Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Сложение N некоррелированных источников сигнала
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Rf & Microwave Design
Страницы: 1, 2
Vitaly_K
Цитата(rloc @ Feb 18 2014, 18:12) *
Вы сами написали? Почему не публикуете? Бегло пробежался, пока не могу критиковать. Но в любом случае одобряю, потому как считаю необходимым оформлять идеи в бумажном виде. Это позволяет навести порядок среди множества разбросанных мыслей.

Так оно ж, в основном, всё опубликовано, см. ссылки. А что по поводу моего вопроса?
rloc
Цитата(Vitaly_K @ Feb 18 2014, 20:25) *
А что по поводу моего вопроса?

Без стаканА не разберешь ) Когда-нибудь возможно и уловлю здравое зерно. Отдельный RS-триггер сделать - это уже не простая задача. Что мы имеем на сегодняшний день? Прожорливые HMC439/HMC440/HMC698/HMC699 с частотой до 1.3 ГГц, все остальные - максимум 200 МГц. Ждать пока появятся новые технологии?
Vitaly_K
Цитата(rloc @ Feb 18 2014, 19:40) *
Без стаканА не разберешь ) Когда-нибудь возможно и уловлю здравое зерно. Отдельный RS-триггер сделать - это уже не простая задача. Что мы имеем на сегодняшний день? Прожорливые HMC439/HMC440/HMC698/HMC699 с частотой до 1.3 ГГц, все остальные - максимум 200 МГц. Ждать пока появятся новые технологии?

Так ведь мой вопрос не касается что и как сделать и сколько оно будет пожирать. Вопрос: как влияет некогерентное суммирование шумов в приведенной структуре на результирующий шум на выходе. И не важно на каких частотах всё это работает.
rloc
Выигрыш - 10*log(4) по собственным шумам по отношению к одиночному триггеру в кольце (по схеме).
Vitaly_K
Цитата(rloc @ Feb 18 2014, 21:22) *
Выигрыш - 10*log(4) по собственным шумам по отношению к одиночному триггеру в кольце (по схеме).

Но это, как я понимаю, выигрыш на выходе ФД, а на выходе ФАПЧ его нет, поскольку крутизна ФД уменьшилась в 4 раза. Не так ли?
rloc
Частота сравнения поднялась в 4 раза, выигрыш соответственно - классика.
Vitaly_K
Цитата(rloc @ Feb 19 2014, 10:20) *
Частота сравнения поднялась в 4 раза, выигрыш соответственно - классика.

Если повысилась, то да. Но мне интересно знать, что будет на той же частоте. И именно для структуры синтезатора, на которую я ссылался. Там множество парциальных детекторов, на практике – это K=32 и более. Можно ли для неё написать формулу 10log(K/m), где m – отношение крутизны ФД, если бы в системе использовался один RS-триггер, к крутизне такого вот «много-триггерного» ФД?
Fat Robot
Почему же она поднялась? каждый отвод кольцевого счетчика работает как делитель. (по структурной схеме, прикрепленной к этой ветке - делитель на 4). На временных диаграмах это видно, да и вы сами ранее на это обратили внимание.

http://electronix.ru/forum/index.php?s=&am...t&p=1236940

Потом за счет формальных манипуляций с нач. фазами каждого из делителей и суммирования выходов элементарных ФД (rs-триггеров) автор обратно поднимает частоту сравнения в 4 раза. Может еще поднимается усиление в ПФ. Опять же за счет формальных операций.

на мой взгляд, если ( F_ref / N_отв ) много больше полосы ПФ, то ничего интересного не произойдет. Если соизмеримо, то надо смотреть. Но подозреваю, что тоже ничего интересного.

Цитата(rloc @ Feb 19 2014, 09:20) *
Частота сравнения поднялась в 4 раза, выигрыш соответственно - классика.
Vitaly_K
Цитата(rloc @ Feb 19 2014, 10:20) *
Частота сравнения поднялась в 4 раза, выигрыш соответственно - классика.

Тогда вернёмся к информации от Fujitsu (см. ссылку ниже). Они расщепили опору на 4 фазы, чем увеличили частоту сравнения в 4 раза, и получили выигрыш по шумам 5 дБ. Значит ли это, что этот выигрыш получен именно и только за счёт повышения частоты сравнения? Там ведь ещё будто бы присутствовало некогерентное сложение шумов парциальных детекторов, не так ли? Правда, они об этом не пишут.
Fujitsu News, 8 October 2013, Fujitsu Develops Low-Noise Signal-Generating Circuit Technology for Automotive Radar and Other Transceivers - http://www.fujitsu.com/global/news/pr/arch...tml#scrollTop=0

rloc
Цитата(Vitaly_K @ Mar 2 2014, 18:16) *
Значит ли это, что этот выигрыш получен именно и только за счёт повышения частоты сравнения? Там ведь ещё будто бы присутствовало некогерентное сложение шумов парциальных детекторов, не так ли?

На мой взгляд повышение частоты и некогерентное сложение - это одно и то же. Рассматривать нужно что-то одно. Теоретически все детекторы могут работать в один момент времени и выигрыш останется точно таким же, об этом писалось в другой статье. Разницы не будет только в дискретном исполнении, внутри кристалла приходится разносить детекторы по времени, потому как появляется корреляционная зависимость и выигрыш от увеличения детекторов падает. Тонкости и нюансы вылезают при конкретном исполнении, без влезания в топологию микросхемы сложно сказать что лучше.
Vitaly_K
Цитата(rloc @ Mar 3 2014, 09:29) *
На мой взгляд повышение частоты и некогерентное сложение - это одно и то же. Рассматривать нужно что-то одно. Теоретически все детекторы могут работать в один момент времени и выигрыш останется точно таким же, об этом писалось в другой статье. Разницы не будет только в дискретном исполнении, внутри кристалла приходится разносить детекторы по времени, потому как появляется корреляционная зависимость и выигрыш от увеличения детекторов падает. Тонкости и нюансы вылезают при конкретном исполнении, без влезания в топологию микросхемы сложно сказать что лучше.

Пожалуйста, дайте ссылку на статью.
rloc
Цитата(Vitaly_K @ Mar 4 2014, 10:17) *
Пожалуйста, дайте ссылку на статью.

Обсуждали в соседней теме, должна быть знакома Вам.
Vitaly_K
Цитата(rloc @ Mar 4 2014, 08:32) *
Обсуждали в соседней теме, должна быть знакома Вам.

Да, эта статья мне знакома. Там за счёт некогерентного сложения шумов фазовых детекторов должен быть выигрыш, как я понимаю, 10lgK (теоретически), где K – количество детекторов. А вот в источнике от Fujitsu, на который я ссылался, там есть ещё и фактор повышения частоты сравнения в N=4 раза. Т.е. теоретически выигрыш должен бы быть 20lg4+10lg4 = 12+6=18 дБ? Подчёркиваю – теоретически. Подтвердить же это экспериментом практически невозможно из-за шумов других элементов. Не так ли? Это к Вашему замечанию, что «повышение частоты и некогерентное сложение - это одно и то же. Рассматривать нужно что-то одно».
rloc
Цитата(Vitaly_K @ Mar 4 2014, 13:56) *
А вот в источнике от Fujitsu, на который я ссылался, там есть ещё и фактор повышения частоты сравнения в N=4 раза. Т.е. теоретически выигрыш должен бы быть 20lg4+10lg4 = 12+6=18 дБ?

Ну откуда Вы это взяли? Где написано? И выигрыш от повышения частоты не 20lg4, а 10lg4, точно такой же, как и при некогерентном сложении. Некогерентное сложение и повышение частоты - одно выводится из другого, но никак не вместе суммируется.
Vitaly_K
Цитата(rloc @ Mar 4 2014, 12:19) *
Ну откуда Вы это взяли? Где написано? И выигрыш от повышения частоты не 20lg4, а 10lg4, точно такой же, как и при некогерентном сложении. Некогерентное сложение и повышение частоты - одно выводится из другого, но никак не вместе суммируется.

Там и в самом деле об этом ничего не написано. Это я сам по своей необразованности такое придумал. Но пытаюсь разобраться. Вы уж извините меня за назойливость. Шумы на выходе мульти-ФД уменьшились на 10lg4. Коэффициент их умножения в петле уменьшился в 4 раза (за счёт повышения частоты сравнения). Разве это не ещё добавка в 20lg4? Чисто теоретически.
rloc
Если коэффициент умножения уменьшается в 4 раза, шумы падают на 20log4, но за счет применения 4-х разнесенных по времени детекторов шум на суммарном выходе поднимается на 10log4, и в итоге выигрыш составляет 20log4 - 10log4 = 10log4.

Если рассматривать одновременное сложение нескольких детекторов, то повышения частоты нет, но суммарный шум на выходе ФД уменьшается на 10log4 , и соответственно на столько же увеличивается выигрыш (фактически за счет того, что мощность полезной составляющей увеличивается на 20log4, а шумовой - на 10log4).
Vitaly_K
Цитата(rloc @ Mar 4 2014, 14:11) *
Если коэффициент умножения уменьшается в 4 раза, шумы падают на 20log4, но за счет применения 4-х разнесенных по времени детекторов шум на суммарном выходе поднимается на 10log4, и в итоге выигрыш составляет 20log4 - 10log4 = 10log4.

Если рассматривать одновременное сложение нескольких детекторов, то повышения частоты нет, но суммарный шум на выходе ФД уменьшается на 10log4 , и соответственно на столько же увеличивается выигрыш (фактически за счет того, что мощность полезной составляющей увеличивается на 20log4, а шумовой - на 10log4).

Возможно, я Вас не понимаю из-за того, что каждый из нас по-разному представляет сам единичный ФД. Для Вас, видимо, это ЧФД с накачкой заряда, а для меня это просто RS-триггер. Если триггеров несколько, скажем К=4, то их выходы суммируются с весом 1/K=1/4, и потому с полезной составляющей ничего не происходит, она остаётся на прежнем уровне. А шумы уменьшаются на 10lgK=6 дБ. И дальше по выходу ФАПЧ при снижении коэффициента деления в петле, будет ли так же, как Вы пишите, или как-то по-другому?
rloc
Неважно, что мы складываем, при разнесении по времени суммарные шумы триггеров увеличиваются в абсолютном и относительном значении на 10log4. Какая разница: накачка заряда или суммирование на резисторах? Я писал в общем виде, для примера можно взять HMC439, где нет никакой накачки.
Vitaly_K
Цитата(rloc @ Mar 4 2014, 16:52) *
Неважно, что мы складываем, при разнесении по времени суммарные шумы триггеров увеличиваются в абсолютном и относительном значении на 10log4. Какая разница: накачка заряда или суммирование на резисторах? Я писал в общем виде, для примера можно взять HMC439, где нет никакой накачки.

Ну это уже совсем за гранью моих возможностей понимания. Не иначе как чудо. Пусть даже шумы будут когерентными, точной копией друг друга. Но если от каждого ФД взять 1/K долю и все эти доли сложить, то получим исходный шум одного ФД. Откуда может возникнуть увеличение на 10lgK?
rloc
Почему Вы от каждого ФД берете долю? Примите ФШ одного триггера за 1 и считайте выигрыш/проигрыш относительно этой единицы.

Vitaly_K, мне сложно разбираться в Ваших долях и системах измерения. Не мучайте меня, сядьте посчитайте и дайте утвердительный ответ. Вы уже столько лет занимаетесь этой темой, можно было и промоделировать и теоретически доказать.
Vitaly_K
Цитата(rloc @ Mar 4 2014, 17:47) *
Почему Вы от каждого ФД берете долю? Примите ФШ одного триггера за 1 и считайте выигрыш/проигрыш относительно этой единицы.

Vitaly_K, мне сложно разбираться в Ваших долях и системах измерения. Не мучайте меня, сядьте посчитайте и дайте утвердительный ответ. Вы уже столько лет занимаетесь этой темой, можно было и промоделировать и теоретически доказать.


Ещё раз прошу извинить меня. Больше не буду Вас мучить. Только в последний раз, иначе жаль, поскольку мы с Вами, как мне кажется, уже вплотную подошли к ответу на мой вопрос.

Я так и делаю, принимаю фазовый шум одного триггера за единицу. А доли получаются согласно схемы (прилагаю).
rloc
Не правильно рассуждаете. За единицу надо брать триггер вместе с резистором. Все производители стараются получить максимальный ток на выходе, увеличить крутизну характеристики. И если мы хотим улучшить хар-ки, то должны некоторым образом складывать несколько ФД с максимальными токами, иначе к чему эта возня?

Если Вы резисторами уменьшите ток в K раз относительно одного триггера, то при одинаковых частотах работы Ваша схема ничем не будет лучше по шумам относительно обычного ФД с сигма-дельта модулятором.
Vitaly_K
Цитата(rloc @ Mar 4 2014, 18:53) *
Не правильно рассуждаете. За единицу надо брать триггер вместе с резистором. Все производители стараются получить максимальный ток на выходе, увеличить крутизну характеристики. И если мы хотим улучшить хар-ки, то должны некоторым образом складывать несколько ФД с максимальными токами, иначе к чему эта возня?

Если Вы резисторами уменьшите ток в K раз относительно одного триггера, то при одинаковых частотах работы Ваша схема ничем не будет лучше по шумам относительно обычного ФД с сигма-дельта модулятором.


Ну что же, жаль, что не могу Вас больше беспокоить, ибо обещал. В любом случае спасибо за участие.
Vitaly_K
Цитата(Vitaly_K @ Mar 4 2014, 19:10) *
Ну что же, жаль, что не могу Вас больше беспокоить, ибо обещал. В любом случае спасибо за участие.


Но есть ведь и другие участники форума, и потому обращаюсь к ним за помощью. Как считает rlock, «за единицу надо брать триггер вместе с резистором». Хорошо, пусть будет так, сути вопроса это не меняет. Пускай эта «единица» шумит больше, чем сам триггер, дело не в этом. Вопрос остаётся тем же: каков будет суммарный шум этих «единиц» в количестве К, если их сложить с весами 1/K?

Что касается приведенной схемы ЦАП, то где бы я о ней не писал, всегда приводил оговорку, что такое упрощённое представление ЦАП сделано лишь для того, чтобы показать весовые соотношения его разрядов. На самом же деле это что ни на и есть самый обыкновенный, стандартный сегментированный ЦАП.
Dr.Drew
K/(K*K)=1/K
Vitaly_K
Цитата(Dr.Drew @ Mar 6 2014, 03:47) *
K/(K*K)=1/K

Пожалуйста, поясните формулу.
Dr.Drew
Для каждого элемента весовой коэффициент 1/К - для мощности шумов 1/(К*К). Складываются К сигналов с равными шумовыми мощностями и весами.
Vitaly_K
Цитата(Dr.Drew @ Mar 6 2014, 09:55) *
Для каждого элемента весовой коэффициент 1/К - для мощности шумов 1/(К*К). Складываются К сигналов с равными шумовыми мощностями и весами.

Правильно ли я понял, что мощность каждого источника уменьшилась в К раз (почему?), сложилась с весом 1/K, а чтобы получить сумму, умножаем на К? Т.е. в итоге шум уменьшился в К раз. Если в децибелах, то это 10lgK?
Dr.Drew
Уменьшилась, потому что происходит нормировка относительно мощности полезного сигнала, которая растет пропорционально квадрату количества элементов, а абсолютные шумы - просто количеству элементов. Абсолютный уровень шумов нас не интересует (не интересует?), не давая никакой информации. Вот и нормируем относительно выходного полезного сигнала. Мощность каждого источника осталась прежней, просто его вклад в общую картину уменьшился. Вообще, я не в теме и не знаю, что написано на предыдущих пяти страницах. И читать нет времени.
Vitaly_K
Цитата(Dr.Drew @ Mar 6 2014, 11:50) *
Уменьшилась, потому что происходит нормировка относительно мощности полезного сигнала, которая растет пропорционально квадрату количества элементов, а абсолютные шумы - просто количеству элементов. Абсолютный уровень шумов нас не интересует (не интересует?), не давая никакой информации. Вот и нормируем относительно выходного полезного сигнала. Мощность каждого источника осталась прежней, просто его вклад в общую картину уменьшился. Вообще, я не в теме и не знаю, что написано на предыдущих пяти страницах. И читать нет времени.

Спасибо!
Vitaly_K
Пообщался ещё и с тау и с его помощью пришёл к следующему выводу. А если что не так, то, надеюсь, он меня поправит.
Если принять шум одного триггера за единицу, то шум на выходе PDS, в результате некогерентного сложения шумов в суммарном ФД, составит величину -10lgR+20lg(R/C), где R – значение кода на входе аккумулятора, работающего на расщепитель фаз в опорном тракте, а C – значение кода на входе аккумулятора в сигнальном тракте. На верхней частоте сигнала синтезатора, когда R=C, и тогда ещё нет деления частоты в петле ФАПЧ, шум составит величину -10lgR. А при одном триггере в петле, как это имеет место в синтезаторе Frac-N типа, шум от ФД на выходе синтезатора равен 20lgN, где N – коэффициент деления в петле ФАПЧ. Разность шумов PDS и Frac-N равна
20lgN+10lgR.
Положим, что ёмкость аккумулятора в опорном тракте PDS равна Q=32, и тогда значение R может быть выбрано как R=8 (отношение Q/R=4 является типовым), а коэффициент деления в Frac-N равен N=4 (меньшим он никак быть не может). Тогда выигрыш по шумам в PDS по сравнению с Frac-N составит 20lg4+10lg8 = 20x0,6 + 10x0,9 = 21 дБ.
Не так ли?
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.