Обнаружение импульсного сигнала Опции

[Anton1990]

Все добрый день.
Задача обнаружить импульсный сигнала. Есть АЦП + ПЛИС.
Например в некоторой полосе N с центральной частотой Fц мы ожидаем импульсный сигнал. Задача определить центральную частоту сигнала и его длительность. Как подойти к решению подобной задачи? Когда появиться сигнал неизвестно. Его продолжительность неизвестна. Частота неизвестна. По предварительным намекам в длительность самого короткого импульса укладывается примерно 20 тактов частоты дискретизации. Какие идеи можете предложить? Заранее всем спасибо за ответы.

[Alex11]

Это некая огибающая с заполнением частотой? А как соотносится максимальная искомая частота с частотой выборок?

[soldat_shveyk]

Здесь обсуждали подобное - http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=132282

[Anton1990]

Это некая огибающая с заполнением частотой? А как соотносится максимальная искомая частота с частотой выборок?

Да, это огибающая с заполнением частотой.
А вот второго вопроса я не понял. Что Вы подразумеваете под максимальной искомой частотой. Это центральная частота импульса? Тогда максмальная частота то половина частоты + несущая частота (например ширина полосы 20 МГц, центральная ширина полоысы 140 МГц , следовательно максимальная искомая частота 140 + 10, ну где так +/- ширина самого импульса). А вообще центральная частота полосы и частота дискретизации можно выбрать.

[gutzzz]

32-х точечное БПФ с перекрытием 1/4. Оконная функция Дольфа-Чебышева. Адаптивный порог в частотной области.

[Anton1990]

32-х точечное БПФ с перекрытием 1/4. Оконная функция Дольфа-Чебышева. Адаптивный порог в частотной области.

Так уже что то. Можно в двух словах про БПФ с перекрытием. И еще. 32 точки БПФ из каких соображений? Ширина анализируемой полосы примерно 100 МГц. Максимальная ширина возможного импульсного сигнала что-то около 20 МГц. 32 точки не мало?

[Alex11]

А вот второго вопроса я не понял.

Я имел в виду максимальную частоту заполнения. Примерно. Вы уже назвали 140 МГц, а частота оцифровки какая?

[Anton1990]

Я имел в виду максимальную частоту заполнения. Примерно. Вы уже назвали 140 МГц, а частота оцифровки какая?

Что -то около 300 МГц

[Alex11]

Я бы поднял при возможности частоту оцифровки хотя бы на 50 МГц. А то так очень близко к пределу. Для определения наличия импульса и частоты согласен с gutzzz. Я не работал с функцией Дольфа-Чебышева, но какая-то нужна обязательно. По возможности минимально уменьшающая количество действующих точек, их и так мало. Я бы взял Гаусса, т.к. после него можно довольно просто посчитать точную частоту (между бинами). Для 32-точечного БПФ это может быть актуально. Смотря, какая точность Вам нужна. Длительность из БПФ получится очень приблизительная, лучше получив из БПФ сигнал присутствия и амплитуду смотреть длительность во временной области по порогу как части амплитуды, полученной из Фурье.

[Anton1990]

Я бы поднял при возможности частоту оцифровки хотя бы на 50 МГц. А то так очень близко к пределу. Для определения наличия импульса и частоты согласен с gutzzz. Я не работал с функцией Дольфа-Чебышева, но какая-то нужна обязательно. По возможности минимально уменьшающая количество действующих точек, их и так мало. Я бы взял Гаусса, т.к. после него можно довольно просто посчитать точную частоту (между бинами). Для 32-точечного БПФ это может быть актуально. Смотря, какая точность Вам нужна. Длительность из БПФ получится очень приблизительная, лучше получив из БПФ сигнал присутствия и амплитуду смотреть длительность во временной области по порогу как части амплитуды, полученной из Фурье.

Про предел понимаю. Я же и говорю "приблизительно". Я так понимаю механизм "примерно" такой:
оцифровываю, пропускаю через окно, подаю на БПФ, по пороговому датчику определяю наличие импульса и его примерную амплитуду, параллельно с этим в временной области определяю начало импульса и дождавшись его конца, определяю длительность.
Но что бы во временной области определить начало сигнала (увидеть изменение амплитуды) я должен его отфильтровать (ведь во всей полосе 100 МГц могут присутствовать и стационарные сигналы, которые мне не дадут увидеть импульс во временной области). Следовательно предварительно ставим фильтр для фильтрации сигнала ширина которого примерно оценивается в частотной области. И все это параллельно. Да, и поскольку центральная частота импульса априори неизвестна, то его предварительно нужно сместить в ноль (что бы попал под фильтр) или же городить полосовой фильтр с изменяемой полосой и центральной частотой. Как то все сложновато.
Если не в лом раcскажите в двух словах про БПФ с перекрытием 1/4. И почему всего 32 точки БПФ. При такой полосе на 32 точках я ничего не увижу. Или я что-то не понимаю?

[agregat]

Возможно под перекрытием понимается снятие БПФ по 4 каналам так чтобы следующий БПФ начинался, когда 8 отсчетов из 32х сняты у предыдущего, Вы же обнаруживать собираетесь импульс, значит нужен "скользящий БПФ", вот 4 канала с перекрытием 8 отсчетов или 1./4 от 32х, каждый на 32 точки и потребуются.

[Anton1990]

Возможно под перекрытием понимается снятие БПФ по 4 каналам так чтобы следующий БПФ начинался, когда 8 отсчетов из 32х сняты у предыдущего, Вы же обнаруживать собираетесь импульс, значит нужен "скользящий БПФ", вот 4 канала с перекрытием 8 отсчетов или 1./4 от 32х, каждый на 32 точки и потребуются.

Т.е. БПФ от отсчетов 1..32,
далее БПФ от 8..40,
далее БПФ от 16..48
далее от 24..56.
Я правильно понимаю?
Так это чтож 4 корки БПФ работающих параллельно со смещением на 8 отсчетов?

[Alex11]

32 точки из Вашего условия 20 точек дискретизации в импульсе. Если Вы возьмете более длинный БПФ, то наловите очень много шума.
Вы бы все-таки сказали, на какую точность Вы рассчитываете. Там же есть пределы. Может быть, это вообще не реально. И что там с помехами? Если это небольшой шум, то это одно, а если сигнал в полный рост, но на другой частоте - совсем другое. Фильтровать сингал нужно по-любому. Для начала в аналоге перед АЦП, чтобы не получить заворота спектра всего, что выше половины частоты дискретизации. И фильтр должен быть очень крутой, особенно если Вы хотите работать вблизи этой половины. И снизу хорошо бы тоже профильтровать ниже интересующей Вас полосы. При этом это фиксированный фильтр. Если у Вас в полосе могут быть сигналы с двумя частотами одновременно, то это засада. На Фурье с малым количеством точек Вы их не разрешите, а с большим - короткий сигнал утонет в шуме.

[Anton1990]

32 точки из Вашего условия 20 точек дискретизации в импульсе. Если Вы возьмете более длинный БПФ, то наловите очень много шума.
Вы бы все-таки сказали, на какую точность Вы рассчитываете. Там же есть пределы. Может быть, это вообще не реально. И что там с помехами? Если это небольшой шум, то это одно, а если сигнал в полный рост, но на другой частоте - совсем другое. Фильтровать сингал нужно по-любому. Для начала в аналоге перед АЦП, чтобы не получить заворота спектра всего, что выше половины частоты дискретизации. И фильтр должен быть очень крутой, особенно если Вы хотите работать вблизи этой половины. И снизу хорошо бы тоже профильтровать ниже интересующей Вас полосы. При этом это фиксированный фильтр. Если у Вас в полосе могут быть сигналы с двумя частотами одновременно, то это засада. На Фурье с малым количеством точек Вы их не разрешите, а с большим - короткий сигнал утонет в шуме.

32 точки БПФ на 20 точек дискретизации в импульсе - это почему вдруг, я же собираюсь подавать на БПФ всю полосу. Или Вы имеете ввиду что необходимо децимировать сигнал пока не полочу полосу приблизительно равную ширине импульса?
С точность пока незнаю как обстоят дела (возможно будет такая какая получиться).
Помехи в полный рост - канал реальный (в качестве помех сигналы, импульсы, шумы).

[agregat]

Так это чтож 4 корки БПФ работающих параллельно со смещением на 8 отсчетов?

Да, а возможно и больше, знаю проект в котором для обнаружения использовали 16 независимых БПФ.
А вообще к чему столько вопросов то? Записали реальный сигнал с импульсом, оцифровали его и загнали в MATLAB.
Затем наштамповали сколько надо каналов приема 1, 2, 4, или 8 с одинаковыми характеристиками.
Задали между ними смещение в получении отсчетов, как описано выше например 8 отсчетов для 4х каналов.
И подали на БПФ свой записаный сигнал. И прогнали это по циклу, задавая смещение сигнала относительно
всех каналов БПФ.
Вот тогда и наберете статистику, сколько нужно отсчетов, чтобы шумы не мешали, чтобы захват был качественный,
чтобы каналов было минмум и так далее., А когда найдете нужное число отсчетов БПФ, каналов и смещение, можно уже реализовывать в железе.
Насколько я понимаю БПФ в MATLAB примеров вагон, и приемников тоже вагон. Ну так вперед...