Неясность с измерением фаз Опции

[_Anatoliy]

Коллеги, примерная схема тракта следующая :
Вход, полоса 25...525МГц => ФНЧ => АЦП => комплексный снос в ноль (NCO перестраиваемый в рабочей полосе частот) => переключаемый набор ФНЧ полосой от 0,5 до 25МГц => компоненты Real,Imag => измерение фазы(Phi).

Таких трактов два, на их входы пока подаётся один и тот же сигнал через сплиттер, интересует измерение разности фаз на выходе этих трактов(dPhi = Phi1 - Phi2). Непонятка в том что изменение разности фаз в зависимости от частоты NCO в два раза больше чем изменение разности фаз в зависимости от частоты сигнала.
Пример в цифрах (полоса ФНЧ 25МГц):

Код

Частота сигнала     Частота настройки NCO      Разница фаз
125МГц                         125МГц                        -123градуса
135МГц                         125МГц                        -143градуса
135МГц                         130МГц                        -123градуса

Здесь видно, что при изменении частоты сигнала на 10МГц, частоту NCO нужно изменить на 5МГц чтобы вернуть разность фаз к исходному значению. Ожидалось что разность фаз от частоты зависеть не должна. Частота настройки NCO одинакова в двух трактах и изменяется одновременно. Буду рад выслушать любые версии.

[blackfin]

Таких трактов два, на их входы пока подаётся один и тот же сигнал через сплиттер, интересует измерение разности фаз на выходе этих трактов(dPhi = Phi1 - Phi2). Непонятка в том что изменение разности фаз в зависимости от частоты NCO в два раза больше чем изменение разности фаз в зависимости от частоты сигнала.
Пример в цифрах (полоса ФНЧ 25 МГц):

Ничего не понятно, но на всякий случай вопрос: ФЧХ НЧ фильтра (полоса ФНЧ 25 МГц) вы учли?
Сдвиги фаз внутри этого фильтра для сигналов на нулевой частоте и на частоте 10 МГц будут, ессно, отличаться.

[_Anatoliy]

Ничего не понятно, но на всякий случай вопрос: ФЧХ НЧ фильтра (полоса ФНЧ 25 МГц) вы учли?
Сдвиги фаз внутри этого фильтра для сигналов на нулевой частоте и на частоте 10 МГц будут, ессно, отличаться.

Конечно будут отличаться, но дело в том что этот ФНЧ стоит в обоих трактах, следовательно и отличаться будут одинаково. Т.е. должны изменяться фазы на выходах, а разность фаз на мой взгляд меняться от частоты не должна. Сами фазы на выходах не интересуют - только их разность.

[litv]

Выпускаем всякие подобные вещи.
Может быть что старт фильтров происходит не одновременно(просто на знаю как они реализованы).
DCM отрабатывает какоето время, тоже зависит от реализации.
Можно chipscop на одинаковом сигнале проверить.

[_Anatoliy]

Выпускаем всякие подобные вещи.
Может быть что старт фильтров происходит не одновременно(просто на знаю как они реализованы).
DCM отрабатывает какоето время, тоже зависит от реализации.
Можно chipscop на одинаковом сигнале проверить.

Не понял - что такое старт фильтров. После смесителя стоят переключаемые фильтры FIR, они всегда работают после включения питания.
DCM нет, я на Альтере сижу. А вот будет ли присутствовать этот эффект если тактовые в трактах будут немного различаться по фазе?

[KalashKS]

На вскидку. Если разветвление выполняется перед АЦП, то разность фаз пропорциональна задержке между каналами и частоте плюс разность ФЧХ аналоговой части, здесь, вроде, понятно. Зависимость от частоты NCO может быть вызвана рассинхронизацией их запуска в разных каналах и тогда соотношение в 2 раза - случайность. Тут надо больше данных о схеме распределения сигналов по каналам.

[litv]

Если тактовые будут различаться то эффект то же будет.
Делают специальные схемы для подстройки клока на каждый АЦП с каким нибудь шагом.
см http://www.setdsp.ru/modules/fmc/sfm-4a250/
"заложенная возможность подстройки тактового сигнала каждой микросхемы АЦП с шагом 150 пс облегчает достижение синфазности тактирования каналов АЦП в системах радиолокации на основе ФАР"

Чтобы исключить старт фильтров сравнить сигнал синуса сразу после АЦП.

[quato_a]

Код

Частота сигнала     Частота настройки NCO      Разница фаз
125МГц                         125МГц                        -123градуса
135МГц                         125МГц                        -143градуса
135МГц                         130МГц                        -123градуса

Неоднозначность разности фаз?
phi + 2pi*N = phi

Попробуйте поиграть с изменением частоты NCO в районе кГц.

[_Anatoliy]

Зависимость от частоты NCO может быть вызвана рассинхронизацией их запуска в разных каналах и тогда соотношение в 2 раза - случайность. Тут надо больше данных о схеме распределения сигналов по каналам.

Я предусмотрел очистку аккумуляторов фазы NCO одновременно в двух трактах после смены частоты, ввёл сбрасывающий импульс отдельным проводом. А вот насколько точно они сбрасываются одновременно - вопрос. Ну возможно в пределах 4-х тактов неодновременность, так как NCO полифазные 4х. Тактовая частота высокая, 275МГц - осциллографа такого скорострельного нет. Пока не придумал как проверить синфазность сброса. Скоп не поможет, NCO в разных блоках стоят.

[blackfin]

Пока не придумал как проверить синфазность сброса. Скоп не поможет, NCO в разных блоках стоят.

Вам нужно тактировать оба NCO от одного генератора, иначе нет смысла сравнивать фазы на выходе обеих схем.

При обычной точности задающих кварцевых генераторов, равной 20 ppm, оба ваших NCO тактируемые от разных(!) генераторов за одну секунду разбегутся на: 275*20 = 5500 тактов. Соотв, уже через секуду в каждом из NCO значения аккумуляторов будут будут радикально отличаться. Как следствие, будут отличаться значения фаз обоих сигналов на выходах DDC.

[KalashKS]

Я так понял, каналы тактируются от одного генератора, но разнесены по разным модулям. Из-за этого затруднена синхронизация NCO. Дальше, немного погадав на гуще, можно предположить, что разбежка составляет 3 такта 275 МГц, что соответствует 19,64 градусам при переходе от 125 МГЦ к 130 МГц. Цифра близкая к измеренной, поэтому гипотезу стоит проверить.

Сообщение отредактировал KalashKS - May 11 2018, 11:41

[_Anatoliy]

Вам нужно тактировать оба NCO от одного генератора, иначе нет смысла сравнивать фазы на выходе обеих схем.

При обычной точности задающих кварцевых генераторов, равной 20 ppm, оба ваших NCO тактируемые от разных(!) генераторов за одну секунду разбегутся на: 275*20 = 5500 тактов. Соотв, уже через секуду в каждом из NCO значения аккумуляторов будут будут радикально отличаться. Как следствие, будут отличаться значения фаз обоих сигналов на выходах DDC.

Виноват, мой косяк, сразу не предупредил что опорная частота для всех PLL обоих блоков берётся от одного генератора. Просто не подумал что можно делать иначе и считал это само-собой разумеющимся.
Пока не придумал как проверить синфазность сброса двух разнесённых NCO.

[KalashKS]

Пока не придумал как проверить синфазность сброса двух разнесённых NCO.

Как вариант можно не сбрасывать фазу, а продолжать инкрементировать с новым значением частоты. Если рассинхронизация есть, то изменение разности фаз хотябы должно уменьшиться.

[_Anatoliy]

Неоднозначность разности фаз?
phi + 2pi*N = phi

Попробуйте поиграть с изменением частоты NCO в районе кГц.

Не, я пробовал изменять частоту с шагом 1МГц - разность фаз меняется монотонно.

Как вариант можно не сбрасывать фазу, а продолжать инкрементировать с новым значением частоты. Если рассинхронизация есть, то изменение разности фаз хотябы должно уменьшиться.

Не понял, можно немного подробней? Изменение частоты настройки NCO в блоках происходит в разное время, по команде с компьютера по Ethernet. Поэтому если не сбрасывать фазу синхронно разбежка фаз будет непредсказуемой. Вот если запись в NCO выполнять синхронно то да, сброс не будет нужен.

[KalashKS]

запись в NCO выполнять синхронно

Именно это и имел в виду. Для этого как раз можно использовать тот же сигнал, которым до этого выполнялся сброс.

Сообщение отредактировал KalashKS - May 11 2018, 11:55

[blackfin]

Пока не придумал как проверить синфазность сброса двух разнесённых NCO.

Да чего там придумывать?

Если фазы на выходе обоих трактов не равны (и, соотв, разность этих фаз не нулевая), значит оба NCO тикают с разными фазами, а значит, были сброшены не одновременно..

[_Anatoliy]

Именно это и имел в виду. Для этого как раз можно использовать тот же сигнал, которым до этого выполнялся сброс.

Большое спасибо за идею, только даст ли это выигрыш? Сигнал записи представляет собой такой же строб длительностью в один такт на частоте 275МГц, и его нужно так же синхронизировать со вторым блоком как и сигнал сброса.

Да чего там придумывать?

Если фазы на выходе обоих трактов не равны (и, соотв, разность этих фаз не нулевая), значит оба NCO тикают с разными фазами, а значит, были сброшены не одновременно..

Увы, если бы эта разность зависела только от фаз двух NCO жить было бы намного проще. Есть ещё куча всяких факторов, но это уже совсем другая история.

[blackfin]

Увы, если бы эта разность зависела только от фаз двух NCO жить было бы намного проще. Есть ещё куча всяких факторов, но это уже совсем другая история.

А можете перечислить всю эту "кучу факторов"? Просто любопытно..

[KalashKS]

Большое спасибо за идею, только даст ли это выигрыш?

Я это предлагал для диагностики и локализации проблемы. Как решать, нужно будет думать, если проблема именно здесь.

[_Anatoliy]

А можете перечислить всю эту "кучу факторов"? Просто любытно..

Не хочу, ибо уверен что Вы и так прекрасно знаете о чём идёт речь.

[blackfin]

Не хочу, ибо уверен что Вы и так прекрасно знаете о чём идёт речь.

Как раз не знаю. Длина эл-маг. волны в вакууме на частоте 125 МГц равна 2,4 метра. У вас ошибка примерно 120 градусов. В вакууме это соответствует линии задержки с длиной равной 0,8 метра. Если после сплиттера у вас сигнал на входы обоих АЦП подается по двум коаксиальным кабелям, то разность длин для этих двух кабелей должна быть примерно равна 0,5 метрам. Очень сомневаюсь, что вы сознательно внесли такую временную задержку перед измерением разности фаз в один из трактов.

[quato_a]

Не хочу, ибо уверен что Вы и так прекрасно знаете о чём идёт речь.

В тракте участвуют усилители, активные компоненты, АРУ?
Сплиттер на основе чего сделан (пассивный)? Или это два канала с векторного генератора?

[_Anatoliy]

Очень сомневаюсь, что вы сознательно внесли такую временную задержку перед измерением разности фаз в один из трактов.

И правильно делаете. Я собрал эти два блока "по просьбе руководства из того что было", и прекрасно понимаю что так строить измеритель фаз низзя!
А если я Вам ещё покажу ГВЗ двух аналоговых фильтров по ПЧ... Так лучше я их Вам не покажу, поберегу ваши нервы.

В тракте участвуют усилители, активные компоненты, АРУ?
Сплиттер на основе чего сделан (пассивный)? Или это два канала с векторного генератора?

И усилители и фильтры и конвертер. Сплиттер пассивный.

[_Anatoliy]

Коллеги, а можете напомнить как фаза передаётся через PLL? Что-то я подзабыл. Допустим есть опора 10МГц, есть feedback counter с коэффициентом деления 50, частота сравнения равна 10МГц. Если изменить фазу опорного сигнала, например на 30 градусов, то насколько градусов изменится фаза выходного сигнала с VCO частотой 500МГц? По моему подсчёту должна измениться на 60 градусов. Я прав?

[KalashKS]

Похоже на правду. Сдвиг умножится на коэффициент деления в ОС. Остаток от деления на 360 даст 60 градусов.

[_Anatoliy]

Похоже на правду. Сдвиг умножится на коэффициент деления в ОС. Остаток от деления на 360 даст 60 градусов.

Спасибо! Значит не всё ещё подзабыл...

Зависимость от частоты NCO может быть вызвана рассинхронизацией их запуска в разных каналах и тогда соотношение в 2 раза - случайность.

Вы оказались правы, действительно соотношение в 2 раза - простое совпадение для определённого набора параметров.