временное чередование каналов АЦП, методы восстановления Опции

[_Anatoliy]

Коллеги,кто занимался восстановлением сигнала с аналого-цифрового преобразователя с временным чередованием каналов?Идея такая:входной сигнал подаётся на два одинаковых АЦП,на один из АЦП клок подаётся инвертированным.Тогда имея два АЦП с частотой Fs=500МГц можно в эквиваленте получить Fs=1000МГц.Моделирование в матлабе показало очень сильную зависимость искажения выходных отсчётов от технологического разброса параметров АЦП.Вывод - отсчёты с двух АЦП нужно как то восстанавливать с целью уменьшения этих искажений.Интересуют методы и алгоритмы обработки.Направьте,плз,в какую сторону копать.

[petrov]

А где требуется такая широкая полоса если не секрет? Лучше наверное избегать таких решений если возможно.

[_Anatoliy]

А где требуется такая широкая полоса если не секрет? Лучше наверное избегать таких решений если возможно.

Анализ радиообстановки в широком дипазоне частот.А то что такой метод во всю применяется - без сомнения,на рисунке плата с 4-мя АЦП и эквивалентной частотой семплирования 2,2 ГГц (это при 12 битах).В центре - корректор на Virtex-5.

Прикрепленные изображения

 

[alex_os]

Коллеги,кто занимался восстановлением сигнала с аналого-цифрового преобразователя с временным чередованием каналов?Идея такая:входной сигнал подаётся на два одинаковых АЦП,на один из АЦП клок подаётся инвертированным.Тогда имея два АЦП с частотой Fs=500МГц можно в эквиваленте получить Fs=1000МГц.Моделирование в матлабе показало очень сильную зависимость искажения выходных отсчётов от технологического разброса параметров АЦП.Вывод - отсчёты с двух АЦП нужно как то восстанавливать с целью уменьшения этих искажений.Интересуют методы и алгоритмы обработки.Направьте,плз,в какую сторону копать.

По моему ничего хорошего не получится из этой затеи. У AD была вроде какая-то демонстрационная плата с 4мя АЦП на 100 Msps, но там АЦП просто параллельно были включены с целью уменьшения шума квантования и всяких спуров ( типа шумы АЦП некоррелированные ).

[_Anatoliy]

По моему ничего хорошего не получится из этой затеи. У AD была вроде какая-то демонстрационная плата с 4мя АЦП на 100 Msps, но там АЦП просто параллельно были включены с целью уменьшения шума квантования и всяких спуров ( типа шумы АЦП некоррелированные ).

Вот заявленные параметры платы с двумя АЦП (экв. 1,1ГГц)

Эскизы прикрепленных изображений

 

[alex_os]

Вот заявленные параметры платы с двумя АЦП (экв. 1,1ГГц)

А что за АЦП стоит на этой железке?

[_Anatoliy]

А что за АЦП стоит на этой железке?

ads54rf63 от TI.
Кстати TI тоже выпускают подобные платы (ADS5474-ADX-EVM).

[alex_os]

ads54rf63 от TI.
Кстати TI тоже выпускают подобные платы (ADS5474-ADX-EVM).

непонятно, вроде же есть ацп на >1 Gsps http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_do...ts/doc5431S.pdf.

[_Anatoliy]

непонятно, вроде же есть ацп на >1 Gsps http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_do...ts/doc5431S.pdf.

Для Атмел:
Single-tone Performance at Fs = 2 Gsps, Full First Nyquist Zone
– ENOB = 7.8 Effective Bits, FIN = 1000 MHz
– SNR = 51 dB, SFDR = -55 dBFS, FIN = 1000 MHz

Для платы:

Код

Sample rate    2200 MSPS
fin [MHz]             62    330    911
SFDR                         81     77    73
ENOB                      10.3    10.0    9.6

[alex_os]

Для Атмел:
Single-tone Performance at Fs = 2 Gsps, Full First Nyquist Zone
– ENOB = 7.8 Effective Bits, FIN = 1000 MHz
– SNR = 51 dB, SFDR = -55 dBFS, FIN = 1000 MHz

Для платы:

Код

Sample rate    2200 MSPS
fin [MHz]    62    330    911
SFDR                81     77    73
ENOB               10.3    10.0    9.6

Понятно что хуже чем у приведенного модуля . У которого кстати SNR и SFDR совпадают с ADS54RF63, это значит что гипотетическая схема чередования семплов ни вносить ни какого шума\искажений это как-то подозрительно .
Вообще нужно спросить у RF инженеров с какая достижима минимальная рассогласовка двух идентичных трактов , даже очень простых в полосе 0..1ГГц и с какой точностью можно выдержать сдвиг фазы 180 между клоками АЦП и все станет ясно.

[_Anatoliy]

Понятно что хуже чем у приведенного модуля . У которого кстати SNR и SFDR совпадают с ADS54RF63, это значит что гипотетическая схема чередования семплов ни вносить ни какого шума\искажений это как-то подозрительно .
Вообще нужно спросить у RF инженеров с какая достижима минимальная рассогласовка двух идентичных трактов , даже очень простых в полосе 0..1ГГц и с какой точностью можно выдержать сдвиг фазы 180 между клоками АЦП и все станет ясно.

В том-то и дело

Выдержать допустимую ошибку фазы между клоками практически невозможно.В моей модели разбег клоков в единицы пикосекунд уже давал паразитную палку с уровнем всего на 24 дБ ниже основного тона.А кроме этого ещё неслабо влияют разбросы микросхем : АЧХ,ФЧХ,смещения,усиления и т.д. Без дополнительной обработки затея вообще не имеет смысла. Накопал немного информации по обработке,но всё как то очень размыто.

Видно не зря они это ставят:
FPGA IP: Production license chip (1-Wire device) for the ADX2 IP.

[khach]

Выдержать допустимую ошибку фазы между клоками практически невозможно.В моей модели разбег клоков в единицы пикосекунд уже давал паразитную палку с уровнем всего на 24 дБ ниже основного тона.А кроме этого ещё неслабо влияют разбросы микросхем : АЧХ,ФЧХ,смещения,усиления и т.д. Без дополнительной обработки затея вообще не имеет смысла.

Цифровая пост-обработка обычно помагает мало. Гораздо эффективнее "пошаманить" с аналоговым сигналом- регулиремые аналоговые задержки клоков для каждого АЦП, а иногда и для каждой фазы синфазного клока- варикапы на линиях и 12 битные ЦАПы для подстройки задержек по минимуму паразитной "палки". Согласование амплитуд каждого АЦП (аналоговые VGA и снова куча сериальных ЦАПов для подстройки). Ну и смещения нуля буферных усилителей, снова для каждого АЦП. Два низкошумящих встроенных генератора для самокалибровки и проверки интермодуляций тоже очень желательны.
Контроль температуры микросхем- сначала греем плату до рабочей температуры, потом самокалибруемся. При работе если температура ушла более чем на 2 градуса- снова самокалибровка.

[_Anatoliy]

Цифровая пост-обработка обычно помагает мало.

Вы сами имеете большой практический опыт в восстановлении такого сигнала?

На сайте TI есть схема этой платы,если Вы найдёте там хоть один ЦАП,линию задержки,VGA и т.д. то я съем свою шляпу.

Но на плате 1,1ГГц стоит Virtex-5 с вентилятором.Второй Виртекс - интерфейсный.

Даже больше скажу - используется метод LMS на лету и отдельного процесса калибровки не нужно.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[alexkok]

Выдержать допустимую ошибку фазы между клоками практически невозможно.В моей модели разбег клоков в единицы пикосекунд уже давал паразитную палку с уровнем всего на 24 дБ ниже основного тона.А кроме этого ещё неслабо влияют разбросы микросхем : АЧХ,ФЧХ,смещения,усиления и т.д. Без дополнительной обработки затея вообще не имеет смысла. Накопал немного информации по обработке,но всё как то очень размыто.

Самый простой способ коррекции (в цифре) будет если есть возможность периодически подавать калибровочный сигнал, синусоиду и ноль.
Разбаланс каналов вызывает паразитную модуляцию с частотой Fs/2 и наблюдается из-за наложения как зеркальный канал.
Чтобы подавить нужно сначала вычислить амплитуду и фазу паразитной модуляции, а затем промодулировать в противофазе.
Нужно только учесть что смещение нуля тоже будет давать модуляцию (аддитивную), так что калиброваться придется по двум входным сигналам.
Если АЦП малоразрядный, то для калибровки смещения нуля надо использовать, к примеру, пилообразный сигнал или шум, не чистый ноль.
Если нет возможности или желания использовать калибровку, то остается только попытаться адаптироваться по реальным сигналам.

Сообщение отредактировал alexkok - Apr 25 2009, 22:26

[_Anatoliy]

Разбаланс каналов вызывает паразитную модуляцию с частотой Fs/2 и наблюдается из-за наложения как зеркальный канал.

В модели это выглядит так,например,при Fs=1000МГц и сигнале 200МГц палка появляется на частоте 300МГц,т.е. симметрично относительно Fs/4.