Analyse verrauschter Signale

Du kannst also recht praezises Range Gating machen? Dann wuerde ich erst recht eine Korrelation im Zeitbereich versuchen. Ist im Pulsechobereich absolut ueblich und erfolgreich.

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Gruesse, Joerg

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Joerg
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Wenn "Burstlänge:Burstabstand vielleicht 1:1000" dann würde man eine Menge Rauschen schlucken in dem sehr wenig Signal ist. Man kann die einzelnen Punkte der AKF-Zeitreihe zwar wie meist üblich per Integratoren mitteln ( unaufwendige Implementierung ). Man könnte aber auch FIR-Tiefpaßfilter ( Averager ) nehmen das definiert nur einige Millisekunden Vergangenheit speichert. D.h. genau die Länge des zu erwartenden Bursts. Wegen Aufwand aber unpraktikabel. Aufwandsärmer aber doch recht ähnlich wären IIR-Filter.

So wie hier:

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Da war auch nicht bekannt wann die Fledermaus quietscht, mit welcher Frequenz sie das tut und klirrfreier Sinus wirds auch nicht gewesen sein. In dem Fall wurden aus Aufwandsgründen für die Mittelung Integratoren verwendet. Wie man sieht wurden die Punkte links die ohnehin mit Rauschen überquellen nicht berechnet.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Moin!

Der Zeitpunkt kann so etwa um eine halbe Burstlänge variieren, aber über die >1000 zu mittelnden Bursts ist er konstant.

Das heißt, es werden Zeitfenster von vielleicht der doppelten Burstdauer ausgewertet und die Bursts sind sicher dort drin. Ich muss also _nicht_ im Zeitbereich nach der Nadel im Heuhaufen suchen!

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Moin!

Keine Chance, denn wenn Du an der Phase vieler gleichzeitig drehst, hebt sich der Effekt ja wieder auf.

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Also Range Gate doppelt so lang wie der Burst, das muesste noch gut per Korrelation im Zeitbereich gehen. Wenn Du Datensaetze hast koenntest Du das ja gleich mal probieren. Deine Frau wird es aber u.U. nicht so gut finden, Wochenende und so, bei meiner gibt's da immer eine Liste mit Sachen die repariert werden muessen :-)

Irgendwo wird es einen Kompromiss geben zwischen Range Gate Laenge und Anzahl der Zyklen die man riskiert wegzuwerfen, weil statistisch manchmal ein paar ausserhalb liegen. Aber das ist dann die zweite Stufe der SNR-Optimierung und haengt auch davon ab was spektral an Muell im Rauschen enthalten ist. Rein Gauss'sch ist es ja selten.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Also 1/t

Das Signal/Rauschverhältnis soll keine Rollen? Dei Problem ist doch das es wohl weit unter 1 liegt. ;-)

BTW bei den deutschen Radargeräten des Baujahres 1939 lag es bei errechneten 0,78. Allerdings bei 250_kTo. ;-)

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mfg hdw
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horst-d.winzler

Gleichzeitig schieben geht nicht, wir haben das mit rund einem halben Dutzend Range Gate Aufnahmen schon getan. Aber der Rechenaufwand steigt beinahe exponentiell. Letzten Burst 10 mal verschieben, dann den vorletzten 1/10tel weiterschieben und den letzten wiederum 10 mal, und so weiter, bis man auch den zweiten durch alle 10 Phasenlagen durch hat. Am Ende aus hunderten von Ergebnissen die Rosine rauspicken :-)

Eventuell koennen lotterie-aehnliche Verfahren das ganze verkuerzen. Nach dem Motto "Oh, da taucht was auf, lassen wir mal hier schieben und dort noch ein wenig". Oder erst grob (aber immer jeweils einzeln) und erst danach fein verschieben.

Da die Frequenz in Deinem Fall auf +/-20% bekannt ist laesst sich noch ein Qualifier-Fenster drueberlegen.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Moin!

Nein, der Zeitpunkt ist ja bekannt, und wo kein Burst kommt, da wird auch nichts aufgezeichnet. Das SNR ist bereits während des Bursts so traurig.

Das Puls-Pause-Verhältnis habe ich nur erwähnt um zu erklären, wie es trotz der vergleichsweise konstanten Frequenz in den Bursts zu dem Phasenrauschen zwischen den Bursts kommt.

Ja, das wichtigste wird sicher auch hier in einen FPGA gegossen und hochgradig parallel verarbeitet.

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Moin!

Nein, angepasst auf den Bereich der möglichen Frequenz, zwecks günstigerer Wahl rauscharmer Bauteile, Samplingfrequenz usw.

Bei Erhöhung der Bandbreite steigt die Rauschleistung und damit sinkt das SNR im Zeitbereich. Um die Frequenz zu ermitteln, wird das Signal aber im Frequenzbereich betrachtet, also mehr oder weniger der Schwerpunkt eines Peak bestimmt. Hierfür ist es unerheblich, ob sich das Rauschen über die zehnfache, hundertfache oder tausendfache Peakbreite erstreckt, denn hier zählt nur die Höhe des Peak überm Rauschen, und die ändert sich mit der Bandbreite nicht.

Gruß, Michael.

Reply to
Michael Eggert

Warum denn gleich im Frequenzbereich? Da Du die Frequenz auf +/-20% kennst kann man fuer die Aufnahme im Zeitbereich schonmal gut vorfiltern und erst danach korrelieren.

Wie das in ein FPGA passen soll weiss ich nicht, aber da gibt's ja inzwischen recht fette Exemplare wenn Geld keine grosse Rolle spielt.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Ja was, das schreit doch geradezu nach Autokorrelation. Einfach die Samples von einem Burst (+/- etwas extra Rauschen) um k Samples gegeinander verschieben und sum(f(i)*f(i+k)) ausrechnen. Wenn k ein Vielfaches der Periode ist, gibts ein Maximum. Für Rauschen wirds näherungsweise 0. Minimum und Maximum von k kennst du auch. Also los.

XL

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Axel Schwenke

Am 08.05.2010 19:24, schrieb horst-d.winzler:

Das interessiert mich jetzt. Kannst du das bitte mal näher erläutern? Und überhaupt - was sind 250_kTo?

Wolfgang

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Wolfgang Rosmann

Am Sat, 08 May 2010 20:47:24 +0200 schrieb Axel Schwenke:

Und von was für Frequenzen reden wir? 1 Hz? 1 kHz? 1 MHz? 1 GHz?

Das Problem am Anfang ist, dass er noch nicht weiss, wo ein Burst anfängt.

mfg Martin

Reply to
mblume

Das braucht er auch nicht wissen. Alles, was er wissen muß, ist die minimale Folgefrequenz der Bursts. Die Probes werden dann entsprechend einer Periode dieser minimalen Folgefrequenz gewählt. Es ist dann sichergestellt, daß jedes Probe mindestens einen Burst Nutzdaten enthält.

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Heiko Nocon

Moin!

Sehe ich inzwischen auch so und werde ich nachher testen.

Für eine direkte Bestimmung der Frequenz aus Minimum und Maximum der AKF reicht die Auflösung der Abtastung nicht aus, aber das periodische Signal ergibt halt eine AKF mit periodischen Anteilen und bekannter Phase, auf die ich wieder eine FFT loslassen kann (vgl. Rafaels Vorschlag).

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Moin!

Wenn ich jetzt "100 MHz" sage, welchen Einfluss hat das dann auf die möglichen Spielereien mit den digitalen Daten?

Doch doch, das weiß ich.

Gruß, Michael.

Reply to
Michael Eggert

Am Sat, 08 May 2010 23:14:47 +0200 schrieb Michael Eggert:

Abend!

Nun ja, 100 MHz +/-20% ist schon etwas anderes als 10 kHz +/-20%.

Dein Haupt-Problem sind also nicht die Bursts, denn Du kannst die Zeiten, in denen kein Signal kommt, einfach rausschneiden (bzw in der Datenerfassung ignorieren), sondern der Phasen-Versatz der einzelnen Bursts. Zum Problem werden die Bursts nur dadurch, dass Du viele davon haben musst, um Dein Signal aus dem rauschen herauszuholen und dadurch evtl zu lange warten musst.

Martin

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mblume

Ist denn eine Fourieranalyse vom kompletten Signal (also in Anbetracht der Zahlenverhältnisse vielleicht besser beschnitten um den Zeitanteil ohne Signal), von sovielen Samples, wie Du meinst, zu brauchen, um was sinnvolles erfasst zu haben, eine Option?

Von Echtzeit hast Du ja noch nix erwähnt, glaube ich. Zugegeben, FFT von bspw. etlichen 100K Samples auch noch zigmal wiederholt, um verschiedene Phasen des Burstfensters auszuprobieren, wäre schon ziemlich weit ab von Echtzeit, aber vielleicht findet sich von so einer Beschreibung des gewünschten Ergebnisses irgendein praktikablerer Rechenweg.

Gruss

Jan Bruns

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Ein paar Fotos: http://abnuto.de/gal/
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Jan Bruns

Moin!

Wenn Du _nicht_ die Autokorrelation meinst, dann beschreib mal genauer, was Du Dir hier vorstellst. Genaugenommen ist ja auch die DFT nur eine Korrelation der Zeitreihe mit Signalen bei allen möglichen Frequenzen, und die führt wie gesagt nicht weiter.

Nein, die gibts noch nicht, aber das lässt sich ja recht gut simulieren.

Wir sind nicht verheiratet. :-)

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Doch, es ist schon aehnlich. Nur benutzen wir im Pulsechobereich den Ausdruck dafuer nicht. M.W. kann Autokorrelation nachher nicht mehr die zeitliche Position eines Bursts ausgeben, waehrend das beim Burst-zu-Burst Vergleich ginge (auch wenn Du diese Info nicht brauchst). Die Position des besten Ergebnisses zeigt sie an. Ich hatte es in einem vorhergehenden Post geschrieben wie ich das meinte. Sagen wir Du brauchst drei Bursts um eine gute Frequenzanzeige zu bekommen (in Wirklichkeit sind eventuell mehr noetig). Nun alle drei immer wieder addieren, aber erstmal den zweiten in Phasenposition 1 belassen. Den dritten durch alle Phasenschritte durchklackern und jeweils einen Ergebnis-File schreiben lassen. Dann Burst #2 einen Phasenschritt weiter und wieder beim dritten alle durchklackern. Und so weiter, bis auch der zweite Burst alle Phasenschritte durch ist. Wenn die Phasenschritte z.B.

30 Grad waeren gaebe das 144 Ergebnisse, jeweils in Form eines Summenburst als Ergebnis-File. Einer der Files wuerde das beste SNR und den deutlichsten Peak in der FFT (oder Goertzel) produzieren, d.h. man macht nachher fuer alle Files eine FFT oder sonstige Frequenzanalyse und nimmt den besten.

Bei vier Bursts gaebe das schon 1728 Summenpakete, bei fuenf 20738, und so weiter. Es sei denn man benutzt irgendwelche Statistik-Tricks oder es kristallisiert sich unterwegs ein Trend heraus wo man wechselweise an den Positionsschrauebchen der einzelnen Bursts drehen lassen kann.

Dann muss man erst recht aufpassen :-)

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Gruesse, Joerg

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Joerg

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