Valg af antialiasings filter?

Hej H=E5ber der er nogle der kan hj=E6lpe. Jeg er ved at designe et kredsl=F8b som skal kunne m=E5le faseforskellen mellem to signaler. Som ADC har jeg valgt en audio sigma-delta konverter da denne har to indbygget ADC. Mit problem er antialiasings filteret, da dette filter vil introducer en temperatur afh=E6nge fasedrej af mit signal. For at undg=E5 denne temperatur afh=E6nge fasedrej =F8nsker jeg en s=E5 h=F8j kn=E6k frekvens som muligt i mit antialiasings filteret. Mit sp=F8rgsm=E5l er nu hvilken kn=E6k frekvens mit antialiasings filteret b=F8r have.

Der er ca. 60nV/sqrt(Hz) st=F8j p=E5 indgangen af min ADC. Det er en 24bit ADC, 114 dB Dynamic Range, -105 dB THD + N

Mvh Allan

Reply to
Allanjk
Loading thread data ...

Hej Allan

Har du 2 udgange med hver sin "rene" sinus som du ønsker at måle faseforskel mellem?

I så fald havde Ny Elektronik en artikel hvor man kunne bygge sin egen analoge fasemåler til audio frekvenser.

Jeg kan nok finde nummeret hvis du er interesseret.

/Glenn

Reply to
Glenn Møller-Holst

"Glenn Møller-Holst" skrev i en meddelelse news:es9kh1$e70$ snipped-for-privacy@news.net.uni-c.dk...

af ren interesse vil jeg da gerne læse den artikel hvis du "falder" over den... :-)

--
mvh
Rasmus
http://rydungdomshuset.dk/
Reply to
Rasmus M. Jensen

skrev i en meddelelse news: snipped-for-privacy@n33g2000cwc.googlegroups.com...

nu vil temperatur vist være det mindste problem eftersom også amplitudekarakteristikken kan variere afhængig af temperatur... efter som du benytter en delta-sigma ADC så er kravet ikke så "skrapt" til anti-alising filter hvilket i din situation er meget praktisk... du kan f.eks. vælge et butterworth filter da fase-drejningen foregår relativt langsomt... andre filter-typer har noget voldsommere fasedrej (chebychev bl.a.). men det der er hele humlen er at du skal måle _forskellen_ mellem fasen på to signaler så i princippet er der ligegyldigt hvormeget fasedrej og variationer du har bare det er 100% _ens_ for begge signaler... derfor bør du fokusere på at få lavet filtrene så ens som muligt og vælge en realisation af filtrene som ikke er så afhængig af små komponent variationer...

knækfrekvensen på dit anti-aliasing filter afhænger af din samplingsfrekvens... hvis du vil vide mere om filtre kan jeg stærkt anbefale bogen: "Active and passive analog filter design" af Lawrence Huelsman.. den er virkelig grundig, men ret tung at komme igennem - naturligvis alt afhængig af niveau.. ellers læs filter-kapitlet i elektronik ståbi - det er på dansk og lidt lettere at håndtere... bemærk dog at der er fejl i nogle af filter-tabellerne... er du igang med at læse eller ??

lyder da som en ret "vild" delta-sigma ADC... er støj en vigtig faktor i dit design eller??

--
mvh
Rasmus
http://rydungdomshuset.dk/
Reply to
Rasmus M. Jensen

Ved ikke lige, hvor jeg skal klippe sidste indlæg, MEN: jeg er osse med på en lytter. SOm designer at højdynamiske systemer i mange år, fornemmer jeg at noget spændende er under opsejling :-)

Bo Bjerre //

Reply to
Bo Bjerre

hehe.. hvad mener du? :-) ikke lige fordi jeg har styr på alle features i de nyeste delta-sigma convertere, men umiddelbart lyder ovenstående da ret "godt" til audio formål... du skal da være yderst velkommen til at rette mig hvis jeg har sagt noget forkert... :-)

--
mvh
Rasmus
http://rydungdomshuset.dk/
Reply to
Rasmus M. Jensen

Hej Rasmus

Her er referencen:

"Fasemeter" Ny Elektronik

1984, nr 11 side 18-23

Citat: "... Konstruktionen kan måle faseforskydning fra -180 grader til +180 grader, og udlæsningen foregår både analogt og digitalt. ... Nøjagtigtigheden er ca. 1 grad i frekvensområdet 500 Hz til 20 kHz, og ca. 5 grader i området 20 Hz til 100 kHz. [PS: Anvender de gamle TL082] ... bygges for ca. 180 kr ... Her ses, at tidsforskellen mellem deres nulgennemgange dividereret med periodetiden giver et mål for faseforskydningen. ..."

/Glenn

Reply to
Glenn Møller-Holst

Lidt flere oplysninger ønskes:

De signaler du skal fasesammenligne - hvor ligger de henne frekvensmæssigt?

Hvor præcis skal din fasesammenligning være?

Er dit signal balanceret, eller singleended?

Hvor stort er dit signal?

Din ADC - må man vide hvilken det er?

Reply to
Ole Geisler

Jeg gætter på AD1871 :-)

Reply to
Ole Geisler

Mellem 80Hz og 1000Hz

Den mindste faseforskel afh=E6nger af frekvensen! Generelt skal jeg kunne m=E5le en tids forskel p=E5 100E-12 sekund mellem de to signaler.

Pt. er signalerne balanceret med jeg arbejder ogs=E5 p=E5 en singleended l=F8sning.

Ca. 1Vrms

Det er en CS5361 fra Cirrus Logic

mvh Allan

Reply to
Allanjk

Det er rigtigt at det i princip er ligegyldigt hvor meget fasedrej og variationer der er i mit indgangs trin bare det er 100 % ens for begge signaler. En af m=E5derne at undg=E5 afh=E6ngigheden af sm=E5 komponent variationer, = er at flytte kn=E6kfrekvensen p=E5 antialiasings filteret s=E5 h=F8jt op i frekvens som muligt. Samplingsfrekvens har jeg ikke lagt fast i nu men vil gerne have denne s=E5 lav som muligt, dette strider selvf=F8lge mod at jeg gerne vil have kn=E6kfrekvensen p=E5 antialiasings filteret s=E5 h=F8jt= op i frekvens som muligt.

ideelt set skal mit antialiasings filteret filtrer alle frekvenskomponenter v=E6k der ligger over fs/2 dette er selvf=F8lge ikke praktisk muligt.

Hvilke kriterium skal jeg placerer mit kn=E6kfrekvensen p=E5 antialiasings filteret efter?

Ja st=F8j er en vigtig faktor i mit design da jeg b=E5de =F8nsker en lille standart variation og samtid =F8nsker en hurtig opdatering, s=E5 der er ikke tid til at milde st=F8jen v=E6k.

mvh Allan

Reply to
Allanjk

Hej Allan

1) Hvad skal du med et antialiaseringsfilter, når du netop kun får signaler ind som ér båndbreddebegrænset?

-

2) Indenfor FM-modtagere plejer man at klippe signalet inden mellemfrekvensen sende ind i en FM-demodulator.

Den kunne du også gøre. Send signalerne ind i hver sin inverter med Schmitt-trigger funktion:

formatting link

Det er yderst vigtigt at filtrere forsyningsspændingen til inverterne så deres skiftested ikke moduleres herfra.

Nu sendes de binære signale ind i en fasedetektor:

formatting link
Citat: "...Integration of the output signal results in an analog voltage proportional to the phase difference..."

Du har en oscilator på f.eks. 100MHz hvor du blot enten tæller en tællerkæde op eller ned, afhængig af fasedetektoren.

På den måde undgås antialiaseringsfilteret - og du benytter blot en 2* 1 bit AD-konverter, en fasedetektor, oscillator og tæller.

Er tællesignalet 100 MHz og du ønsker en nøjagtighed på 100E-12=1E-10 skal du vente så lang tid: (1/1E-10)/100E6=1E10/1E8=100 sekunder.

Starter tælleren på binært:

0000.0000.0000...

sikre dig at tælleren ikke kan sætte det venstre nul under optælling og nedtælling kun kan sætte venstre nul til én, men ikke sætter et éttal til nul, da det skal bruge som fortegnsindikator.

/Glenn

Reply to
Glenn Møller-Holst

Hej Allan

Læs om fasedetektor/fasekomparatorer funktioner og typer her:

formatting link
Citat: "... Phase Detector: Let's have a look at the basic phase detector. There are actually two basic types, sometimes referred to as Type I, and Type II. The Type I phase detector is designed to be driven by analog signals or digital square-wave signals, whereas the Type II phase detector is driven by digital transitions (edges). They are typified by the most common used 565 (linear Type I) and the CMOS 4046, which contains both Type I and Type II. ..."

formatting link
Citat: "... The issue with phase/frequamcy comparators is that they must work and correct the error under all circumstances, with both frequencies widely different, and also with identical frequenceis, but a small phase difference. That limits the playing field. Many decades ago, Motorola created a circuit (I think it was calle 4044 or something like it) that did this job beautifully. I once converted this design into FPGA land, see
formatting link

What you do with the bang-bang outputs is up to you. You can integrate them and feed a VCO, or control an up-down counter... ... > What you do with the bang-bang outputs is up to you. You can integrate > them and feed a VCO, or control an up-down counter...

Yes, that'll be the 74HC4046 (also variants as 74HC7046).

This device data has good phase detector info.

Some comments on PLL detectors :

Some designs use two, one for coarse (effectively Freq) lock, and one for fine (effectively phase) lock.

If you are seriously worried about PLL/VCO sidebands, better PLL detectors have deliberate dead-band removal - this is extra logic that prevents a 'flat spot' in the phase/voltage curve, that can occur in simpler digital-state only designs. ..."

-

I pdf side 3-6:

formatting link

-

Denne har god 74xx fanout, da denne type kan synke og løfte mere strøm på udgangene:

Her er 3 fasekomparatorer at vælge mellem: Side 6 med gate-diagram:

formatting link

/Glenn

Reply to
Glenn Møller-Holst

Der fandtes en mere:

formatting link

Dette papir omtaler 74HC9046:

formatting link
Citat: "... Special praise is in order for the designers of the latest generation 74HC9046 at Philips Semiconductors. This device operates on the same principles but overcomes the backlash, variable gain and interaction with circuit capacity problems. The 74HC9046 utilizes a switched current charge pump, with no dead zone. ..."

/Glenn

Reply to
Glenn Møller-Holst

enig med dig glenn... det lader jo til at signalerne allerede er båndbegrænset... vil blot tilføje at en god kilde kunne være: "Phase-Locked Loops" af Roland E. Best. kom selv i tanke om fase-detektor løsningen da jeg læste dit indlæg... det vil jeg påstå er den simpleste løsning - dog er det værd at undersøge hvor hurtigt "standard-komponenterne" kan clockes eftersom 100 sekunder er lang tid at vente...til gengæld er nøjagtigheden da også ekstrem... :.-)

--
mvh
Rasmus
http://rydungdomshuset.dk/
Reply to
Rasmus M. Jensen

skrev i en meddelelse news: snipped-for-privacy@64g2000cwx.googlegroups.com...

så er der jo ikke rigtig nogen ide i at have et anti-aliasing filter hvis du vil flytte det opad i frekvens... virkningen bliver da tilsvarende minimal... men som du skrev i en anden tråd så er signalerne jo tilsyneladende allerede båndbegrænset til mellem 80 og 1000 Hz...

teoretisk - så tæt på øvre grænsefrekvens som muligt dog afhængigt af om du kan acceptere et fald i amplituden og fasedrejningen... igen... det er vigtigt at vælge filteret alt efter hvilken opgave der skal løses...

støjen antages at være ens på begge signaler - derfor skal der ikke midles noget, da det igen er en _forskel_ du vil måle...

jeg vil på det kraftigste anbefale dig at læse nogle grundlæggende bøger/artikler om fase-detektion, A/D konvertering, filtre osv...

--
mvh
Rasmus
http://rydungdomshuset.dk/
Reply to
Rasmus M. Jensen

=E5

rg/wiki/Phase_detector

2* 1

=3D1E-10

g og

=E9ttal

Hej Glenn Tak for dit svar og dine links. Mit signal er b=E5ndbegr=E6nset til at v=E6re i mellem 80-1000Hz men jeg har et st=F8j bidrag p=E5 ca. 60nV/ sqrt(Hz) som ikke er b=E5nd begr=E6nset. Jeg =F8nsker en opdatering p=E5 0.01 sekund s=E5 100sekunter er desv=E6rre = alt for meget. mvh Allan

Reply to
Allan

is du

Enig der for mit sp=F8rgsm=E5l om hvor jeg skal placere den. Placer jeg den h=F8jt oppe i frekvens bliver virkningen minimal, placer jeg den langt nede i frekvens bliver fase bidraget stort. S=E5 hvordan finder jeg den mest optimale placering?

llerede

Mit signal er b=E5ndbegr=E6nset til at v=E6re i mellem 80-1000Hz men jeg har et st=F8j bidrag p=E5 ca. 60nV/sqrt(Hz) som ikke er b=E5nd begr=E6nset.

lle

midles

St=F8jen kan ikke antages ens da den stammer fra indgangstrinet.

mvh Allan

Reply to
Allan

"Allan" skrev i en meddelelse news: snipped-for-privacy@v33g2000cwv.googlegroups.com...

kan du ikke give lidt flere oplysninger om hvad det skal bruges til osv... det er svært at hjælpe hvis ikke man kender hele sammenhængen... hvorfor opdatering pr. 10 ms, nøjagtigthed på 100E-12 osv osv... jeg tror at du må leve med det støjbidrag der er - tænk på at filtrering også vil tilføje støj såee...

--
mvh
Rasmus
http://rydungdomshuset.dk/
Reply to
Rasmus M. Jensen

"Allan" skrev i en meddelelse news: snipped-for-privacy@v33g2000cwv.googlegroups.com...

jamen det afhænger jo af hvad du vil tillade i dæmpning af din amplitude og fasedrej på signalerne...

se venligst svar i en anden tråd...

hvilket indgangstrin?? igen... flere oplysninger... er indgangstrinnet ikke ens for begge signaler?

--
mvh
Rasmus
http://rydungdomshuset.dk/
Reply to
Rasmus M. Jensen

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.