Посмотрите на любительском форуме по ссылке
http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?p=309296#309296
Вам надо в панели Scaling Control поставить «галочку» в поле Enable PSD.
И все будет пересчитано, так как будто бы полоса 1 Гц. На картинке по ссылке все показано.

Каждый из генераторов и смеситель питается от ОТДЕЛЬНОЙ батареи НК аккумуляторов ёмкостью 10 АЧ при токах нагрузки до 10-20 мА. Напряжение подбирается ступенями по 1,25 В для минимизации шумов «подопытных» генераторов.
Банки аккумуляторов «разбраковывались» по шумам. Предложите что-то лучше.
То что Вы пишите о «метрологической поверке» Е5052В двумя сигналами с разницей в десятки дБ так это очень похоже на метод применяемый здесь
http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?p=311626#311626
vhk

вот спасибо.. а то ведь сам не допрешь...
но всеравно, я несколько удивлен, шумовая дорожка на - 142 попугая с PSD в районе 50 КГц для 16 бит ...


это как это, я пользую обычные батарейки 316 элемент...



а вообще то есть наилучшая комбинация, или это религия...

Aner, перепутал я, однако, книгу . Манассевич, Синтезаторы частот: Разложение побочного колебания на АМ и ЧМ составляющие, 69 страница.
vhk, вот возьмите и опробуйте этот метод на своём приборе.

Вот на идеальном сигнале окошко Блэкмана (зеленый спектр) и Ханнинга (синий) вертикальная шкала - 10дБ на деление, ну а мешать сразу пик холд и осреднение, ИМХО не стоит.

Это другое дело, и формулировка теперь у вас другая, это понятно.
Но насчет сплиттера ( обычно это линейный сумматор ) не согласен с вами, скорее смеситель, ограничитель или нелинейный сумматор.
Поскольку сплиттер линейный элемент, и эффекты описанные могут проявлять себя из-за несогласования, нелинейности выходных каскадов подключенных к сплиттеру.

Два сигнала рядом, с разницей в несколько десятков децибел, если конкретно то 55 дБ.
Сигналы с разносом в 260 Гц поданы на сплиттер - он же резистивный сумматор.
Всё так как Вы и писали.
Aner
Нелинейности в смесителе не проявились.
vhk
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

так у вас в этом окне неохвачен диапазон суммы и разности этих частот. Как же сделать вывод? Верить вам на слово?
Да и Dr.Drew о другом писал, просто загляните в книгу которую он указал.

А вот отсутствие шумовой "юбки " у меньшего сигнала, это вообще за пределами понимания вашей катринки с показометра.
Чем сами объясните это?

Зачем на слово? Вот картинка с нарушением линейности. Появились начиная с некоторого уровня двух сигналов интермодуляционные искажения. Во всем диапазоне показывать, так два сигнала в один на картинке сольются, Вы опять не поверите. Так что на картинке с разностью в уровне сигналов в 55 дБ нарушений линейности нет.

То о чем писал Dr.Drew

Именно то что написано я и сделал, но у меня же анализатор спектра и никакая математика амплитуду сигнала не давит, а наоборот самым добросовестным образом отображает на спектре.

У сигнала с меньшей величиной «шумовая юбка» «утонула» в шумах измерителя, поэтому и не видна.

Ledum
На картинке из описания измерителя фазовых шумов HP-3048A, калибровка прибора в диапазоне отстроек от несущей начиная от 0,01 Гц (одной сотой Герца). Величины фазовых шумов в размерности дБн/Гц.
Как понимать эту величину – размерность в 1 Гц
при отстройке от несущей на 0,1 Гц или на 0,01 Гц.
vhk
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

С учетом того, что калибровка расчетная величина не вижу ничего странного, ну, кроме, пика на 0.02Гц - опять таки это вопрос к тому как можно технически калиброваться на таких отстройках.

vhk, вижу, что прибор у Вас - низкочастотный анализатор спектра, показывающий всё: тепловые шумы, амплитудные и фазовые. Возьмите и выделите теперь фазовую составляющую, чтобы увидеть две палочки с уровнем минус 58 дБн - будем разговаривать дальше. И ещё, по отношению к чему у Вас децибелы?
Aner, нелинейное устройство в данном случае - фазовый детектор в приборе.
И ещё вопрос ко всем, так как в АЦП понимаю мало. Джиттер тактового сигнала АЦП может повлиять на чувствительность измерения фазовых шумов?

http://cds.linear.com/docs/Design%20Note/dn1013f.pdf
http://www.analog.com/static/imported-file...345AN_756_0.pdf
http://www.analog.com/static/imported-file...7755AN501_a.pdf

да, посмотрел согласование, при нагрузке 100 Ом по ПЧ и вкл генератор, согласование смотрел по входу второго. Получил -20 dB,
при закоротке ПЧ падает до - 6dB, выводы: ПЧ должно быть согласованно.


OK вот Tiny поспеет так и попробуем...

как насчет новой темы: измерение Fшума и IP3 наколенным способом до 10 Гиг....
или не то место, или как..

proxi
Надеюсь что Вы по "методике звуковая карта + вспомогательный генератор" увеличили разрешение как минимум на порядок, и меня не зря пинают за "измеритель на звуковухе"...
vhk

Да, конечно может! Но если речь идёт об АЦП звуковухи, то его схема тактируется от высокочастотного кварца (например - 24 МГц), частота которого делится на 125 до 192 кГц и фазовые шумы тактового генератора уменьшаются на 42 дБ.
Дополнительное улучшение фазовых шумов и динамического диапазона достигается накоплением данных с последующим БПФ (FFT), и по теори динамический диапазон такой измерялки может достигнуть примерно 144 дБ.
Но в режиме реального времени всё куда печальней...

это в смысле звуковая карта + смеситель+ два генератора, то да конечно и не на один порядок...
а чего пинают? все же работает, все в процессе, пора новые тематики осваивать типа частотомер до 8 Гиг ADF 4108
==18Гиг + HMC, VNA на звуковухе, измерители Fn+ IP3....
все low cost....

Кварцевые генераторы на частоты 49,152 МГц и 45,158 МГц

Для понимания того, что Вы пишите о звуковых картах высокого класса не верно
посмотрите по ссылке
http://www.ixbt.com/proaudio/emu-1212m-pci-pro.shtml
профессиональные музыканты и аудио филы «работают в реальном времени».
Посмотрите подробные отчеты, а потом делайте выводы о возможностях звуковых карт.
vhk

может , это понятно. Точно также, как джиттер измеряемого источника тона соответствует некоторому фазовому шуму. В этом смысле я бы сказал, имхо, существует некоторая эквивалентность. Но поскольку джиттер - понятие интегральное (в своей физической величине) , взятое как интеграл по некоторой полосе, то явления могут быть разные. Например если джиттер тактов АЦП образован удаленными спурами , находящимися на больших отстройках , то для шума на малых отстройках от основного измеряемого тона этот джиттер роли не сыграет. Если конечно линейность АЦП достаточно хороша и продукты интермодуляции высоких порядков не попадут в интересующий диапазон.
Чем уже полоса по отстройке, тем меньше влияние ВЧ джиттера клоков АЦП. Эквивалентно тому, что Вы можете измерять шум на малой отстройке в присутствии удаленных спуров у измеряемого сигнала.

Вы всё сильно преувеличиваете, реакция у всех абсолютно разная. Не все имеют время на УКВ-портал, а там эта тема заезжена до предела. То, что такая методика измерений вызовет противоречивое восприятие на более профессиональном форуме, совершенно неудивительно. Мне, например, она пока любопытна и не более, т. к. моих проблем не решает.
Если что подобное всё-таки решусь делать, то никак не на звуковухе и со своими схемотехникой и софтом. А в этой методе полно недостатков и недодумок, о некоторых из которых говорил выше (кстати, так и не понял, почему у Вас, vhk, и ledumа такое расхождение в обработке результатов измерения).
И всё-таки хочу поблагодарить за разъяснение многих непоняток и полезные ссылки, Вы нам очень помогли! Большое спасибо! Надеюсь, что будем почаще встречать Вас на этом форуме.
YIG

Основной вопрос в расхождении мнений - это методика приведения к размерности 1 Гц в случае если разрешение программы спектрального анализа лучше 1 Герца.
Посмотрите копию экрана. Выбрана частота дискретизации 48 кгц и количество точек для БПФ 524 288, соответственно полоса = 48 000/524288 = 0,0915 Гц.
Сигнал на уровне -11 дБ отмечен красной стрелкой. Все остальные элементы спектра это фазовые шумы (будем пока так считать) с отстройками от сигнала кратными 0,0915 Гц.
Если нажать на панели управления кнопку «PSD» то все элементы спектра «перерисуются» на 10*LOG(1/0.0915) = 10,3 дБ выше. В том числе и уровень сигналаи поднимется на те же 10 дБ и пропорция между уровнями сохранится.
Например, при отстройке от сигнала с уровнем -11 дБ на 1 Гц уровень будет -100 дБ.
Разница 100 – 11 = 89 дБ или 89 дБн/Гц при отстройке от несущей на 1 Гц.
Если откорректировать по мнению ledum то нужно из полученной величины вычесть поправку в 10,3 дБ (приведение к полосе 1 Гц) и получим 78,7 дБн/Гц.
То есть в этом случае пересчитываются все точки спектра за исключением уровня несущей (сигнала).
Если это правильная методика, то получаются абсурдные результаты с моей точки зрения.
Посмотрите на спектр, к двум уровням, отстоящим от сигнала на расстоянии 0,0915 Гц я добавил ещё по 10,3 дБ (желтым цветом для наглядности).
И получилось что фазовые шумы выше уровня сигнала – (несущей) на 6 дБ.
vhk
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

А вот не будем так считать. С этим показометром надо будет разобраться. Это тот, который платный? Ни на одном из моих анализаторов, с том числе и софтовых, при переключении полосы несучка не подскакивает, шумы скачут. Надо посмотреть что софт делает с ПСД. А то получается, что мощность сигнала зависит от внешнего фактора - полосы Вашего анализатора.

Да это тот который платный. На Спектралабе будет то же самое, но та версия которая у меня с «таблеткой» не захотела отображать спектр столбиками.
Очень наглядно когда в полосе 1 Гц 11 полос для спектрального анализа, и понятно что предлагаемый вами метод пересчета к полосе 1 Гц неприменим для фазовых шумов при «малых» отстройках от несущей. А применим Ваш метод пересчета тогда когда шумы типа «белый шум» и он (шум) практически равномерно заполняет полосу 1 Гц.

Вы неправильно поняли. Только при включении функции PSD «поднимается» если разрешение меньше 1 Гц, или «опускается» – это если разрешение больше 1 Гц весь спектр.
Если меняется разрешение (полоса) то уровень сигнала НЕ меняется.
Точно так же работает функция PSD в программном анализаторе «Спектра плюс».
vhk

Примерно верно . При равномерной плотности шума внутри полосы все составляющие (бины БПФ) складываются среднеквадратически , как корень из суммы квадратов для напряжений в линейном масштабе или просто как сумма мощностей отдельных бинов для мощностей. и в том и в другом случае расширение полосы в 10 раз приведет к увеличению мощности в 10 раз (на 10дБ) на равномерных участках с одинаковой плотностью.

На участках с неодинаковой плотностью, среднеквдратическое усреднение на расширенной полосе будет в основном зависеть от самых высоких бинов (от несущей) , а рядом стоящая "мелочь" влиять практически не будет. Поэтому в нормальных SA расширение полосы ПЧ не влияет заметным образом на величину пика несущей.

фтопку эту кнопочку.

не должен меняться уровень несущей, а вот боковые уровни шума должны менять уровень на 10Log(F). Одиноко торчащие спуры - сохранять свой уровень , пока не сольются с шумом при увеличении полосы.

фтопку эти показометры! Сколько это можно обсужать? Весь CQ-HAM забит этим. Тот кто работал с анализатором нераз, знает, что измерения делаются на 50 омах и dBm_ах. А тут что за картинки? Непонятные dB! Характер кривой говорит об мат обработке, но какой ? Явно есть программная фильрация с использованием автокорреляции, уже потеря данных, но какая непонятно, есть усреднение но чего и как непонятно? Внешне картинка похожа, но куда с ней приткнуться? кругом противоречивые данные.

рассчитал фильтр для ПЧ, такой довольно не простой получился....
то что касается абсолютных цифр тем паче с 16 битами, это все от лукавого,
а в качестве сравнительного инструмента, очень не дурственно ИМХО..

и как это к теме фазовых шумов? И как этот фильтр посмотреть этой звуковухой?

очень хорошо... смеситель согласован( -20dB) на входе звуковухи спуриусы на 40 МГц задавленны...
что еще нужно человеку, что бы спокойно встретить старость...

Тем более вот http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?t=22567 по тексту у человека проблема - он теперь может ее не только словами описать. Ответить только трудно, когда регистрация слетает... Шо ж он там нарулил если долями Герца перестраивается. Вроде по демоборду http://www.national.com/vcm/NSC_Content/Fi...LMX2541_EBI.pdf фазовый 25МГц, а не 1.9МГц и меньше, да и полоса ФАПа в демоборде около 50кГц. Гудит ФАП. И показометр ему это показывает.

я на досуге переписал код для MSP AVR IAR & CV и всех моих синтезаторов и это первое что ему нужно, оторваться от компа....
код для экспериментов то что надо а дальше доводить по месту...AD софт для симуляции ФАПЧ опять таки рулит...

это вам ... не... хухры мухры...

осталось немного, из 2mm жести сделать экран на всю комнату по всей поверхности и все щели заделать. Затем проложить феритовые бруски поглотителя. Затем еще 2 экран из жести 1mm, затем еще наклеить поглотитель пористый эл.м. Все это заземлить 5 раз. Замерить внутри шумы. Чтобы не превышали 10dBuV/m от 9Khz до хотя бы до 30Mhz. И вперед мерять шумы химических элементов (батареек), который превышает в два раза шум малошумящего стабилизатора. И удивляться!
5-ти звенный RC фильтр, помогает увеличить мощность шумов и перераспределить шум по пополосе. Заземление антенны в близкой зоне даст увеличение шума.
Системный блок был подключен по сети к ноутбуку ... и сколько шума эта сеть выдала можно измерять. Все не то.

Что касается абсолютных цифр то посмотрите диалог здесь
http://electronix.ru/forum/index.php?showt...st&p=679476
и картинку где спектр плотности мощности фазовых шумов генератора на биполярнике и КМОП логике приведен (пересчитан в Exel) к «общепринятому» виду.
http://electronix.ru/forum/index.php?act=a...st&id=38240
Сравните с результатами полученными инженерами HP на измерителе фазовых шумов
HP-3048A аналогичного генератора на биполярном транзисторе
http://electronix.ru/forum/index.php?act=a...st&id=43201
результаты совпадают с точностью в 2-3 дБ, погрешность E5052B при малых отстройках +/- 4 дБ.
Не вижу препятствий в калибровке Вашего измерителя в абсолютных «цифрах».
Ну и нужно принимать в внимание что когда мощность фазовых шумов в полосе 1 Гц меняется в миллионы раз то применять метод пересчета к полосе 1 Гц применимый к «белому шуму» некорректно.
vhk

Вот с этим тезисом согласен. Надо писать свое, "метрологически чистое". И с открытым кодом- чтобы всегда можно было проверить "кишки" алгоритма и при необходимости подправить.
Поэтому вопрос ко всем заинтересованным. Библиотека FFT от http://www.fftw.org/ никто ничего против не имеет? Библиотека функций ввода-вывода звука пот протоколу ASIO bassasio http://www.un4seen.com/bassasio.html. С графикой вопрос пока открытый. Предполагается также умение программы вчитывать спектры-профили из spectralabа и проведение их коррекции по более правильным алгоритмам. Ну и, возможно, обслуживание популярных мультиметров с гальваноразвязанным интерфейсом, для регистрации постоянной составляющей со смесителя.
Пожелания, критика, идеи приветствуются.

я за...

Вся проблема только из-за правил пересчета уровней фазового шума к размерности 1 Гц если разрешение анализатора доли Герца. Все измерения со звуковой картой совпадают с НР если не применять пересчет к 1 Гц справедливый только для белого шума.

На любительском форуме есть такая картинка из описания E5052B
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Если и стоит писать свое «метрологически чистое» то под идею по мотивам картинки.
Со смесителя одновременно (возможно со сдвигом на 90 градусов) на два канала звуковой карты или две звуковые карты подается «исследуемый сигнал». Далее и нужно писать ПО «корреляционный анализ» который и позволит «вычислить» фазовый шум отдельно от всех прочих составляющих полного сигнала.
vhk

Так для этого и обсуждаем. Тем более, что ничего однозначного по поданному вопросу (субгерцовое разрешение) я в стандартах ненашел. ГОСТы вообще не при делах, а NIST весь основан на древних фурьеметрах с максимальным количеством точек 8192- т.е разрешение хуже, чем 1 Гц на бин. Т.е вопрос звучит так- по какой формуле надо пересчитывать спектр, чтобы амплитуда несущей не изменялась, а шумовые крылья привести к нужной полосе. Тем более, что с основным тоном тоже не все так хорошо- на самом деле в процессе длительного измерения (накопления) основной тон "лазит" из бина в бин спектрограммы (частота флуктуирует, т.к генераторы карты и исследуемый несинхронизированны). С одной стороны, это немного размывает центральный пик и устраняет приколы типа попадания тона между бинами, с другой стороны, вынуждает интегрировать основной пик при пересчете полосы. Вот поэтому я и предусматриваю обслуживание программой мультиметра для измерения амплитуды основного тона, а то с чистой математикой там можно крупно проколоться.

Кросскоррелятор ненамного сложнее одноканального измерителя с точки зрения софта. А вот по поводу харда надо проверять экспериментально. Вижу две проблемы. Если оцифровывать одним АЦП, то пролазы между стереоканалами примерно на 30дБ больше шумовой дорожки. Т.е их надо отсекать при обработке сигнала. Использование двух физически разных АЦП- это в любительских условиях две аудиокарты. ASIO легко позволяет работать с двумя картами одновременно, но возникает вопрос синхронизации тактовых генераторов на двух картах. Частоты немного разные. Я пробовал работать с двумя 0202PCI. Они имеют режим синхронизации тактовой по внешнему сигналу SPDIF. Но тогда на спектре вылезают "уши" от работы внутренней пели ФАПЧ генератора тактовой. У более крутых карт 1212 1616 IMHO был внешний модуль для синхронизации, но в живую его мне пощупать неудалось. Поэтому для работы двух карт в режиме кросскорреляции к сожалению надо лезть в них паяльником. Ну и софта подходящего нет. LabView к сожалению ASIO не поддерживает, разве что эта внешняя утилита http://www.lasi.arizona.edu/ (кликать там, где Dist Disk 1 и Dist Disk 2 внизу страницы). Есть еще вариант делать внешний аудиомодуль с двумя АЦП и интерфейсом SPDIF- тогда можно работать с любой аудиокартой по обычным стереоканалам.
По поводу блок-схемы E5052B- а есть ли идеи, как обеспечить ОС на местные гетеродины, используя только аппаратные средства аудиоплаты? Если использовать ЦАПы, то надо перепахивать схему так, чтобы постоянка выходила наружу. Ну непонятно, что там будет с шумами. Сейчас я стараюсь развязывать измеритель гальванически в районе ВЧ трансформаторов смесителя, а так прийдется постоянки тащить в радиотракт.

Да вроде всё получается, если подходить "со смыслом".
Ради интереса потренировался фильтровать - результат на картинке. Исходный сигнал с шумом - узкополосный пик (синий) , также для наглядности добавил палку справа . Теоретики говорят что надо фильтровать бины по кривой Гаусса, по формулке для окна в частотной области
F(f)=Exp(-pi * ∆f ^ 2 / RB ^ 2) (формула 2 по ссылке http://dsnra.jpl.nasa.gov/technical/spectr.../sweeptime.html )

Ради справедливости отмечу, что если около несущей будет несколько бинов рядом и приличной высоты - профильтрованное значение максимума приподнимется над максимальным бином БПФ пропорциональное энергии этих бинов но умноженных на функцию фильтра.

Зачем столько эмоций???

Если у Вас достаточно серьезные разработки, которые позволяют иметь Е5052 или нечто подобное, никто не заставляет Вас пользоваться звуковухами. А если нет, или если это вобще некоммерческая разработка? Думаю в этом случае применение "показометров" вполне уместно...


Я вопрос усреднения в SpectraPRO достаточно подробно изучил (и для себя закрыл). Все это описано на CQHAMе. Вот кроткие результаты (а то на CQHAM все разбросано по теме), может кому-то пригодится.

Вариант измерения А (с использованием пикового детектора).
Включить режим пикового детектора и вводить поправку на шумы (-6.62дБ = 20log(3/sqrt(2))) вручную. При таком методе правильная СПМ шума получается при любом разрешении БПФ (естественно с учетом оправок на шумовую полосу оконной функции и полосу БПФ).

Устанавливаем фиксацию пиковых значений (Peak Hold) и отключаем усреднение (=1). Устанавливаем желаемое число точек БПФ (большого смысла выбирать кол-во точек значитально больше размера экрана не вижу, например мне 2048 более чем достаточно).

Вычисляем коррекцию для шума D(dB) = -10 lg (Fs/N)-10 lg (WBW)-20lg(3/sqrt(2))

Пояснения:
WBW - это шумовая полоса окна;
3/sqrt(2) - соотношение учитывающее как соотносятся пиковые и СКО напряжения шумаи гармонического сигнала;
N - число точек БПФ;
Fs - частота дискретизации.

Проводим измерение. При измерениях вдали от несущей может потребоваться дополнительная коррекия до 3дБ, которая будет учитывать шум, попадающий по зеркальному каналу (при измерении вблизи несущей, когда уровень шума по зеркалке более чем на 10дБ меньше коррекция не нужна).

Вариант измерения В (с использованием усреднения).



Если мы меряем спектр, используя пиковый "детектор", то для гармонического сигнала мы получим амплитуду Urms*sqrt(2), для шума амплитуда по правилу "трех сигм" (как для случайного процесса с нормальным распределением) будет sigma*3 (где sigma это СКО случайного процесса), причем sigma будет определять среднеквадратичное напряжение. Из этого понятно, что если спектр показывает пиковые значения, для шума нужна коррекция, т.к. для нас важны rms значения. Т.е. , как я уже писал (в варианте А), для шума потребуется дополнительная коррекция на 20lg(sqrt(2)/3) = -6.53дБ.

Если мы включим усреднение, то заметим, что шумовая дорожка опустилась примерно на 10дБ. Теперь поясню почему это произошло. После включания усреднения отображаемый уровень гармонических сигналов не изменится (SpectraPRO всегда отображает амплитудное значение) он так и останется Urms*sqrt(2), для шума же картина поменяется, т.к. после каждого вычисления БПФ шум будет иметь разные значения (шум это случайный процесс!), в итоге после усреднения мы получим значение равное СКО шума т.е. sigma. Отличие в уровне шума получается 20lg(3) - почти 10дБ. Теперь посчитаем коррекцию для этого варианта. RMS напряжение шума это sigma (то, что отображается), а для гармонического сигнала отображается амплитудное значение Urms*sqrt(2). Отсюда коррекция на шум 20lg(sqrt(2)) = 3.01дБ.

Итак проведение измерений. Устанавливаем режим с усреднением (Linear Averaging). Устанавливаем желаемое число точек БПФ (число точек БПФ должно быть примерно равно или меньше кол-ва точек, отображаемых на экране графика СПМ).

Вычисляем коррекцию для шума D(dB) = -10 lg (Fs/N)-10 lg (WBW)+20lg(sqrt(2))

Пояснения:
WBW - это шумовая полоса окна;
sqrt(2) - коррекция (см. выше);
N - число точек БПФ;
Fs - частота дискретизации.

Проводим измерение. При измерениях вдали от несущей может потребоваться дополнительная коррекия до 3дБ, которая будет учитывать шум, попадающий по зеркальному каналу (при измерении вблизи несущей, когда уровень шума по зеркалке более чем на 10дБ меньше коррекция не нужна).



Для измерений с усреднением и окном Блэкмана коррекция:
-10 lg (Fs/N)-10lg(1.73) + 20lg(sqrt(2)) = -10 lg (Fs/N)+0.63дБ (для варианта с усреднением)

-10 lg (Fs/N)-10lg(1.73) + 20lg(sqrt(2)/3) = -10 lg (Fs/N)-8.91дБ (для варианта с пиковым детектором)

Для проверки ниже два спектра (не пугайтесь - это Г3-118) - пиковый и с усреднением 500 (линейное). Для пикового отображаемый уровень шума -10.54-(-105.41) = -94.87дБн, для усредненного -10.57-(-114.98 )=-104.41дБн. Разница в уровне шума -104.41-(-94.87)=9.54дБ (по теории, см. выше, она равна 20log(3) = 9.5425дБ) - думаю достаточно веское доказательство правильности теоретических выкладок. Реальный уровень шума -94.87-6.53=-101.4дБн или -104.41+3.01дБ=-101.4дБн. Осталось пересчитать в полосу 1Гц (параметры БПФ 96kSPS, 1024pts, окно Блэкмана) -101.4-10lg(96000/1024)-10lg(1.73) = -123.5дБн/Гц

Так что можно мерять и с усреднением, и без (главное применять правильную коррекцию). Единственный момент - кол-во точек БПФ должно быть одного порядка или меньше кол-ва отображаемых точек на экране, иначе SpektraPRO начинает обрабатывать значения соседних бинов, чтобы впихнуть несколько в одну точку на экране и какая там математика уже совсем непонятно (впрочем оно и не надо - все меряется с меньшим кол-вом точек). Метод достаточно точный, чтобы оценить качество девайса, кроме того повторяемость результатов отличная, так что таким показометром можно еще и максимум выжать из подопытного девайса.


Кстати, интересно, а какие окна рекомендуют использовать во "взрослых" анализаторах спектра при подобных измерениях?

Включите просмотр данных и всё понятно, во всяком случае что анализатор насчитал.
Когда мало точек, то на экране не фазовые шумы сигнала, а форма оконной функции.
vhk
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Не вижу проблемы. На моих скринах 96kSPS/1024 = 94Hz (полоса бина). Окно Блэкмана. Первый лепесток будет чуть раньше четвертого бина, т.е. при отстройке больше 375Гц, утечка будет меньше -58дБ, далее скорость спада АЧХ 60дБ/дек, т.е. при увеличении отстройки до 3750Гц, утечка будет менее -118дБ. У меня замеряны уровни -104дБн и -95дБн при бОльшей отстройке - проблем не вижу.

Если надо мерять ближе или меньший шум, можно увеличить кол-во точек. Если прнять шумовой порог измерительной устновки -150дБн/Гц, то путем несложных вычислений можно прикинуть, что БПФ на 8192 точек будет достаточным, чтобы достоверно мерять шум на отстройке 1кГц. БОльшего от такого измерителя в 99% и не требуется (а такое кол-во точек нормально можно отобразить). Смысла в безумном кол-ве точек БПФ не вижу (более того увеличение кол-ва точек сверх меры может вызвать проблемы с точностью вычислений).

Дополнительная коррекция, о которой Вы пишите - под вопросом .
С какой отстройки от несущей её применять ? Сможете ответить ?
Имхо , здесь в Ваших рассуждениях кроется ошибка. Коррекцию применять по СПМ для шума не надо.
Единицы измерения одни и те-же? - да.
Физический смысл значения каждого бина БПФ одинаковый для шума и для несущей? - да . Тогда зачем коррекция ? Каждый бин содержит информацию об амплитуде колебания, попадающего в условную полосу этого бина. входной шум для БПФ это совокупность N колебаний на интервале дискретизации. Среди этих N имеются "полезные" колебания, а есть шумовые . И там и там - амплитуда. Усреднение не меняет физический смысл "амплитудного" характера высоты бина. Сигма здесь ни причём и трактовать её как значение СКО не нужно. Согласившись с этим доводом, устраняется неопределённость в частоте отстройки, с которой нужно вводить коррекцию. Её просто не нужно вводить. Устраняется также непонятный термин "пиковый детектор" в результатах БПФ, его физический смысл неясен.

Шаманъ забавно читать что тут вы написали. Теоретическая часть путается с пракической на ура. А сколько допущений?
Вот нет и не будет у вас идеального гармонического сигнала при измерениях.

... Проводим измерение ... может потребоваться дополнительная коррекия до 3дБ...
А почему не 13 или 18? Вы же не знаете как шумит перемножитель. Его шум не гаусов.

После слов ... может потребоваться коррекция ... извините но это уже не измерения а подгонка.
С чего это вы взяли что у вас гаусов шум? А где интермодуляция, шумы от продуков старших нармоник? Там шума может быть больше.

Все же в отличае от vhk вы кое с чем разобрались.

Согласен с вами, что если под рукой нет достойного прибора, то и незнаешь как оно на самом деле.
Для грубой оценки любительских поделок звуковуха годиться, никто не спорит. Но руководствуйтесь параметрами измерений корректно.
Не стоит сравнивать с измерительными приборами звуковые карты. Но вот мерять шумы звуковухой напрямую увы, проблемно.

и поясните у вас шумовой пол -100dB у vhk -160dB это нормально?
То есть, вы считаете что повторяемость результатов отличная?

Каждый измеряет своей звуковухой то чё хочет.
Отсюда вывод: втопку, втопку все измерения звуковухой.

ну вот поспел Tiny Logic однако предварительные замеры показали, что действительно, в сравнении с тразистором BJT ( Colpitts ) проигрывает, к тому же несущую колбасит +- 5-10 Гц, видимо значителен уровень Фликкер шума, что вообщем то не удивительно, но и общий уровень при -50-100Гц, где то на 10-15 dB выше, картинки ниже(16 bit)...
Tiny где 3kHz...
интерестно наблюдать за этим хозяйством, подул на него, и все поплыло...

Ну а как если: невтопку, невтопку все измерения незвуковухой. Не ужели Вы не понимае, что между нами, суперпрофи?, и ними, недорадиолюбителями, не такая уж и большая пропасть!!!
А если Вам дадут задание: измерить то, что Вы пока измерить не можете своим прибором? Дайте в руки мне баян - я порву его к .... свинням!!!
Нет уж, я за! дальнейшее измерение формы спектра, но против! проведения измерения звуковухами, так как последнее никакой критике не поддаётся (трепыхается в конвульсиях, как-бы!). За то, чтобы первое вывести в авангард обсуждения, а второе отвести в арьергард, пригодный лишь для радиолюбителей!

ШаманЪ писал что меряет спектр звукового генератора Г3-118, кол-во точек для БПФ он выбрал 1024 и «шумовой пол» на его спектрах –110 –115 дБ а не –100 дБ. Вы посмотрите сами на его спектры
http://electronix.ru/forum/index.php?act=a...st&id=43538
Звуковая карта у Шаманъ насколько я помню 0202 USB возможно в 16 битном режиме. Ну и что Вы хотите от таких измерений???
Картинка где «шумовой пол» почти –160 дБ.
http://electronix.ru/forum/index.php?act=a...st&id=43555
Звуковая карта E-MU 1212M. Точек для БПФ 131 072 (это в 128 раз больше чем на спектре у Шаманъ) режим 24 бита. Уровень сигнала –10,79 дБ это примерно 1,15 Вэфф. Сигнал от кварцевого генератора.
Отвечаю Вам, что для каждого из разных случаев измерений и результаты нормальные и повторяемость отличная если сигнал один и тот же, а условия и параметры настроек анализаторов одинаковы то и результаты совпадают.
Надеюсь что после пояснений Вы хоть кое с чем разобрались?
vhk

С той, где шум может считаться случайным процессом. Меня больше интересовала практическая сторона вопроса, для конкретного проекта. Там мерять надо в КВ диапазоне с отстройкой >1кГц. ИМХО, это достаточная расстройка, чтобы все было ок.


Тогда объясните разницу в показаниях SpektraPRO с пиковым детектором и усреднением? Заодно объясните совпадение с точностью до третьего знака с моими выкладками...


Вот именно! Вы сами и отвечаетезачем коррекция. Бин содержит информацию об амплитуде, а мы меряем спектральную плотность мощности. Вспомните TrueRMS вольтметры и пиковые - здесь ситуация та же (для гармонического сигнала и белого шума мощность при одинаковой амплитуде разная!).

А если включаем усреднение, то в бинах, где шум уже не будет его амплитудного значения - перечитайте то, что я написал в посте выше еще раз.


Термин "пиовый детектор" я не вводил. И речь шла не об измерении СПМ вобщем, а об интерпретации результатов работы конкретной программы SpektraPRO.

Теперь о математике этой программы. Пиковый детектор это обработка бинов при которой бин равен максимальному значению за все время анализа. При линейном усреднении бин равен усредненному значению за время усреднения (которое устанавливается).

Рад, что Вы принимаете участие в обсуждении этого вопроса, хотелось бы всетаки разобраться с этими вопросами - потенциал у звуковухи для подобных применений достаточно большой - грех не воспользоваться ...


Вас тоже забавно читать Одни возмущения и никакой конкретики. То, что по Вашему мнению звуковая карта абсолютно непригодный ни на что инструмент все уже знают. Как и то, что Вы не верите что ДД звуковой карты достаточный для многих измерений...


Если б он был идеальным мы бы тут не меряли шумы...


Странно слышать такое от профессионалов??? Вы складываете два сигнала, причем основной сигнал больше или равен сигналу зеркалки, и как у Вас мощность в результате может увеличиться на 13дБ или 18дБ??? Кажется даже студенту ясно, что в результате мощность по сравнению с основным сигналом будет P(1+2)=P(1)+0..3дБ. Кстати в аппнотах от старых анализаторов НР даже был график для учета этого дела . Пока не объясните откуда у Вас цифры 13дБ и 18дБ, или не признаетесь, что написали просто так от фонаря, не вникая в смысл всего, отвечать на дальнейшие Ваши вопросы не буду ...


Какой перемножитель??? Опять не читали - я меряю шум НЧ генератора Г3-118, или от этого вся математика переменилась? Если мерять на ВЧ, то добавится еще шум гетеродина и смесителя. Первый легко учесть, если измерения проводить, используя два одинаковых испытываемых гнератора (один сигнал, второй гетеродин) - просто вычесть 3дБ, шум смесителя ограничит диапазон измерения СПМ, так же как и шум звуковой карты. Ну и что? Это не супер-пупер метод измерения, и он не предполагает разорение НР или R&S ...


Гармоники фильтруются. Шум будет гауссов. По крайней мере так считают в НР


Для моего проекта, я смогу померять достаточно точно шум в готовом изделии (косвенным методом), и сравнить результаты с измерениями звуковухой . Измерения звуковухой нужны на этапе экспериментирования и доводки/отладки синтезатора - там где важны не абсолютные числа, а изменения. Впрочем всегда приятно иметь достаточно точные измерения (+-3дБ меня устроит).


У меня шумовой пол -150..155dBFS/Hz в зависимости от частоты. Карта у меня похуже немного, чем у Сергея vhk. Так что и здесь все ок. Померять шумы до 140дБн/Гц звуковухой не вижу больших проблем, если немного напячься, то можно и ниже на 5..10дБ (с моей картой), если надо еще ниже есть метод опуститься ниже -165дБн/Гц, но на нескольких фиксированных частотах ниже 30МГц и при отстройках больше 1..2кГц (опять же, для моего изделия подходит )...

Давайте разделим хард и софт при измерении звуковухами (отделим мух от котлет). Софт вызывает справедливые возражения о непрозрачности алгоритма, и их надо будет исправлять (писать свое ПО).
Хард бывает двух типов- встроенный АЦП и АЦП на внешнем интерфейсе S/PDIF. С первым проще начать, второй- гораздо менее шумен, позволяет легко переделывать обвязку АЦП (усилитель, генератор тактовой, питание), позволяет иметь гальвано развязку АЦП от компа, батарейное питание измерительной части. Карта в этом случае служит только цифровым интерфейсом ввода. В принципе ее можно в этом случае и выкинуть, но встроенные в материнки интерфейсы S/PDIF не всегда адекватно ведут себя на вводе звука (скачки фаз, отказ работать на скорости 192 итд).
Остается еще очень скользкий момент в обработке сигнала внутри драйвера. Стандартный виндовый драйвер звука - вещь очень странная. Отключить встроенный эквалайзер и регулятор звука практически невозможно. Поэтому измерения через виндовый драйвер, мягко говоря, достоверностью не отличаются (например зависят от положения движка усиления на виндовом эквалайзере).
Профи от аудио давно плюнули на попытки объяснить Билли, как должна выглядить аудиосистема и написали собственную спецификацию ввода-вывода звука- ASIO. http://en.wikipedia.org/wiki/Audio_Stream_Input/Output с открытым кодом SDK. Все профессиональные аудиокарты ее поддерживают. На профи аудиокартах легко выключить все обработки сигнала внутри DSP карты (эквалайзеры, фильтры итд). Т.е получить чистый поток данных с АЦП.
Теперь второй вопрос. Если делать собственный измеритель, то на чем? Основное требование для меня- опустить как можно более низко шумовую дорожку. Т.е использовать "длинное фурье" с миллионами точек. А их надо хранить в памяти фурье процессора. И тут оказывается, что очень немногие аппаратные DSP процессоры имеют внешнюю память на насколько миллионов точек и могут "крутить" фурье для двух каналов (кросскорреляция) почти в реальном времени и что обычная материнка под виндой справляется с это задачей весьма хорошо, а по критерию цена- объем памяти вообще вне конкуренции. Остается вопрос, как подключить АЦП к компу. USB неуспевает (по крайне мере не high speed), Ethernet- в принципе можно, но не надо забывать, что и High speed USB и ethernet контроллеры весьма шумны в РЧ спектре. А у нас рядом ультронизкошумящая измериловка. А тактовые частоты toslink spdif гораздо ниже и синхронны с аудио АЦП. "и вот мы опять стоим на Дерибасовской (с) с аудиокартой.

Шаманъ...
Смотрим у TI для 16-bit АЦП SNR--->95dB; SFDR--->120dB; SINAD--->95dB ADS8255.
Смотрим у Ti для 24-bit АЦП SNR--->111dB; SFDR--->109dB; ADS1278 дельта сигма.
Смотрим у AKM для 24-bit АЦП DR/SNR--->123dB; AK5388.
( Но у вас ведь даже близко нет этих параметров в ваших звуковухах )

Теоретически ДД не более 96dB/16bit, 144dB/24bit Как можно писаь такое ---> У меня шумовой пол -150..155dBFS/Hz ...? на 16-bit?
и непонятно ведь в чем это FS амплитуда или мощность или еще что? Если мощность, то на какой нагрузке? Может тогда к dBm перейдем?

... не вижу больших проблем, если немного напячься, то можно и ниже на 5..10дБ
напрячся - всмысле дорисовать или ввести поправку? Очень качественный глагол ...напрячся... для измерений.
А если сильно "напрячся" то и 20..50дБ может сможете дорисовать? Что это только 10дБ ограничились?

... Померять шумы до 140дБн/Гц звуковухой не вижу больших проблем
Тоже мне знаток, ... уазывать нужно на какой отстройке от несущей 100, 1K, ...1M.
Просто нельзя звуковухой, поскольку шумы мерят на другой схемотехнике и других принципах.
Сделать ну очень грубую оценку +/- 10...20...30dB можно. Но это не измерения. О чем я и пишу.

Но даже ДД 100...110dB вам получить не грозит на 24-bit_ах. Посмотрите какие у вас разъемы, кабеля, итд Посмотрите наводки в смысле ЭМИ.
Учтите скин-эффект, просачивание, шумы питания, итд. Вы видели какие 5mm стенки у экранированных блоков
модулей измерительных приборов. Думаете это спроста? А что у вас?


USB3 уже доступен. http://www.usb.org/developers/docs/ ...Но не составим ли мы конкуренцию Brendam?

Aner раскритикуйте пожалуйста, только предметно, PCM4222. Даташит с параметрами http://www.ti.com/litv/pdf/sbas399a и схема демоплаты http://www.ti.com/litv/pdf/sbau124
А по поводу экранирования- низкочастотное аудио АЦП слепо и глухо к ВЧ наводкам- оно их просто не видит, пока комбинационные частоты не попадают в звуковые частоты (я не рассматриваю случаи наводок с уровнями в плюс десятки дБмВт, когда начинаются эффекты детектирования и нелинейного преобразования на всех p-n переходах микросхем). Такие пораженные точки с уровнями -100 дб и ниже обычно всегда найдутся, но их можно легко отбросить при анализе. Хуже, если в системе включен spread spectrum- тогда пораженки превращаются из шпилей в трапеции, хотя и понижаются оп амплитуде.

Те замеры фазовых шумов генераторов на КМОП логике (Tiny Logic) которые были сделаны на E5052B и обнародованы здесь на форуме все при отстройке на 1 кГц от несущей и дальше. Да и время измерения такого спектра у E5052B 0,3 секунды, предполагаю что при таких параметрах измерения он (E5052B) фликкер шумы просто не видит, а вот Вы на своем измерителе видите и точно так же делаете выводы что генератор на КОМОП логике шумнее чем на биполярнике, особенно при малых отстройках от несйщей. Уменьшите частоту дискретизации с 200 кГц до например 96 кГц. линия шумов опустится ниже.


Нет, не «чё хочет», а только спектр входного сигнала при заданных условиях (настройка программного анализатора спектра и т. п.). Уровень напряжения несущей можно откалибровать и проверить в ДД как минимум 140-160 дБ что делал неоднократно.
На картинке FFT пример записи одного и того же сигнала при различном количестве точек, а какое кол-во точек применять и для чего пусть каждый решит сам.

Aner
Вы ошиблись, нилучший у AKM это не AK5388 а AK5394A, именно у этого АЦП наилучшие параметры.
http://www.asahi-kasei.co.jp/akm/en/produc...k5394a_f03e.pdf
Специально для Вас отключил, открыл экран, вынес на свет и сфотографировал АЦП в звуковой карте на внешнем модуле. Мне даже стало интересно почему Вы так упорствуете «что нет таких параметров в ваших звуковухах»???
vhk
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

AK5394A DR ...123dB; S/(N+D) ...110dB и что лучшего? Также забыли наверное, что это параметры микросхемы измеренные в камере.
У вас зв.катра, где +шум операционников, комутаторов, конденсаторов, питания, наводки итд. Хорошо если ДД 100dB будет, я ж об этом пишу.
А показометр ваш и показывает там где -170 эти -100dB. Но печаль, в том что реальный характер шумовой кривой другой.
Поскольку у вас непонятная мат обработка и отбрасывание данных.
Отстройки 100, 1K ... мерят от несущей в полосе 1Гц как плотность мощности шума в этой полосе 1Гц, а не амплитудные значения как у вас.
Как пересчитать вроде публиковали здесь. И лучше измерять на известной нагрузке мошностные dBm.

Покажите вторую третью гармоники вашего сигнала, если возможно.