Digital or analog

**DHQ** · 17.09.2003, 14:35

>Для связного КВ приемника требования несколько жестче, чем параметры Вами приведенных устроиств.
Динамический диапазон 90 дБ обычно достигается в простых самодельных КВ трансиверах, которые строят начинающие.<

Почему Вы решили, что динамический диапазон всего устройства составляет 90 Дб? Это только максимальный ДД широкополосного усилителя! На полосу частот Вы, видимо, не обратили внимание. Да и понятие динамический диапазон связного приемника требует уточнения.
>т.к. построение усилителя с ДД>110 дБ является задачей совсем не простой. <
Вот это правда, правда, что и смеситель с такими характеристиками является очень хорошим результатом, но это все проще чем АЦП с таки же динамическим диапазоном. Жаль, если Вы не поняли о чем я говорил. Т.е. АЦП с большим ДД ничем не проще чем построение уилителия или смесителя с большим ДД . Т.о. задача одна и таже для реализации предпологаемого "супер" приемника... или увеличение ДД смесителя и более низкие требования к АЦП на промежуточной частоте, или умозрительный АЦП, реализация которого заведомо сложнее.Что касается ДД АЦП, то за ДД следует принимать отношение максимального значения диапазона АЦП к собственным шумам . Это "несколько" другое , чем простое отношение максимального значения диапазона АЦП по отношению к шагу квантования. Да и в отношению АРУ ВЫ не правы. Если АРУ "работает" по уже выделенному фильрами и продетектированному сигналу, то да, ДД для обеспечения "многосигнальной" избирательности не увеличивается, но АРУ бывают разные, в т.ч. и т.н "АРУ вперед".
>Но вот если когда нибудь услышим, что Agilent выпустила полностью цифровой спектроанализатор с ДД 100дБ и диапазоном 100МГц, то сразу поймем - этот день стал ближе.<
Не согласен, ни сколько не ближе. Это нескрлько из другой области и может быть реализовано и без создания АЦП с динамическим диапазоном 100 дБ при скорости оцифровки 200 МГц. Для этого применяются совсем другие методы. Да и как считать ДД.... 10 мВ и 1000 В тоже 100 дБ так же, как и 10 МКВ -1 В.

**LY1CE** · 17.09.2003, 23:13

Да вижу, что мы говорим о разных вещах.
Вы в своих заключениях опираетесь на то, что практически доступно сегодня.
Я же говорю о гипотетическом устройстве.
Что спектроанализатор может быть создан другими методами для меня не новость, у меня на работе на столе стоит такой.
Но это вовсе не означает, что это никогда не будет делаться по другому.
По моему Вы решили, что я думаю о создании этого гипотетического устройства такими же методами, как мы делаем усилители и смесители. Это конечно не так.
Тут речь может идти только о полностью интегральном устройстве. Вы наверно не думаете, что прогресс в области DSP уже достиг потолка ?
Как считать ДД не имеет никакой разницы, важно какой диапазон сигналов можно наблюдать одновременно без возникновения составляющих, которых на самом деле нет. Это и есть многосигнальная избирательность и никакая АРУ ни вперед, ни назад тут не поможет.
Ваше замечание насчет ДД АЦП конечно верное, я в своем первом высказывании это опустил для простоты. Это конечно ужесточает требования к разрядности.
У меня на работе так же стоит осциллоскоп Tektronix TDS3200B.
Скорость оцифровки в нем 2ГГц. Есть в нем и функция спектроанализатора. Но при разрядности в 9 бит от него пользы (от спектроанализатора коненчно) не очень много.
А как осциллоскоп - это песня.

**Владимир И.** · 18.09.2003, 01:17

Первоначальное сообщение от Tadas
Да вижу, что мы говорим о разных вещах.
Вы в своих заключениях опираетесь на то, что практически доступно сегодня. <

>

Мы говорим примерно об одном и том же. Вы говорите о том, что применение "гипотетического" DSP , подключенного непосредственно к антенне, позволит сделать шаг к кординальному улучшению характеристик
приемника "традиционных" радиосигналов. При этом Вы обозначили примерные характеристи узла АЦП как ДД 120-140 дБ и соответствующей частоты дискретизации. Я же утверждаю, что этого недостаточно, такие характеристики могут быть получены уже сейчас, но это не позволяет улучшить параметры приемника по сравнению с традиционным применением смесителей. Не логично проводить сравнения возможных характеристик такого приемника с применением гипотетического "супер" АПЦ с приемниками , в которых используются. скажем, смесители с параметрами сегодняшнего дня. Для определения преимуществ DSP необходимо брать или существующий уроветь всех устройств или для всех "гипотетический"! Я уже говорил, что улучшение характеристик традиционных устройств ни чуть не сложнее чем улучшение аналогичных характериастик АПЦ, а, скорее. наоборот. Вот в чем логика моих рассуждений.
А сейчас на простейшем примере реального устройсва я приведу пример применения АРУ совместно с DSP, включающего в себя всего два 8-разрядный АЦП.
Имее усилитель с регулируемым коэффициентом усиления от минус 16 до плюс 84 дБ (100 дБ). Зависимость коэффициента усиления от регулирующего напряжения логарифмическая. Интергальное исполнение. Это реальность! Если конкретно, то это AD604 . Закнутая цепь АРУ. Быстродействие АРУ очень высокое, по крайней мере, с очень большим запасом "отрабытывает" мгновенные значения амплитуд сигналов при всех известных традиционных видах модуляции. Реальная глубина регулировки усиления при замкнутой цепи АРУ-96 дБ . К выходу усилителя подключен быстродействующий 8-разрядный АЦП (динамический диапазон 48 дБ, а реально, с учетом "потери" одного младшего разряда, около 40 дБ). Второй 8-разрядный АЦП (аналогичный) подключен для измерения управляющего усилением напряжения АРУ. Оба АЦП подключены к вычислителю DSP и работают синхронно. После соответствующей цифровой обработки рально имеем мгновенные значения амплитуды входного сигнала в диапазоне 136 дБ с временным разрешением 1нс. И это при существующей элементной базе и при частоте оцифровки 40 МГц. Чем не гипотетический DSP?

>У меня на работе так же стоит осциллоскоп Tektronix TDS3200B.
Скорость оцифровки в нем 2ГГц. Есть в нем и функция спектроанализатора. Но при разрядности в 9 бит от него пользы (от спектроанализатора коненчно) не очень много.
А как осциллоскоп - это песня. <
Не знаком с конкретной моделью, но предпологаю, что физически скорость оцифровки составляет от 100 до 200 МГЦ, а 2 ГГц- это результат т.н. цифрового умножения частоты оцифровки. Т.е временное разрешение на периодических сигналах составляет действительно 0,5 нс, а физически частота оцифровки более низкая и минимальная длительнось ругистрируемых сигналов достаточно высока... думаю, что около 5 нс и даже больше.
73!
RV3DHQ

**DHQ** · 18.09.2003, 09:32

У меня на работе так же стоит осциллоскоп Tektronix TDS3200B.
Скорость оцифровки в нем 2ГГц.

TDS3200B не нашел. У примерно аналогичного TDS2024 действительно частота дискретизации реально до 2 Гвыб/сек и зависит от длительности развертки, т.к. ограничено количество выборок. Полоса исследуемых частот до 200 МГц. Собственно, все TDS и отличаются высокой частотой выборок. Частота выборок при применении "конвеера" ничем и не ограничена.
73!
RV3DHQ

**LY1CE** · 18.09.2003, 10:08

Извиняюсь, TDS3032B. 300MHz / 2.5GS/s

**DHQ** · 18.09.2003, 12:14

Первоначальное сообщение от Tadas
Извиняюсь, TDS3032B. 300MHz / 2.5GS/s

Да, я уже нашел... прямая оцифровка до 2.5 Гвыб/сек. Общее количество выборок ограничено.

Ну вот, уже сейчас имеется возможность создания гипотетического АЦП ... тем не менее его применение не позволяет "сделать скачок" при приеме традиционных сигналов т.к. это уже сечас ограничивается соотношением сигнал/шум в полосе частот полезного сигнала... т.е. спектры сигнала помехи и полезного сигнала совпадают и никакая дополнительная фильтрация не поможет. Вы сами об этом говорили. Другое дело, что DSP позволяет вырезать и этого спекртра отдельные составляющие, что не приводит к потере информации (ухудшению разборчивости, например) из-за избыточной информативности "традиционных" сигналов, но это с успехом реализуется с использованием DSP на конечных стадиях... т.е при "детектировании" или даже после. Таким образом нужны новые виды сигналов с признаками, позволяющими их отличать от "помех". Хотя я, не стану утверждать, что в принципе уже все возможности совершенствования "традиционного" приемника исчерпаны, но революционного "скачка" в этой области ожидать нет оснований.
73!

**Михаил** · 18.09.2003, 12:47

Первоначальное сообщение от Владимир И.
>
После соответствующей цифровой обработки рально имеем мгновенные значения амплитуды входного сигнала в диапазоне 136 дБ с временным разрешением 1нс.

И с квантованием с разрешением 8 бит от текущего максимума. Так что это не 136 дБ, а прыгающее окошко в 40 дБ.:jump:

**LY1CE** · 18.09.2003, 12:52

Ну вот, уже сейчас имеется возможность создания гипотетического АЦП ... тем не менее его применение не позволяет "сделать скачок" при приеме традиционных сигналов т.к. это уже сечас ограничивается соотношением сигнал/шум в полосе частот полезного сигнала... т.е. спектры сигнала помехи и полезного сигнала совпадают и никакая дополнительная фильтрация не поможет. Вы сами об этом говорили.

Сейчас такой возможности нет, 9 бит очень далеко от желаемых 24 - 32, следовательно ДД АЦП пока никак не влезает.
Вы никак не можете понять мою мысль. Я ведь никогда не предлагал использовать DSP для фильтрации сигнала от помехи. Моя мысль состоит в том, чтобы реализовать _все_ функции (селективность, демодуляция) классического КВ приемника на DSP. Иначе говоря - долой радиоэлементы.
Что и как реализуется в современных трансиверах с DSP на НЧ и ПЧ, поверьте, я знаю не намного хуже Вас и излагать "основы" нет необходимости.
На этом давайте закончим, т.к. мы говорим о разных объектах, следовательно дисскусия становится беспочвенной.
Послушаем, может коллеги выскажут свои мысли.

**LY1CE** · 18.09.2003, 12:56

И с квантованием с разрешением 8 бит от текущего максимума. Так что это не 136 дБ, а прыгающее окошко в 40 дБ

Не могу согласиться. Прыгающее окошко - это та же АРУ.
ДД нужен полный.

**Михаил** · 18.09.2003, 12:59

И я об том же, при большом суммарном сигнале АРУ подстроится под него, и из-за 8 бит потеряем мелкие и очень интересные сигналы.

**DHQ** · 18.09.2003, 14:29

Первоначальное сообщение от Tadas
Не могу согласиться. Прыгающее окошко - это та же АРУ.
ДД нужен полный.

И я о том же.. жаль, что Вы не поняли! Вот только здесь тоже полный ДД, т.к. имеем мгновенные значения сигналов во всем диапазоне 136 дБ и, как, оказывается , этого недостаточно. Так что же нужно? Если спектры самого сильного и самого слабого сигналов не перекрываются. то DSP "вытянет" и самый слабый сигнал даже в предложенном мною варианте (алгоритмы этого известны и потери информации из-за, как Вы говорите, "пригающего окошка" не произойтет) , а если перекрываются, то "не вытянет" - в любом случае и это мы уже обсудили ранее и Вы согласились. В чем буде разница с предложенным вариантом, если построить 20 разрядный АЦП с шагом квантования 10 МКВ , т.е. от 10 МКВ до 10 В (120 дБ), предположив, что даже сам АПЦ не шумит , хотя собственные шумы в диапазоне частот от 1 до 20 МГц будут как раз около 10 МКВ. Можно вытянуть сигналы менее 1 МКВ в этом случае? А при 24 (132 дБ) разрядах и шаге квантования 1 МКВ можно буждет регистрировать сигналы до 0.25 МКВ? Вспомните мое утверждание, что этого недостаточно. Для обычного же аналогового приемника это реальность уже сегодняшнего дня! Следовательно уже нужно значительно больше разрядов и очень маленький шаг квантования только для реализации того, что достигнуту в обычном приемнике.
"Моя мысль состоит в том, чтобы реализовать _все_ функции (селективность, демодуляция) классического КВ приемника на DSP."
Да это уже реально, но вот речь идет о характеристиках...и это было началом обсуждения.
" Иначе говоря - долой радиоэлементы."
Ничего подобного не произойдет, т.к. тот же ЦП выполнен на подобных элементах, не Важно на одном все кристале выполено или нет. Таким образом и традиционный приемник можно выполнить на одном кристале и долой радиоэлементы. Чем заменить пассивные элементы типа кварцевых фильтров и т.д. Да пока и в обозримом будущем ничем, эти устройства имеют минимальный уровень собственных шумов и не ограничивают дианамический диапазон по этой причине.
Действительно пора кончать, т.к. уже наметилось изменение темы обсуждения.
73!
RV3DHQ

**DHQ** · 18.09.2003, 15:25

Первоначальное сообщение от Михаил
И с квантованием с разрешением 8 бит от текущего максимума. Так что это не 136 дБ, а прыгающее окошко в 40 дБ.:jump:

Ничего подобного, это 136 дБ, вполне реальных, с переменным шагом квантования - имеем в результате мгновенные значения сигнала во всем диапазоне амплитуд с более или менее постоянной относительной погрешностью. Если два сигнала самый слабый и самый сильный имеют разные спектральные (спектры не перекрываются) или временные характеристики (или другие, пространственное положение источника сигнала, например ) они и в этом случае будут разделены и восстановлены. Алгоритмы этого известны. Если нет , все характеристики сигналов идентичны, то и применение сколь угодно малого шага квантования и неограниченного количества разрядов не позволит этого достигнуть. Пока нет математического аппарата это реализовать для традиционных сигналов, разумеется, то и DSP делать "нечего"... в полном смысле этого слова. Что касается самой АРУ, о которой идет речь, то разумеется, что она быстродействующая ... по меньшей мере полоса пропускания цепей сигналов АРУ превышает ширину спектра отдельных анализируемых сигналов на входе. Я уже об этом говорил. Кстати и сигналы АРУ ( точнее МАРУ) в конкретном случае вырабатываюся самим DSP с помощью многоразрядного ЦАПа... таков вот адаптивный DSP - нет никаких "прыжков" и все очень плавно, а реальные зарубежные аналоги имеют ДД до 160 дБ при АЦП 10 разрядов... и слабые сигналы на фоне сильных "вытаскиваются" и доплеровские сдвиги определяюся, одновременно и фазированая решетка приемных "антенн" управляется и т.д. и т.п. Но это уже другая тема.
Владимир.

**Михаил** · 18.09.2003, 15:49

Первоначальное сообщение от DHQ
И я о том же.. жаль, что Вы не поняли! Вот только здесь тоже полный ДД, т.к. имеем мгновенные значения сигналов во всем диапазоне 136 дБ и, как, оказывается , этого недостаточно. Так что же нужно? Если спектры самого сильного и самого слабого сигналов не перекрываются. то DSP "вытянет" и самый слабый сигнал даже в предложенном мною варианте (алгоритмы этого известны

Владимир!

Я что-то не въехал. Те два АЦП выдают фактически мантиссу и порядок, если имеем сильную стационарную помеху, порядок выставится в соответствии с ее амплитудой и будет константой, и оцифровка пойдет только мантиссой, которая всего 8 бит. И как оттуда вытащить слабый сигнал? Неужели на вариациях квантования помехи, вызванных как полезным сигналом, так и незначительными изменениями сигнала АРУ?

**LY1CE** · 18.09.2003, 15:54

Владимир: Таким образом и традиционный приемник можно выполнить на одном кристале и долой радиоэлементы.

Вы действительно считаете, что можно выполнить смеситель с ДД 110 дБ на кристале ?

И еще. Вы все время приводите примеры специальных устройств, обрабатывающих специальные сигналы.
Но это немного не по изначальной теме.

**DHQ** · 18.09.2003, 17:12

Первоначальное сообщение от Tadas
Вы действительно считаете, что можно выполнить смеситель с ДД 110 дБ на кристале ?

А почему нет? Я уже многократно говорил, что это ЗНАЧИТЕЛЬНО ПРОЩЕ чем 24 разрядный быстродействующий АПЦ на том же кристалле. Два мощных ключа на полевиках с соответствующими параметрами (импульсный ток до 20А, минимальный 20 МКА , -120 дБ время переключения меньше 10нс), два быстрых драйвера для их управления и генератор на кварце или даже DDS. Без кварца и аналоговых фильтров не обойтись, но это касается и DSP, т.к. частоту оцифровки нужно синхронизировать точным генератором, это по меньшей мере.. Примитивно, но вполне реализуемо. Ну , разумеется, о примитивности это я слишком... понадобиться не только это.

>И еще. Вы все время приводите примеры специальных устройств, обрабатывающих специальные сигналы.
Но это немного не по изначальной теме.<
Наоборот, как раз по теме. Для случая специальных сигналов это очень эффективно и я об этом говорил, а для обычных, радиолюбительских,- нет. Для того чтобы в этом убедиться, в том числе на практике , потратил некоторое время. Для моделирования всего процесса достаточно и 10- разрядного АЦП (даже меньше) с последующим перерасчетом (тоже моделирование, но уже математическое) на возможное увеличения разрядности и быстродействия. Ну зачем, скажем, строить полнорамерну антенну на 40 (80) метров с непредсказуемым результатом, если можно сделать ее модель на 400 или даже 800 МГц и все проверить. Ну разве не так?
Давайте нашу дискуссию будем считать обменом мнениями... это тем более полезно, когда мнения разные. Я вполне серьезно. Спасибо!
73! С искренним уважением!