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Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP Phasenkohärennz beim Abtasten von analogen Signalen (Literatur?)


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von Niclas (Gast)


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Hallo zusammen,

ich schreibe momentan an meiner Masterarbeit in Elektrotechnik. Thema 
ist die echtzeitfähige Verarbeitung von Radarsignalen. Dazu habe ich ein 
Backend System für Radarsensoren entwickelt und programmiert. Teil des 
Backends ist natürlich auch die Abtastung der analogen Signale der 
Radarsensoren. Grundsätzlich handelt es sich um FMCW-Radarsensoren, die 
selbstständig Frequenzmodulation, Frequenzvervielfachung, Verstärkung 
und Mischung vollziehen. Die Sensoren verfügen demnach über eigene 
Oszillatoren als Taktgeber.

IM Backend befindet sich ein Data Acquisition System (DAQ) mit ADCs, 
welches ebenfalls durch einen internen Oszillator betrieben wird. 
Allerdings gibt es auch die Möglichkeit einen Referenztakt oder einen 
Versorgungstakt an das System anzuschließen. In meinem Fall habe ich den 
100 MHz Takt des Sensors an das DAQ angeschlossen, damit beide Systeme 
synchron sind.

Mir ist klar weshalb das wichtig ist; sind beide Systeme nicht synchron 
ist keine Phasenkohärenz gewährleistet und die Phase "driftet" über die 
Zeit weg. Nun muss ich das in meiner Masterarbeit entweder durch 
Messungen begründen oder eine Literaturquelle hinzu ziehen. Letzteres 
würde ich bevorzugen, da eine solche Messung stark vom Thema abweicht. 
Leider finde ich keine Literaturquelle, die das Phänomen der 
Phasenkohärenz genau beschreibt.

Meine Frage: Kennt jemand eine gute Literaturquelle, die möglicherweise 
den physikalischen Hintergrund der Phasenkohärenz beschreibt?

Vielen Dank im Voraus!

von total perspective vortex (Gast)


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Niclas schrieb:

> Meine Frage: Kennt jemand eine gute Literaturquelle, die möglicherweise
> den physikalischen Hintergrund der Phasenkohärenz beschreibt?

Nein, gibt es nicht. Da wirst du wohl in der Masterarbeit beweisen 
müßen, das du das Handwerkszeug wie Messung bestimmender Systemparameter 
beherrscht.

von Niclas (Gast)


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Danke für die schnelle Antwort!

Auch wenn es nicht Thema meiner Arbeit ist, was wäre denn eine elegante 
Möglichkeit die Phasenkohärenz zumessen und diese vor allem 
darzustellen?

Ich hatte überlegt einen Signalgenerator mit einer einfachen 
Sinusschwingung an das System anzuschließen und eine Messung mit und 
ohne Referenztakt zu machen. Die Frage ist nur wie ich den Phasendrift 
darstelle und welche(n) "Systemparameter" ich feststellen soll?

Zur Darstellung der Phasenkohärenz: Synchroner Takt, analoge und 
digitale Sinusschwingung in einem Diagramm darstellen?

Zur Darstellung des Phasendrifts: Beide unabhängige Takte, analoge und 
digitale Sinusschwingung ebenfalls im Diagramm darstellen?

Welche Frequenzen sind dafür geeignet und in welchem Verhältnis sollen 
diese zum Takt stehen, um die Phasenkohärenz möglichst deutlich 
herauszustellen?

von Jürgen S. (engineer) Benutzerseite


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Dass das ohne Referenztakt auseinander läuft, ist wohl evident und muss 
nicht sonderlich bewiesen werden, denke ich.

Interessanter bei Radar ist die Fragestellung nach dem Phasenrauschen, 
das sich einstellt, selbst wenn der Takt identisch ist.

Dazu solltest du mal eine Überlegung anstellen, warum das der Fall ist, 
wie man es simulieren könnte und was sich daraus ergibt.

Simulation geht mit MATLAB oder ModelSIM, das praktische Beweisen mit 
einem Radar-Signalgenerator. Wenn du den nicht hast, kannst du das Ganze 
auch einen Faktor 100 langsamer praktizieren und bist beim Ultraschall.

von Burkhard (Gast)


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Jürgen S. schrieb:
> Dass das ohne Referenztakt auseinander läuft, ist wohl evident und muss
> nicht sonderlich bewiesen werden, denke ich.

Da ist nichts dagegen zu sagen.

Niclas schrieb:
> was wäre denn eine elegante
> Möglichkeit die Phasenkohärenz zumessen und diese vor allem
> darzustellen?

Worst-Case-Abschätzung anhand der Daten(-blätter) der jeweiligen 
Taktgeber?

Wenn es unbedingt eine Messung sein soll und der Referenztakt des DAQ 
für eine Messung zugänglich ist, würde ich an einen Phasenkomparator 
(https://en.wikipedia.org) mit nachfolgender Integration denken.

von Burkhard (Gast)


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