Проблема с лишними частотами после АЦП, как от них избавиться? Опции

[Wassja]

Здравствуйте!
Подаю на вход АЦП синус на частоте 2,5 МГц с генератора.
Частота сэмплирования 8 МГц.
Делаю преобразование Фурье.
Вижу синус на 2,5 МГц.
Но кроме него вижу еще синус на 3МГц, который по уровню меньше на 45 дБ.
Начинаю смещать полезный сигнал вверх по частоте. Лишний сигнал при этом ползет вниз. Они встречаются на частоте 2,67 МГц, после чего начинают расползаться в разные стороны.
2,67 * 3 = 8 МГц.
Появление лишней частоты как-то связано с частотой дискретизации?
Это вообще нормально?
Если нормально, то как с этим бороться?
Если не нормально, что может быть причиной?

Полезный мне сигнал находится в полосе от 2 до 3 МГц.
В принципе я могу менять частоту сэмплирования, но 8МГц и так является компромисом по многим параметрам.

Спасибо за помощь.
Если мало информации, могу что-то уточнить...

[Serg76]

Здравствуйте!
Подаю на вход АЦП синус на частоте 2,5 МГц с генератора.
Частота сэмплирования 8 МГц.
Делаю преобразование Фурье.
Вижу синус на 2,5 МГц.
Но кроме него вижу еще синус на 3МГц, который по уровню меньше на 45 дБ.
Начинаю смещать полезный сигнал вверх по частоте. Лишний сигнал при этом ползет вниз. Они встречаются на частоте 2,67 МГц, после чего начинают расползаться в разные стороны.
2,67 * 3 = 8 МГц.
Появление лишней частоты как-то связано с частотой дискретизации?
Это вообще нормально?
Если нормально, то как с этим бороться?
Если не нормально, что может быть причиной?

Полезный мне сигнал находится в полосе от 2 до 3 МГц.
В принципе я могу менять частоту сэмплирования, но 8МГц и так является компромисом по многим параметрам.

Спасибо за помощь.
Если мало информации, могу что-то уточнить...

Присоединяюсь к rudy_b, необходимо перед АЦП поставить фильтр Найквиста (с частотой среза равной половине частоты дискретизации), чтобы небыло наложений после оцифровки.

[DRUID3]

Присоединяюсь к rudy_b, необходимо перед АЦП поставить фильтр Найквиста (с частотой среза равной половине частоты дискретизации), чтобы небыло наложений после оцифровки.

Да нет, скорее всего это гармоника вызванная нелинейностью аналогового тракта, никак ее не отфильтровать

Уровень сигнала при данной проверке очень большой, близок к максимальному для АЦП. Т.к. лишняя частота на 45 дБ меньше основной, то она при более слабом сигнале просто не заметна, т.к. она падает вместе с уровнем основного сигнала.

Вот собственно и лишнее этому доказательство...

Кондер на выходе осцилятора сделан для того чтобы гармоники от частоты дискретизации не шумели на аналоговую часть.

ммммммммм... это определенно что-то новенькое

[Wassja]

Да нет, скорее всего это гармоника вызванная нелинейностью аналогового тракта, никак ее не отфильтровать
Вот собственно и лишнее этому доказательство...

Практически меня убедили...
А что делать с нелинейностью входных цепей?
Все цепи есть на рисунке...

ммммммммм... это определенно что-то новенькое

Там генератор. У него сигнал прямоугольный. Гармоники идут до 200 МГц. Они имеют вполне заметный уровень и наводятся на приемник, который находится в непосредственной близости. Конденсатор (пики) этот сигнал делает более похожим на синусоиду и гармоники уходят. Может с точки зрения большой теории это неправильно, но эффект я вижу глазами...

[DRUID3]

Практически меня убедили...
А что делать с нелинейностью входных цепей?
Все цепи есть на рисунке...

если это именно тот случай - то тогда только замена аналоговых комплектующих во входной цепи. Физику не обмануть. Но может и пересмотреть концепцию целиком - ибо нельзя ожидать прецезионно малых НИ от малоразмерного ферритового изделия, например. Потому нужно учесть мощность сигнала на входе. Иногда выгоднее ослабить сигнал аттенюатором, в транс подавать милливольты, а потом услилить внутренним усилителем...

Но это для стохастических сигналов. Если предполагается, что на входе будет лишь одна синусоида - то можно все компенсировать программно.

Там генератор. У него сигнал прямоугольный. Гармоники идут до 200 МГц. Они имеют вполне заметный уровень и наводятся на приемник, который находится в непосредственной близости. Конденсатор (пики) этот сигнал делает более похожим на синусоиду и гармоники уходят. Может с точки зрения большой теории это неправильно, но эффект я вижу глазами...

"Двое смотрят в лужу, один видит лужу, другой - отраженные в ней звезды"(А.Довженко)
Если все правильно развязать по питанию(!!!) и экранировать(в крайнем случае) то ничего подобного быть не должно - от космических кораблей, что бороздят просторы оперного театра, до банальных мобилок - везде цифровые устройства запитывают меандром и не случайно.
я не знаю Ваш конкретный АЦП но то что Вы прибавляете ему джиттера - 100%, при этом УВХ работает тоже ХЗ в каких режимах . Правда так конечно можно, подняв мощность генератора до десятков милливат и заставляя сами цепи АЦП получать из синуса меандр - но это далеко не тот случай...
Вобщем я бы перепроектировал плату, а не придумывал экзотику, при том, что в тысячах других приборов она(экзотика) почему-то не понадобилась...

[Wassja]

Если все правильно развязать по питанию(!!!) и экранировать(в крайнем случае) то ничего подобного быть не должно - от космических кораблей, что бороздят просторы оперного театра, до банальных мобилок - везде цифровые устройства запитывают меандром и не случайно.
я не знаю Ваш конкретный АЦП но то что Вы прибавляете ему джиттера - 100%, при этом УВХ работает тоже ХЗ в каких режимах . Правда так конечно можно, подняв мощность генератора до десятков милливат и заставляя сами цепи АЦП получать из синуса меандр - но это далеко не тот случай...
Вобщем я бы перепроектировал плату, а не придумывал экзотику, при том, что в тысячах других приборов она(экзотика) почему-то не понадобилась...

Да я вообще не настаиваю на этом конденсаторе.
При разводке место для него оставили, а по обстановке посмотрим стоит ли припаивать.
В предыдущей версии устройства с экранировкой были большие проблемы, сейчас есть шанс сделать хороший экран.
По питанию вроде все развязано.
Попробую выбросить этот конденсатор, может быть что-то станет лучше...
А по поводу номинала R14 что-нибудь посоветуете?
А прежде чем перепроектировать плату хотелось бы разобраться что не так с этой, причем конструктивно, чтобы знать, что в новой плате все будет правильно...

Ага, понятно. Перегрузки по входу нет.
Но рабочая схема всё равно нужна. Могут быть засады, навроде постоянки на выходе генератора и др.

ЗЫ. В музее Константина Васильева были?

А кроме номиналов, что еще нужно от рабочей схемы? Дальше идет процессор и всякая другая периферия, которая к описываемому случаю отношения не имеет.
А постоянка с генератора не должна пройти с C6.
Да и вообще пенять на генератор за десятки тыр евро (Rohde&Schwarz SMIQ) я бы не стал...

В музее не был. Был на выставке очень давно. А есть? Сходил бы...

[Stanislav]

Да я вообще не настаиваю на этом конденсаторе.
При разводке место для него оставили, а по обстановке посмотрим стоит ли припаивать.

Этим кондёром Вы насилуете осциллятор. Он не предназначен для работы на большую ёмкостную нагрузку, и будет гонять большие токи через выходные ключи, что негативно скажется как на чистоте его спектра (уровне джиттера, как правильно указал ув. DRUID3), так и на энергопотреблении.
Далее, выбор осциллятора для АЦП - это отдельный вопрос. Галимые, предназначенные для тактирования цифровых устройств, в большинстве случаев не подходят для А/Ц преобразования на такой частоте.
Помехи на приёмный тракт, скорее всего, обусловлены неправильным выбором частотного плана, а также не слишком качественной разводкой ПП (уж простите).

...В предыдущей версии устройства с экранировкой были большие проблемы, сейчас есть шанс сделать хороший экран.
По питанию вроде все развязано.

Экранировать нужно. Это как отченаш. Но экран не всегда помогает на 100% - нужен ещё грамотный выбор компонентов, их размещение и трассировка. В первую очередь нужно экранировать не АЦП, а радиоприёмный тракт.

Попробую выбросить этот конденсатор, может быть что-то станет лучше...

Можно использовать осцилляторы с синусом на выходе. В противном случае, подавляйте гармоники генератора с помощью специальных фильтров (Murata), или последовательной RC (RLC)-цепочки, на худой конец.
Проектирование системы сбора данных, по моему разумению, нужно начинать с расчёта схем источников электропитания и опорного генератора. В качестве последнего нужно брать прибор с хотя бы декларируемым в даташите джиттером.

...А по поводу номинала R14 что-нибудь посоветуете?
А прежде чем перепроектировать плату хотелось бы разобраться что не так с этой, причем конструктивно, чтобы знать, что в новой плате все будет правильно...

Дык, советовать пока нечего. Схэма нужна, тогда повод для обсуждения и появится...

Было написанно еще до Вашего замечания ...
Прочел что автор семплирует на 8 MHz, делает FFT, применяет АЦП высокого разрешения, а синусоидой что-то там тестит, чем не aDSL? Не радио, но модем)))

Бред.