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.

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.

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)

А что за АЦП стоит на этой железке?

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.

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:

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.

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.

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.

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.

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

О это интересно!!! Расскажите как можно "LMS на лету" использовать без калибровочного сигнала? Вот есть какая-то палка в спектре, как понять что это - глюк порожденный системой сложения сигналов с двух АЦП или эта палка действительно присутствует на входе устройства? Мне кажется что если бы был легкий и дешевый способ из двух АЦП сделать одно качественное АЦП на частоту дискретизации в двое больше, то все бы так и делали, Аналог Девайс выпускали бы чипы с 2^n АЦП внутри и встроенной схемой сложения .

Не знаю насчет LMS или чего-то еще, а АЦП двухканальные с режимом interlaced имеются.
1 минута гугления дала ссылку http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/atmel/2153S.pdf
• Dual ADC, 8-bit Resolution
• 1 Gsps Sampling Rate per Channel, 2 Gsps in Interlaced Mode

А я и не говорил что есть лёгкий и дешёвый способ(я не зря намекал на Virtex-5 с вентилятором стоимостью около $2К).Как можно обходиться без калибровочного сигнала - пока не знаю, разбираюсь. Если анализировать только спектр, то действительно разобраться невозможно.Спектр - это следствие,а бороться нужно с причиной и похоже что информацию для LMS получают как-то по другому.Но то что на входы АЦП подаётся только входной сигнал без каких либо калибровочных сигналов - это факт. Видимо всю информацию о внесенных искажениях сигнала(см.список выше) можно вытащить из самого сигнала

Atmel передал wideband ADC в e2v http://www.e2v.com/specialist-semiconducto...ers/datasheets/
Там до 5 Gsps в Interlaced mode.



Как убрать смещение нуля рассказано вот тут Digitally Removing a DC Offset: DSP Without Mathematics
Тактировать АЦП можно достаточно точно используя предназначенные для для дистрибуции клоков девайсы типа AD9517. Скважность, джиттер, смещение тактовых - все в одном флаконе. Если смещение не устраивает - есть NB6L295 и подобные.
Синхронизировать съем данных с АЦП - тоже решабельно.

ЗЫ: ADS5463 пользуем в многоканальном варианте - на 4 каналах разброс смещения (постоянной составляющей) на выходе АЦП очень незначителен, шумят тоже в допустимых пределах. Interlaced режим тоже заложен в схемотехнике. Исследуем.
Если интересно, что и как включали и меряли - в личку.

Спасибо,интересно - завтра с работы напишу.
NB6L295 интересная микросхема,да уж больно джиттер большой,мне нужно не более 250fs.
А насчёт AD9517 согласен,я тоже в её сторону смотрел.

Да можно...



У Вас имеется адекватная модель разброса параметров?


Наверное в сторону статистической радофизики...



Вот и я о том же... Что бы что-то скомпенсировать его нужно замерять - т.е. знать. Можно знать в некоторых пределах (амплитудных, временных, частотных...) - это уже обратная сторона теорвера - но ответ тот же - знать надо диапазоны велечин. Если параметры(или диапазоны параметров) заранее неизвестны то ничего не удастся скомпенсировать...

Ну это те же яйца, только в профиль, что узкополосный, что широкополосный но все-таки нужно подать - т.е. как-то живую конкретную схему протестировать. И знать тоже нужно, вот только вместо разработчика это знать будет адаптивный фильтр минуя голову инженера и операцию ручного копирования коэффициентов!

Разве так сложно задержать один клок относительно другого на несколько пикосекунд?Конечно,это далеко не полная картина искажений,но для оценивания хотя бы порядка допустимых значений достаточна.

Фильтрацию можно не знать, а измерить адаптивным фильтром.

Возьмем два примерно одинаковых АЦП с неизвестными примерно одинаковыми параметрами.
Реализуем режим калибровки. Для этого тактируем оба АЦП от одного генератора и с помощью адаптивного
фильтра "исправляем" характеристики второго АЦП, приводя их к параметрам первого, эталонного. Для этого
на оба канала нужно подать произвольный широкополосный сигнал (как собственно и в рабочем режиме).

После чего выключаем режим калибровки, замораживаем фильтр и сдвигаем тактовую второго АЦП на пол-такта.
Вуаля! задача удвоения частоты АЦП решена. Калибровочный сигнал не нужен, но нужен режим калибровки

Как сделать "LMS на лету", без калибровки, впрочем, всё равно не понятно. Наверное это таки фейк

При этом система приходит почти в то же самое некалиброванное состояние как и до калибровки.

Это зависит от того насколько точно Вы можете выполнить сдвиг на пол-такта.

Так если на "настоящий" хороший АЦП подать грязный тактовый сигнал, то результат тоже будет не очень.
При подаче тактового сигнала идеально сдвинутого на пол-такта система в некалиброваное состояние не перейдет.
Поскольку апертурные искажения (ЧКХ) были скомпенсированы в процессе калибровки и в этом отношении ничего не произошло при переключении в рабочий режим.


Другое дело, что трудно сказать куда уплывет система в процессе старения

А это видимо уже я напутал.Я имел ввиду отсутствие режима калибровки типа такого:отключаем входной сигнал,подаём калибровочный сигнал и т.д. Так,похоже,делают в процессе настройки на заводе.При эксплуатации входной сигнал не отключается.
Копнул сейчас одну статью,там это как-то решается на линиях задержки(применяют три FIR с коэффициентами типа 0,0,0,0,0,0,0,1).

А вот подтверждение работы на "лету":

Приходилось. 16 бит в интерливе с внешними УВХ.
Сразу видно, что только с моделями работать приходилось вам. Реальное железо, а не демоплата, они, знаете, подлянки любят подкидывать.
Ну во первых, забудьте про сдвиг клока на 180 простыми методами, если у вас более чем один кристалл АЦП. Да, на одном двухканальном АЦП можно получить нужный сдвиг, просто перевернув шины клока, а чтобы при этом фаза входного сигнала не разлезалась, его тоже переворачивали (для удобства разводки)и потом инвертировали в цифре.
При нескольких кристаллах АЦП во первых, разбег фаз клока всегда будет какой-то в зависимости от разводки. Второе- точного 50 % заполнения клока добиться трудно, а померять и вообще сложно, если не предусмотреть при разводке симметричные коаксиальные тестовые пады с резистивными делителями около каждого АЦП. Ну а поскольку осциллограф на 5-6 ГГц не всегда есть под рукой, то настраивать систему приходиться по спектрам фурье от образцовых генераторов. Иногда очень полезно специально дать рассогласование (например заполнение клока 45%) и посмотреть, за какую палку на спектре этот параметр отвечает.

Обединять аналоговые входы электрически через резистивный делитель нельзя- у каждого кристалла АЦП ( в зависимости от его температуры и экземпляра) свой common node voltage у дифкаскада. При сложении самплов паразитные "палки" тоже появятся. Поэтому или трансформаторы, или дифдрайвера на каждый АЦП отдельно. Только трансформаторы по НЧ режут полосу сильно, особенно если они до пары ГГц работают.

Хотя, с другой стороны при 8 битном АЦП почти на все это можно забить. При 14 битах оно уже вылезет во всей красе, при 16- просто небудет работать.
А виртексы стоят в основном потому, что в спартанах таких быстрых интерфейсов просто нет. Хотя конечно потом в виртекс можно упихать любой демодулятор или фурье в качестве бонуса.

Я и сейчас говорю что с интерливом раньше не приходилось работать. Я правильно Вас понял,Вы не применяли никакую цифровую постобработку?

Конечно,спартан с виртексом не сравнишь.Но вот какая штука : никакого демодулятора или фурье в первом виртексе нет,на входе данные АЦП и на выходе данные АЦП,с одним лишь различием - на выходе они не содержат спектральных искажений.

А там есть управление разницей фаз тактовых сигналов с FPGA?

Нету.

Как-то сомнительно всё это, если в открытом доступе нет внятного описания алгоритма то можно забыть про такое решение.

Александр,личку гляньте.

Я так понимаю у этого автора только структура для перехода от семплирования неравномерного к равномерному, ошибка в разности фаз предполагается известной, теперь вам надо статьи поискать как эту ошибку по произвольному сигналу вычислять, по списку литературы видно что работы в этой области ведутся, в общем вникать надо, исследовать и т. п., для вашей задачи не легче будет спектр по частям анализировать в более узкой полосе и гетеродином соответственно перестраивать?

_Anatoliy, Вам стоит посмотреть измерительную технику: цифровой осциллограф. В них обычно стоит несколько АЦП со специальным тактированием, а исполнено это в виде гибридной схемы. К сожалению, фирмы-разработчики измерительной техники не любят делится особенностями построения входных высокочастотных каскадов и схем АЦП.

1).Да,так и есть.
2).Нет,не проще,нужен именно реал-тайм.
А здесь,похоже,пишут как по произвольному сигналу вычислять:

Не хотите модель написать?



Это уж точно,делиться они не хотят.

Делайте два канала.




У меня как бы своё задание есть. Те модели модемов(посредственные в общем то) результат работы в течении нескольких лет, причём алгоритмы везде расписаны, а тут тема ещё более мутная, даже не надейтесь сделать быстро и найти расписанное по шагам решение.

Ну в принципе я могу заняться если у вас есть лишние несколько десятков тысяч евро и год времени и то без гарантии...

Два канала никак - минимум четыре.А с четырьмя не вписываемся в габариты.




Да пошутил я насчёт моделей

+100.
Вообще без калибровки можно представить себе систему в которой есть некие аналоговые регуляторы, фазы клока, усиления и т.д. и при благоприятном стечении обстоятельств, наверное можно, оценить неизвестные параметры и поставить аналоговые регуляторы в нужную позицию. Как сделать тоже самое чисто в цифре совершенно не понятно ( что-то вспомнилась давняшняя тема про сшивание фазы последовательных блоков отсчетов ).

Шутка была неудачной,извиняюсь.
Верхняя картинка - оригинальный сигнал.
Средняя картинка - интерливинг сигналов с двух АЦП с разбросом Aperture delay 50ps.
Нижняя картинка - восстановленный сигнал.

Позвольте спросить, Вы восстанавливали каким способом? Неужели тем, который описан в статье 1408192.pdf??? Если так, то это круто! В любом случае, если не жалко, может дадите посмотреть файл модельки интересующимся?

Почти таким,я использовал метод восстановления с дифференциаторами.Ошибку вычисляю с помощью преобразования гильберта.Модель показывать ещё рано,нужно дошлифовать.
А я так понял,что эта тема уже никому не интересна,постов уже больше недели нет.

Интересна.
Выровняли по времени входной сигнал (кабели одной длины, правильные делитель и т.п.).
Подобрали задержки интерливинга. Картинка стала лучше. Гармоники, кратные частоте семплирования в 1 канале, сравнимы с уровнем гармоник шумов.
Процесс идет, но праздники вклинились и сбивают с рабочего ритма. Да и исследования эти факультативные - для души
Все уперлось в генератор нормального синуса - у тех, что еще живы - или частота маловата или синус не синус
Вот картинки.
4 канала, ADS5463. Fs=400Мгц. Каналы разнесены на 625ps.
На вход подано 10МГц с Г3-112/1.
Масштаб гармоник 128
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Масштаб гармоник 1
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

ЗЫ: Кстати, всех с Днем Радио

Интересна, только это не самонастройка, а самокалибровка- два генератора с известными частотами, спектры узкие. А самонастройка (ИМХО конечно) это если на вход подать реальную "срань господню"- например весь GSM диапазон, или весь спектр Хотберда с кабеля телевизионной тарелки шириной в 2 ГГц и по этой каше настраивать сдвиги фаз и амплитуд, пытаясь отличить фантом от реального сигнала.

Спасибо,Вас тоже с праздником.
Можно подробнее о " Гармоники, кратные частоте семплирования"?Не ясно о чём речь.Разброс апертурных задержек АЦП для М каналов даёт помеху на частоте (i*Fs/M +- Fin) не зависимо от величины ошибки.Вы это имели ввиду?
Каким образом устраняли ошибки технологического разброса апертурных задержек АЦП?
Как бороли разброс коэффициентов передачи?
Температурный дрейф параметров исследовали?
Сколько децибел на клетку на приведенных картинках?



Уважаемый khach,в моём случае вообще-то один генератор,и его частоту в блок восстановления я не сообщаю.И фильтра тоже нет,если подать второй сигнал как угодно вблизи помехи - его амплитуда не исказится.Насчёт узкополосного сигнала - абсолютно согласен,дошлифую - покажу картинку. Корректировать широкополосный сигнал ничуть не сложнее чем узкополосный,главное правильно ошибку вычислить.
Почитайте литературу:
http://electronix.ru/forum/index.php?showt...5&start=165

_Anatoliy, не могу пользоваться лс, поэтому я вам написал в асю, ответьте пожалуйста. мне очень интересна тема временного разделения параллельных ацп для сдр
если в асю ничего не пришло, то s7unned@gmail.com
спасибо!

Письмо вчера написал.И что?

_Anatoliy, я не так давно для одного проекта занимался сбором инфы по этой теме, насобирал кучу разных статей. Мое участие в проекте дальше теории и простых матлабовских моделей рассогласования не пошло, но статьи остались. Могу послать по почте или выложить на файлообменник, если интересно. Может быть что-то найдется для вас новое.

Написал в личку.