДержите ссылку, глядите на холмы ФАПЧ http://www.sharemania.ru/0236549В 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
|
|
|
|
|
May 3 2010, 16:42
|

.
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 424
Регистрация: 25-12-08
Пользователь №: 42 757

|
Цитата(Шаманъ @ May 2 2010, 23:38)  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  Цитата 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. Цитата 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. Цитата 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 Цитата ...... 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.... Цитата 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. Цитата 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.
Сообщение отредактировал тау - May 3 2010, 16:43
|
|
|
|
|
May 4 2010, 07:59
|
Знающий
   
Группа: Участник
Сообщений: 758
Регистрация: 27-08-08
Пользователь №: 39 839

|
Цитата(тау @ May 3 2010, 19:42)  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... Цитата 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? Цитата 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). Цитата 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.
|
|
|
|
|
May 4 2010, 09:44
|

.
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 424
Регистрация: 25-12-08
Пользователь №: 42 757

|
Цитата(Шаманъ @ May 4 2010, 11:59)  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. Цитата 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. Цитата 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. Цитата 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. (?) .
|
|
|
|
|
May 4 2010, 13:55
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 372
Регистрация: 6-05-07
Пользователь №: 27 551

|
Цитата(ledum @ Apr 18 2010, 15:32)  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 l edum и Шаманъ. Покажите на картинке как правильно пересчитывать к 1 Гц если разрешение анализатора менее 1 Гц. тауПри изменении кол-ва точек от 1024 до 1 048 576 уровень несущей менялся на 0,27 дБ. vhk
|
|
|
|
|
May 5 2010, 23:49
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 372
Регистрация: 6-05-07
Пользователь №: 27 551

|
Цитата(тау @ May 6 2010, 01:50)  …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. тауТакая, 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=43649Проблема 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
|
|
|
|
|
May 6 2010, 07:58
|

.
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 424
Регистрация: 25-12-08
Пользователь №: 42 757

|
Цитата(vhk @ May 6 2010, 03:49)  тауТакая, 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). Цитата 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.
Сообщение отредактировал тау - May 6 2010, 07:58
|
|
|
|
|
May 6 2010, 10:20
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 372
Регистрация: 6-05-07
Пользователь №: 27 551

|
Цитата(тау @ May 6 2010, 10:58)  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. Цитата(тау @ May 6 2010, 10:58)  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
|
|
|
|
|
May 6 2010, 11:02
|

.
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 424
Регистрация: 25-12-08
Пользователь №: 42 757

|
Цитата(vhk @ May 6 2010, 14:20)  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. Цитата Если применять Uniform то не «размажется» Размажется сильно для некратной частоты , коих большинство в практических измерениях.
Эскизы прикрепленных изображений
|
|
|
|
|
May 6 2010, 12:04
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 372
Регистрация: 6-05-07
Пользователь №: 27 551

|
Цитата(тау @ May 6 2010, 14:02)  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
|
|
|
|
|
May 6 2010, 13:47
|

.
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 424
Регистрация: 25-12-08
Пользователь №: 42 757

|
Цитата(vhk @ May 6 2010, 16:04)  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. Цитата 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. Цитата(vhk @ May 4 2010, 17:55)  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.
|
|
|
|
|
  |
2 чел. читают эту тему (гостей: 2, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|