Анализатор спектра ультразвукового диапазона, Анализатор спектра до 100кГц Опции

[Nukers]

На сайте http://www.zetms.ru/catalog/analyzers/a19.php есть описание анализатора спектра.

Требуется проделать подобное, но на один канал (без аналогового выхода, цифрового выхода, коэффициенты усиления программируемые так же не нужны) с несколько измененными характеристиками:

1) Частота входного сигнала до 100кГц.
2) Частота дискретизации до 250кГц.
3) Количество разрядов АЦП 16.
4) Для отображения сигнала в частотную область использую БПФ (на ADSP 21375).
5) Динамический диапазон то же - 85дБ.

Возникли вопросы по алгоритму:

1) Если сигнал случайный (музыка, речь и.т.д), то как определить частоту гармоники с наибольшей амплитудой в спектре?
2) Как наиболее достоверно (погрешность от 2 до 5%) отобразить спектр?
3) Какую фильтрацию использовать?
4) Можно ли обойтись без октавных фильтров, а использовать скажем оконную фильтрацию (при условии, что накапливаю несколько периодов сигнала основной частоты)?

Сообщение отредактировал Nukers - Mar 7 2010, 11:16

[TigerSHARC]

Да, кстати про зеркальный канал. В реальных девайсах вообще стоит RC-цепь первого порядка... и частота дискретизации никак не по книгам выбиралась, а намного ниже. Я же говорю лишь о том что по теории. А по теории (в том же Смите) умножают на два частоту спада АЧХ аналогового фильтра в сто раз.

За матлаб. Очень полезная штука. без него никуда. Естественно что нужно сначала разобраться что делаешь))
а так ну ОЧЕНЬ полезно и быстро можно состряпать кусок алгоритма и протестить в плане математики.

А так конечно на C потом портировать надо. Вобщем знать надо всё.

кстати про децибелы. 40 - это опять по книгам. Это если хотите, чтобы максимально возможная погрешность от наложения спектра составила 0,01%. А так нужно выбрать в зависимости от требуемой точности (но это опять же теория)

to DRUID3 А что значит +1024 (просто интересно, чтоб знать)

Сообщение отредактировал TigerSHARC - Mar 24 2010, 18:14

[DRUID3]

Да, кстати про зеркальный канал. В реальных девайсах вообще стоит RC-цепь первого порядка...

Ну это Вы загнули... Может в "китайщине" какой...

кстати про децибелы. 40 - это опять по книгам. Это если хотите, чтобы максимально возможная погрешность от наложения спектра составила 0,01%. А так нужно выбрать в зависимости от требуемой точности (но это опять же теория)

40 dB это 100 раз, следовательно 1%, а не 0,01%... Вообще DR=85dB и подавление зеркалки <100 dB - смешно. Но для учебного проекта сойдет и так ...

to DRUID3 А что значит +1024 (просто интересно, чтоб знать)

ну все +1 если чо "зачОтное" прочтут... если "очень зачОтное" то +1000... Ну а у нас же форум такой... блоки должны быть кратны степени 2-ки потому +1024 )))...

Nukers я позавчера кажется обещал Вам ответить, но не сдержал обещания - был занят, но то что я тогда напЕйсал - сохранил. Отсылаю сейчас...

Уважаемый DRUID3. Есть к вам вопрос.

Досточтимый Nukers, йа отвечать Вам...

Уолт Кестер в Главе 5, стр. 22 Быстрое Преобразование Фурье http://www.analog.com.ru/Public/5.pdf пишет, что максимальное время выполнения БПФ при реализации в реальном масштабе времени рассчитывается как:

Tmax=N/fs

Ну начнем с того, что смысл этих расчетов показать за сколько максимум должно успевать отрабатывать FFT что-бы не началась потеря блоков.

Если честно - Вам не о чем волноваться, процессор который выбран для проекта рассчитан на заведомо большие скорости. Но...
Пусть у Вас Fs = 250 kHz. Хм... Кстати, для удобства - а не подогнать ли нам тактовую под кратность блоку длинной степень 2-ки? Чуть затруднит физическую реализацию - но облегчит восприятие. Тогда 1024 * 25 = 256 000 sps. Очевидно, что нужно успевать отработать одно БПФ за 1/25 s = 0.04 s. 40ms = 40 000 us;

(Для ADSP-21375 при 266МГц и 1024 точках это занимает ~27мкс)

Теоретически - без учета расходов на пересылку памяти (а они там мизерные) - успеваем...

Таким образом при N=1024 и fs=250кГц получаем Tmax=4096мкс.

Где-то вкралась оБшиПка...

Я понял так:

1) Включили прибор
2) Подождали неск. тактов пока закончатся переходные процессы (в осн. для аналоговой части).

И как Вы собираетесь это делать? NOP-ами? А зачем? Переходные процессы в аналоговой части, а параллельно ей загрузка и инициализация в цифровой... Ну мигнет пару раз экранчик выдавая билеберду. Но от своего ПК Вы же не требуете загрузки за микросекунды?

3) Копим первые 1024 отсчета с fs=250кГц - это и занимает 4096мкс. (В это время подпрограмма выполнения БПФ просто не вызывается=процессор простаивает).

Вообщем и целом - верно...

4) Обрабатываем 1024 полученных отсчета по алгоритму БПФ. (Для ADSP-21375 при 266МГц и 1024 точках это занимает ~27мкс).
5) На пункт 3.
...и.т.д.

Скажите, я не ошибся? Верно ли, что пока копятся первых 1024 отсчета у меня есть 4096мкс, чтобы выполнить БПФ на 1024 точки, а так же на сопутствующие операции?

слегонца...

P.S.: я так понял - от моего чудесного квазискользящего чудо-буфера Вы отказались. Ну и правильно... В конце-концов это же учебный проект и тут главное показать, что Вы осознаете что делаете...

P.P.S.: Кстати, йа кажеЦЦо понял зачем Вы упоминали FIR... Это же диплом - и нужно будет привести расчет чего-нибудь на пару страниц крупным шрифтом. А у Вас в Т.з. ДД 85 dB. Нужно будет "доказать", что требование выполняется. Так?