Announcement: there is an English version of this forum on Ich habe einen 14 bit ADC, welcher mit ideal 84dB Dynamikumfang gibt. Mich interessiert an den Daten in der Regel nur ein Frequenzpunkt also mache ich im FPGA eine DFT. Kann ich die DFT Ergebnisse mitteln um den Dynamikumfang zu erhöhen? Ziel ist es die Samples so zu lassen wie sie sind und dann erst das DFT Ergebnis zu mitteln. Man könnte ja auch vor der Transformation über z.B. 4 samples mitteln.
Rene G. schrieb: > Kann ich die DFT Ergebnisse mitteln um den Dynamikumfang > zu erhöhen? Ob DU es kannst, weiss ich nicht... :) SCNR Aber -- ja, kann man machen, klar. Warum nicht? > Ziel ist es die Samples so zu lassen wie sie sind und > dann erst das DFT Ergebnis zu mitteln. Man könnte ja > auch vor der Transformation über z.B. 4 samples mitteln. ??? Der übliche Weg ist es, mehrere zeitlich aufeinanderfolgende Spektren zu mitteln. In der Regel wird dazu aber konstante Phasenlage des Nutz- signals notwendig sein, damit das funktioniert.
Rene G. schrieb: > Mich interessiert an den Daten in der Regel nur ein Frequenzpunkt also > mache ich im FPGA eine DFT. Nö, Goertzel musste machen: https://www.elektronikpraxis.vogel.de/einzeltoene-mit-fpgas-erzeugen-und-erkennen-a-1023648/
Rene G. schrieb: > Macht das einen unterschied? Na für einen Bin brauchst du halt deutlich weniger Zellen...
:
Bearbeitet durch User
N. M. schrieb: > Rene G. schrieb: > >> Macht das einen unterschied? > > Na für einen Bin brauchst du halt deutlich weniger Zellen... Mit einer DFT, die nur einen Punkt auswertet ebenfalls. Die Koeffiziententabellen sind dann auch kleiner
Rene G. schrieb: > Man könnte ja auch vor > der Transformation über z.B. 4 samples mitteln. Das ist keine so gute Idee, weil dann ein Rechteckspektrum reinkommt. Man muss aber mit jedem neuen Datum eine neue Transformation machen und nicht etwa nur mit dem Bündel, das für die T herangezogen wird. also eine Berechnung für 0 ... n-1, 1 ... n, 2 ... n+1 u.s.w. Dann kann man das Ergebnis der DFTs mitteln. Fpgakuechle K. schrieb: > Nö, Goertzel musste machen: > https://www.elektronikpraxis.vogel.de/einzeltoene-mit-fpgas-erzeugen-und-erkennen-a-1023648/ Goertzel ja, FPGA nicht unbedingt. Das geht mit einem DSP genau so. Habe mir das Beispiel jetzt nicht vopllständig angesehen, aber die nehmen wohl einen "Zynq UltraScale+ FPGA" und dort eine RTU.
Messtechniker schrieb: > Man muss aber mit jedem neuen Datum eine neue Transformation machen und > nicht etwa nur mit dem Bündel, das für die T herangezogen wird. > > also eine Berechnung für 0 ... n-1, 1 ... n, 2 ... n+1 u.s.w. > > Dann kann man das Ergebnis der DFTs mitteln. Was meinst du damit genau? Das verstehe ich nicht. Was ist mit Datum gemeint?
Rene G. schrieb: > Was meinst du damit genau? Das verstehe ich nicht. Was ist mit Datum > gemeint? Singular von Daten ist Datum. Er meinte also anders ausgedrückt "...mit jedem neuen Messwert...".
Rene G. schrieb: > Ich habe einen 14 bit ADC, welcher mit ideal 84dB Dynamikumfang gibt. > Mich interessiert an den Daten in der Regel nur ein Frequenzpunkt also > mache ich im FPGA eine DFT. Kann ich die DFT Ergebnisse mitteln um den > Dynamikumfang zu erhöhen? Ziel ist es die Samples so zu lassen wie sie > sind und dann erst das DFT Ergebnis zu mitteln. Man könnte ja auch vor > der Transformation über z.B. 4 samples mitteln. Hallo Rene, wenn ich richtig informiert bin, kannst du durch Mittelung über mehrere Fenster nur das Spektrum glätten, aber nicht den Dynamikumfang erhöhen. Wenn du den Dynamikumfang erhöhen möchtest, musst du dafür sorgen, dass in deinem gewünschten Bin, im Verhältnis zur Signalenergie, weniger Rauschenergie akkumuliert wird. Dafür musst du entweder das Signal im Zeitbereich filtern, um Rauschleistung bei hohen und/oder niedrigen Frequenzen zu entfernen, oder deine Fenster länger machen. Die Länge zu erhöhen reduziert die equivalent noise bandwidth deines Bins. Da du aber auch länger akkumulierst, bleibt die Rauschenergie im Bin trotzdem gleich. Du sammelst aber auch mehr Energie bei deinem Nutzsignal, wodurch das SNR pro Bin größer wird. Danach mittelst du über mehrere Fenster im Frequenzbereich, wenn du auch ein glattes Spektrum möchtest. LG Simon
:
Bearbeitet durch User
Danke soweit für die Hilfe. Ich möchte insbesondere kurze DFT bins mit ausreichend dynamik auch auflösen, da es eine zeitkritische Anwendung ist. Jetzt ist die Frage ob da oversampling hilft und wie viel man braucht.
Rene G. schrieb: > Danke soweit für die Hilfe. Ich möchte insbesondere kurze DFT bins mit > ausreichend dynamik auch auflösen, da es eine zeitkritische Anwendung > ist. Jetzt ist die Frage ob da oversampling hilft und wie viel man > braucht. Freut mich, dass wir dir helfen konnten. Wenn du mit "kurz" meinst, dass deine zeitliche Fensterbreite einen gewissen Wert (z. B. 1 ms) haben soll, dann ist mein Tipp von oben in der Tat nicht sinnvoll, weil er eine zeitliche Verlängerung des Bin bedeuten würde. Du musst eine andere Maßnahme ergreifen, um das Rauschen in deinem Bin zu reduzieren. In dem Fall ist tatsächlich Überabtastung ein möglicher Weg. Der ist jedoch nur dann hilfreich, wenn ein wesentlicher Teil des Rauschens bisher durch Aliasing aus höheren Frequenzbereichen (das kann der Fall sein, wenn dein Anti-Aliasingfilter nicht passend ausgelegt ist) oder Quantisierungsrauschen zustande kam. Wenn der Großteil des Rauschens schon im analogen Signal enthalten ist oder durch thermisches Rauschen im ADC dazukommt, kannst du mit Überabtastung nichts erreichen. Mit 14 b kommt man langsam in den Bereich der Präzisions-ADC, wo das thermische Rauschen des ADC das Quantisierungsrauschen dominiert. Du müsstest noch ziemlich an der Grenze sein, wo beide ähnlich bedeutend sind. Das Prinzip der Überabtastung ist, dass sich bei doppelter Abtastrate dieselbe Quantisierungsrauschleistung (definiert durch die Amplitude eines LSB) auf einen doppelt so großen Frequenzbereich verteilt. Dadurch halbiert sich die spektrale Leistungsdichte des Quantisierungsrauschens (6 dB weniger). Weil dein DFT-Bin dieselbe Bandbreite hat wie vor der Erhöhung der Abtastrate, und damit dieselbe ENBW, hast du jetzt nur noch die halbe Rauschleistung in deinem Bin. Falls du vorher noch Aliasing von Rauschen oberhalb der Nyquistfrequenz hattest, sinkt die spektrale Leistungsdichte weiter ab, wodurch du einen höheren Gewinn erhältst. Speise mal ein stationäres Signal mit einfachem Spektrum (DC oder monochromatisch) ein und nimm ein paar Messdaten mit verschiedenen Abtastraten und großzügiger Länge auf. Dann kannst du das gemütlich am PC verarbeiten und schauen mit welchen Einstellungen du gute Ergebnisse erreichst. Vielleicht lässt sich ja doch noch etwas an der zeitlichen Fensterbreite drehen, dann kannst du noch mehr rausholen. Aber bedenke, dass du so oder so mehr Abtastwerte im Fenster bekommst und sich das auch auf deine Implementierung auswirken wird. LG Simon
:
Bearbeitet durch User
Rene G. schrieb: > Kann ich die DFT Ergebnisse mitteln um den > Dynamikumfang zu erhöhen? Ziel ist es die Samples so zu lassen wie sie > sind und dann erst das DFT Ergebnis zu mitteln. Du kannst statt der FFt auch gleich nur die eine Frequenz mit dem Eingang falten.
Dogbert schrieb: > Rene G. schrieb: >> Kann ich die DFT Ergebnisse mitteln um den >> Dynamikumfang zu erhöhen? Ziel ist es die Samples so zu lassen wie sie >> sind und dann erst das DFT Ergebnis zu mitteln. > > Du kannst statt der FFt auch gleich nur die eine Frequenz mit dem > Eingang falten. Dazu muss man dieser aber kennen. Liegt man daneben bekommt einfach nur einen reduzierten Wert und keine Info ob links oder rechts.
Das musst du mal genauer ausführen. Die Idee mit einer Frequenz zu falten funktioniert so nicht, denn der Trick bei einer FFT ist es ja mit eben auch mit den Phasenverschiebungen zu multiplizieren.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.