|
|
|
Расчет петлевого фильтра ФАПЧ |
|
|
|
Apr 24 2018, 22:38
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987
|
Цитата(petrov @ Apr 24 2018, 13:34) Действительно казалось, не допускает. Тогда мне остаётся лишь признать, что системы ФАПЧ с КИХ-фильтром в петле ООС, созданной Вашим покорным слугой ещё 20+ лет тому, в действительности не существует. Поскольку, этого не допускает теория. Цитата(petrov @ Apr 24 2018, 13:34) Время не влияет, в том-то и беда, что даже тупо ездить ещё не научились. Тогда уж позвольте и мне "зайти с козырей": интеграторов, о которых Вы пишете, в цифровой технике не существует. Есть лишь их аппроксимация, различной степени убогости (Ваше выражение). Потому, "ламповая теория" в системах ЦОС, строго говоря, может быть применена только условно. ------------------------------------------------------------------------ Цитата(Fat Robot @ Apr 24 2018, 21:59) У фапч без интегрирующих звеньев в петлевом фильтре всегда будет остаточная ошибка. Это легко проверяется как теоретическими выкладками, так и моделированием. А в посте #11 данной темы разве не про это написано? Смысла ломиться в открытую дверь не вижу. Цитата(Fat Robot @ Apr 24 2018, 21:59) Если по каким-то причинам нужна петля с такими странными свойствами, то нет никакого смысла ставить КИХ в качестве ПФ. Вы просто не понимаете, о чём пишете. Смысл, в конкретных задачах, таки есть. Прочитайте ещё раз пост #11 внимательно. А вот конкретная вводная. Систематическая ошибка по фазе в пару градусов не волнует. Важно лишь равенство частот сигнала и генератора. Зато волнует время установления переходного процесса. Скажем, при скачкообразном изменении (несущей) частоты входного сигнала, в аддитивном полосовом шуме. Держу пари, что с КИХ-фильтром в ООС решение будет лучше, чем "по теории", в Вашей (и ув. petrov) интерпретации.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Apr 25 2018, 06:58
|
Частый гость
Группа: Свой
Сообщений: 95
Регистрация: 27-07-11
Из: Зеленоград
Пользователь №: 66 439
|
Цитата(Stanislav @ Apr 25 2018, 01:38) А вот конкретная вводная. Систематическая ошибка по фазе в пару градусов не волнует. Важно лишь равенство частот сигнала и генератора. Зато волнует время установления переходного процесса. Скажем, при скачкообразном изменении (несущей) частоты входного сигнала, в аддитивном полосовом шуме. Держу пари, что с КИХ-фильтром в ООС решение будет лучше, чем "по теории", в Вашей (и ув. petrov) интерпретации. Приведите, пожалуйста, пример скачкообразного изменения частоты несущей? В каких ситуациях такое может происходить со входным сигналом?
--------------------
Суббота начинается в понедельник
|
|
|
|
|
Apr 25 2018, 08:23
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 2 220
Регистрация: 21-10-04
Из: Balakhna
Пользователь №: 937
|
Цитата(Stanislav @ Apr 25 2018, 01:38) Тогда мне остаётся лишь признать, что системы ФАПЧ с КИХ-фильтром в петле ООС, созданной Вашим покорным слугой ещё 20+ лет тому, в действительности не существует. Поскольку, этого не допускает теория. Если вы его не видите, это не значит что его нет, нет такого понятия как ФАПЧ без интегратора. Цитата(Stanislav @ Apr 25 2018, 01:38) Тогда уж позвольте и мне "зайти с козырей": интеграторов, о которых Вы пишете, в цифровой технике не существует. Есть лишь их аппроксимация, различной степени убогости (Ваше выражение). Потому, "ламповая теория" в системах ЦОС, строго говоря, может быть применена только условно. Существует, лучше работает чем в аналоге, идеально без дрейфов всяких.
|
|
|
|
|
Apr 25 2018, 09:02
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 2 220
Регистрация: 21-10-04
Из: Balakhna
Пользователь №: 937
|
Цитата(_Anatoliy @ Apr 25 2018, 11:39) Коэффициент передачи цифрового интегратора на низких частотах ограничен его разрядностью... Не ограничен. А аналоговый уходит в насыщение. Цитата(_Anatoliy @ Apr 25 2018, 11:39) Но на высоких совсем другая картина. Ну и что? ЧХ БИХ ФНЧ отличается от аналогового ФНЧ.
|
|
|
|
|
Apr 25 2018, 10:25
|
ʕʘ̅͜ʘ̅ʔ
Группа: Свой
Сообщений: 1 008
Регистрация: 3-05-05
Пользователь №: 4 691
|
Регулировочную характеристику и расчет/моделирование эквивалентной полосы для вашей петли покажите, пожалуйста. Цитата(Stanislav @ Apr 25 2018, 02:38) А в посте #11 данной темы разве не про это написано? Смысла ломиться в открытую дверь не вижу. Вы просто не понимаете, о чём пишете. Смысл, в конкретных задачах, таки есть. Прочитайте ещё раз пост #11 внимательно. А вот конкретная вводная. Систематическая ошибка по фазе в пару градусов не волнует. Важно лишь равенство частот сигнала и генератора. Зато волнует время установления переходного процесса. Скажем, при скачкообразном изменении (несущей) частоты входного сигнала, в аддитивном полосовом шуме. Держу пари, что с КИХ-фильтром в ООС решение будет лучше, чем "по теории", в Вашей (и ув. petrov) интерпретации.
|
|
|
|
|
Apr 25 2018, 18:37
|
Знающий
Группа: Участник
Сообщений: 998
Регистрация: 27-08-08
Пользователь №: 39 850
|
Цитата(thermit @ Apr 25 2018, 00:20) Дык, теория должна работать на результат, а не результат - на теорию. Именно так. В свое время потоковый БПФ на ПЛИС делал быстрее чем ФАПЧ в Матлаб. А там тоже теория, комплексные числа... Запутанная эта теория так же как и сама петля. Конца края нет. Не дает покоя один момент. Как работает петля в случае фазоманипулированного сигнала, например BPSK? При смене фазы несущей частоты на входе фазового детектора будут два сигнала с расстройкой по фазе на 180 град +- собств. расстройка. Как при этом должна вести себя ФАПЧ? В примерах на симулинке наблюдал, что все работает, все регулируется. Цитата Регулировочную характеристику и расчет/моделирование эквивалентной полосы для вашей петли покажите, пожалуйста. Здесь очередная попытка в Матлаб коде для несущей 8 мГц. Хотя в конечном итоге нужно опуститься на 36 кГц CODE %% Модель цифровой ФАПЧ
% количество выборок на модель N= 300000; % Гц частота сигнала fref fref = 8e6; % Гц частота выборок fs= 96e6; % начальная ошибка NCO Гц fnco = fref+ferr ferr = -800; % натуральная частота Гц fn = 5000; % период выборки сек Ts = 1/fs; % индексы времени модели n= 0:N-1; % матрица времени модели мсек t= n*Ts*1000; % циклы начальной фазы опорного сигнала init_phase = 0.7; % циклы фазы опорного сигнала ref_phase = fref*n*Ts + init_phase; % циклы фазы опорн. сигн. по mod 1 ref_phase = mod(ref_phase,1); % коэффициент усиления NCO (по факту минимальный шаг соотв. разр. сетке) Knco= 1/4096; % коэфф. усил. фазового детектора 1/cycles KP = 2; % демпинг фактор zeta = 1.0; % круговая натуральная частота rad/s fn = ?n/(2?) wn = 2*pi*fn; % пропорциональный коэффициент петлевого фильтра KL= 2*zeta*wn*Ts/(KP*Knco); % интегральный коэффициент петлевого фильтра KI= wn^2*Ts^2/(KP*Knco); % распечатка fprintf('Пропорц. коэфф KL %d\n', KL); fprintf('Интегр. коэфф KI %d\n', KI);
% Расчет коэффициентов передаточной функции с замкнутого контура u / ref_phase % CL(z) = (b0 + b1z^-1)/(a2Z^-2 + a1z^-1 + 1) b0= KP*KL*Knco; b1= KP*Knco*(KI - KL); a1= KP*KL*Knco - 2; a2= 1 + KP*Knco*(KI - KL); % коэффициенты петлевого фильтра (numerator denominator) b= [b0 b1]; a= [1 a1 a2];
% начальная частота NCO Гц fnco = fref+ferr; % распечатка fprintf('начальная частота NCO Гц %d\n', fnco);
u(1) = 0; ur(1) = 0; int(1)= 0; % начальная фазовая ошибка phase_error(1) = -init_phase; % начальная значение на входе NCO vtune(1) = -init_phase*KL; % решение разностных уравнений for n= 2:N; % NCO x = fnco*Ts + u(n-1) + vtune(n-1)*Knco; % циклы NCO фазы u(n) = mod(x,1); % циклы NCO фазы по mod 1 s = sin(2*pi*u(n-1)); % NCO sin выход y(n)= round(2^15*s)/2^15; % квантованный выход синуса % фазовый детектор pe= ref_phase(n-1) - u(n-1); % ошибка фазы pe= 2*(mod(pe+1/2,1) - 1/2); % обертка, если пересечение фаз +/- 1/2 цикла phase_error(n) = pe; % Петлевой фильтр int(n) = KI*pe + int(n-1); % интегратор vtune(n) = int(n) + KL*pe; % выход петлевого фильтра xr = fref*Ts + ur(n-1); % циклы fref ur(n) = mod(xr,1); % циклы fref фазы по mod 1 sr = sin(2*pi*ur(n-1)); % sin выход fref yr(n)= round(2^15*sr)/2^15; % квантованный выход fref
end
%% Графика
% фазовая ошибка с фазового детектора figure plot(t,phase_error, 'b-', 'LineWidth', 2),grid axis([0 3 -1 1]) xlabel('t (ms)'),ylabel('phase_error'),title('фазовая ошибка с фаз. детектора')
% выход VCO figure plot(t,vtune, 'r-', 'LineWidth', 2),grid axis([0 3 -1 1]) xlabel('t (ms)'),ylabel('vtune'),title('выходной сигнал петлевого фильтра')
figure psd(y(11000:end),2^14,fs/1e6) axis([7.95 8.05 -80 40]),xlabel('MHz'),title('Спектр выхода NCO')
% % Частотная характеристика замкнутого контура % figure % u = 0:.1:.9; % f= 10* 10 .^u; % f = [f 10*f 100*f 1000*f]; % z = exp(j*2*pi*f/fs); % CL= (b0 + b1*z.^-1)./(1 + a1*z.^-1 + a2*z.^-2); % CL_dB= 20*log10(abs(CL)); % semilogx(f,CL_dB),grid % xlabel('Hz'),ylabel('CL(z) dB'),title('Частотная характеристика замкнутого контура')
% sin NCO и fref figure; plot(t, y, 'b-', 'LineWidth', 2); hold on; grid on; plot(t, yr, 'r-', 'LineWidth', 2); hold on hold off;
Сообщение отредактировал Acvarif - Apr 25 2018, 18:49
|
|
|
|
|
Apr 26 2018, 05:15
|
Знающий
Группа: Участник
Сообщений: 998
Регистрация: 27-08-08
Пользователь №: 39 850
|
Цитата(thermit @ Apr 26 2018, 06:33) Фап обрабатывает не сигнал, а его фазу. В этой связи совершенно пофиг, какая там модуляция. Это понятно. Когда на входе ФАПЧ 2 противофазных сигнала, пусть одинаковой частоты, как он меряет фазовую расстройку? Я имел ввиду это https://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=146727 с картинками Thus, the Costas-loop PLL filter tracks the error signal which is proportional to sin(2(φ-φ')).φ – phase offset introduced by the channelLet the voltage controlled oscillator (with phase offset φ') output be given by,По формулам ФАП вычисляет сигнал ошибки между φ-φ' Тогда действительно пофиг. Но как-то не получается представить что такое эти φ и φ'... При построении ФАПЧ в цифровом бинарном виде в качестве фазового детектора обычно используется элемент XOR (исключающее или) При BPSK модуляции получается такой вариант не будет работать. В чем в этом случае выход?
Сообщение отредактировал Acvarif - Apr 26 2018, 06:00
|
|
|
|
|
Apr 27 2018, 21:14
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987
|
Цитата(petrov @ Apr 25 2018, 11:23) Если вы его не видите, это не значит что его нет,.. Побейте, но лучше не скажешь. Эта стрела летит в Вашу же сторону. Цитата(petrov @ Apr 25 2018, 11:23) ...нет такого понятия как ФАПЧ без интегратора. ФАПЧ без интеграторов в ООС прекрасно существуют. Если не так, приведите, пожалуйста, определение понятия ФАПЧ, где постулируется присутствие интеграторов. Это обязательный момент. В противном случае, лучче "разойтись с миром". Цитата(petrov @ Apr 25 2018, 11:23) Существует, лучше работает чем в аналоге, идеально без дрейфов всяких. Вы тоже не понимаете, о чём пишете. Интегратор в аналоге хотя бы соответствует определению теоретически. Интегратор в цифре есть математическая абстракция. Если я не прав, скажите, как выразить в цифре интеграл от функции sin(t), где t - время, Не приближённо, а точно. ЗЫ. "Идеально без дрейфов всяких" - где про это Вы вычитали?
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|