Замер фаз когерентных сигналов разных амплитуд

[intern235]

Как измеряют разность фаз когерентных сигналов разных амплитуд? Частоты порядка 10 МГц.
Например два сигнала:
1)эталон 5 вольт 10 мГц от генератора
2)очень слабый принимаемый 10 мГц постоянно меняющийся по амплитуде.
Если усиливать сигнал 2 то фаза сдвигается. Разная начальная аимплитуда = разное усиление = разный сдвиг фазы(искажения).

Как устраняют искажения замера фазы при усилении слабого сигнала?
Может есть методы где можно взять эталонный сигнал и слабый и замерять фазу между ними без усиления слабого не постоянного по амплитуде?

Почему нет книг со схемами по фазовому когерентному радиоприему?
Как в приемниках с фазовой модуляцией детектируют сдвиг фаз если они разных амплитуд?

[Муркиз]

Если по быстрому - сначала ослабить сильный сигнал до уровня слабого, а затем усиливать его тем же самым усилителем, что для второго канала.

Насчет литературы - это не совсем верно, но по памяти я сейчас назову лишь Полякова - того, что занимался приемниками прямого преобразования.

Но в приемниках детектируют не сдвиг "фаз", а сдвиг фазы одного сигнала.

[КРАМ]

Как измеряют разность фаз когерентных сигналов разных амплитуд? Частоты порядка 10 МГц.
Например два сигнала:
1)эталон 5 вольт 10 мГц от генератора
2)очень слабый принимаемый 10 мГц постоянно меняющийся по амплитуде.

Если сигнал очень слабый, то возникает проблема зашумленности самой фазы.
То есть если перевести задачу в чисто математическую плоскость, достаточно сделать две выборки слабого сигнала с интервалом в четверть периода опорного генератора (можно восстановить учетверением частоты опорного сигнала), а затем вычислить арктангенс отношения этих выборок.
Классический квадратурный метод.
Можно его реализовать как в цифровой, так и в аналоговой форме.
Далее полученную величину (по сути искомый угол) фильтруют известными способами, исходя из полосы измеряемого сигнала (она зависит от скорости изменения фазы).

[intern235]

А если сигнал1 и сигнал2 это оптические.
“Важно, что входное и выходное излучение может отличаться по интенсивности (т.е. по амплитуде волны модуляции), но не по частоте . Это обстоятельство обусловливает высокую эффективность и точность корреляционных методов, которые используются при поиске значения”

Поиск в тексте по слову “Важно”
http://www.laserlocation.ru/library/chapter1.3.htm

Как это так? Различие например в 10 000 раз и все меряет? Как это? Немогу найти что за корреляционные методы фазометрии.

[Муркиз]

Интерферметрию тогда посмотри, если оптика. А то можно было бы еще на ПАВах попробовать.

То есть если перевести задачу в чисто математическую плоскость

Так ведь сначала оцифровать же нужно... Вряд ли он стал задавать вопрос, если это представлялось возможным без предварительного усиления.

[intern235]

Интерферметрию тогда посмотри, если оптика. А то можно было бы еще на ПАВах попробовать.

Здесь несущая частота свет(терагерцы) но суть ведь точно таже что и в любом приемнике.
Что за ПАВы?

Искал фазовые детекторы когерентного приема…ничего нет. В книгах вода. Вообще книги Фазометрия нету нигде для скачки. Похоже такое только в радарах, либо спец связь какая-то. Все про ОФМ относительную фазовую модуляцию и какие-то автоподстройки фазы ФАПЧ.

Но тут фаза эталона уже есть, а вот приходит сигнал не постоянный по силе. По идее это самая простая схема должна быть. Как усиливают слабый сигнал приема в когерентной фазовой модуляции не смещая фазу загадка…

Получается нельзя брать постоянный коэф. усиления без регулировки амплитуды входящего в ОУ слабого сигнала.
Я так понял автор у которого плавает фаза на усилителе получает синус(только синус может гетеродинировать?), усиливает слабый синус затем гетеординирует( убавляет частоту до 5 КГц чтобы не искать фазу на 10 Мгц и потянул микроконтроллер) и ищет разность фазы усиленного и эталонного. А значит ему важна амплитуда каждого сигнала для гетеродинирования?
Если амплитуды будут не равны( вот для чего наверно пришлось ставить усиление на МАКС а заслонкой подводить уровень принятого сигнала для выравнивания амплитуд Эталона и Принятого синусов) значит будет плавать и фаза которую он определяет через например компараторы и счет времени таймером. Отсюда и усреднение расчетов+ падение точности+странная заслонка для света.

Может быть правильней брать более быструю логику которая позволит отказаться от гетеродинирования, а значит и от синусоидального сигнала, а значит и от регулировки усиления и следствие плавания фазы?
Тогда генератор может быть прямоугольник, замер фазы на элементе И превратиться в измерение длительности импульса…вот только на около 4 ГГц…
10 Мгц/360 значит логика для нахождения 1 градуса точности должна быть быстрей 10 мгц * 360= 3.6 ГГц. Жесть…
Зато позволит мерять фазу 10 млн раз в сек а не замер раз в 0.5 сек но зачем =)).

[КРАМ]

Немогу найти что за корреляционные методы фазометрии.

А чего их искать?
Находите значения функции взаимной корреляции для двух сигналов при разных задержках одного относительно другого и всплеск (максимум) даст Вам искомое значение фазы (задержки).
Только вычислительные затраты будут очень высокими.

Если амплитуды будут не равны( вот для чего наверно пришлось ставить усиление на МАКС а заслонкой подводить уровень принятого сигнала для выравнивания амплитуд Эталона и Принятого синусов) значит будет плавать и фаза которую он определяет через например компараторы и счет времени таймером. Отсюда и усреднение расчетов+ падение точности+странная заслонка для света.

У меня такое ощущение, что читать ответы Вы не желаете...

[pixar]

Вообще книги Фазометрия нету нигде для скачки.

смешно. дети пепсиколы. попробуй Сколника "Справочник по радиолокации".

Как усиливают слабый сигнал ... не смещая фазу загадка…

самым простым способом - калибруют амплитудно-фазовую характеристику приёмного тракта .

Тогда генератор может быть прямоугольник, замер фазы на элементе И превратиться в измерение длительности импульса…вот только на около 4 ГГц…
10 Мгц/360 значит логика для нахождения 1 градуса точности должна быть быстрей 10 мгц * 360= 3.6 ГГц. Жесть…

плавно перемещайся в раздел есть работа . а там тебя подхватят.

[intern235]

попробуй Сколника "Справочник по радиолокации".

Думаете я не глянул N книг? Там болтовня.
Хотелось бы типа: Вопрос сдвига фазы слабого сигнала при усилении давно отработан в технике когерентного фазового радиоприема и не составляет трудностей. Приводим ряд типовых схемных решений…
...а эта схема позволяет измерять разность фаз при значительной разности амплитуд эталона и принимаемого сигнала не внося значительного сдвига в фазу слабого сигнала и содержит минимум деталей…
Где эти слова и схемы =((.Может я не там ищю или нето…Или вообще похоже не моего уровня задачка…

самым простым способом - калибруют амплитудно-фазовую характеристику приёмного тракта

Это как на вопрос как работает автомобиль сказать: вот поворачиваешь ключ зажигания и работает =)).

плавно перемещайся в раздел есть работа . а там тебя подхватят.

Проще тогда в магазин, там готовые. Хотелось бы собрать мелкий макетик самому.

[pixar]

что непонятного в процессе калибровки ?

Проще тогда в магазин

могу предположить, что это диплом и магазин отпадает.

[intern235]

предположить, что это диплом

Нет, это от скуки захотелось попробовать собрать этакое…необычное.

что непонятного в процессе калибровки ?

Непонятен способ замера фаз когерентных сигналов разных амплитуд в радиоприеме где нет связи между разность фаз\амплитуда сигнала а метод должен быть отточен годами.
Пример сигнал 0.001 разность фаз 60 градусов.
Сигнал 0.0235364 разность фаз 60 градусов.
Усиливая слабый не сдвигать его по фазе с опорным. Может есть давно известные приемы\схемы?

[pixar]

Не известны.
Если усилитель имеет нелинейную зависимость сдвига фазы от амплитуды , нужно измерить эту зависимость в динамиеском диапазоне усилителя через 5~10 дб , нарисовать кусочно-аппроксимированную кривую и по ней брать поправку.
Либо сжимать динамический диапазон сигнала пассивными аттенюторами, у которых фаза от мощности не зависит, и цифровать этот зауженый диапазон.
Ключевое слово , которое Вы пропустили - квадатурный приём . А про счётчики на ггц речь нигде не шла.

На хабре, кстати, была статья - человек делал лазерный дальномер на 405диско.

[intern235]

измерить эту зависимость в динамиеском диапазоне усилителя через 5~10 дб , нарисовать кусочно-аппроксимированную кривую

Т.е. в самой простой фазовой модуляции радиоприемников делали график нелинейности? Не может такого быть. Тогда просто небыло МК. Скорей всего вопрос решался вообще аналогово налету хоть и приближенно.

Либо сжимать динамический диапазон сигнала пассивными аттенюторами,

Там нет сложного сигнала, прием синуса наверно только ради гетеродинирования с 10 мгц на 5 кгц чтобы мерять слабым МК фазу цифровым методом. А так хоть меандр лог1 лог 0 на 10 Мгц Т.е. фазовая манипуляция. И всеравно наверно уходить будет фаза от усилителя. Как то это решалось просто… но нигде не найду как.

счётчики на ггц речь нигде не шла.

Это чтобы убрать гетеродинирование и мерять фазу напрямую на 10 мгц. И убрать синусоидальный сигнал получим резкие фронты цифрового сигнала у которого по идее должна меньше сдвигаться фаза.

На хабре, кстати, была статья - человек делал лазерный дальномер на 405диско.

Так для дальномера и ищу схему фазометра. А что за 405диско? Вроде все давно известно и книг сотни а толку нуль.

[КРАМ]

Вроде все давно известно и книг сотни а толку нуль.

Наверное дело в том, что для понимания этих книг нужно иметь ХОТЬ КАКУЮ ТО начальную подготовку...
А если Вы даже тригонометрией не владеете, то о чем может вообще идти разговор?

[intern235]

для понимания этих книг нужно иметь ХОТЬ КАКУЮ ТО начальную подготовку.

Странные выводы =). Дело в том, что в книгах одна вода и бесполезные формулы. Одна болтология и никакой конкретики. Видимо еще причина в том что это узкоспециальная отрасль связи. Нужны конкретные схемы а не лирика. Вроде раньше попадались фазометры но ничего не могу найти...
Вот придумал пару альтернатив фазометру раз такие сложности. Но не знаю какие нужны конкретно схемы чтобы это сделать наверно по кускам собирать =)
http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php? ... 4#p2651064
Вот интересная мысль:

сначала ослабить сильный сигнал до уровня слабого,

Но вообще странно что все так сложно. Возможно автор дальномера с хабра почти так и сделал только очень странным методом… ослабил слабый входной сигнал чтобы подогнать по амплитуде его после усилителя к эталонному с помощью шторки на серво…

А ведь по сути мог бы замерив амплитуду входного изменить амплитуду эталонного как подсказал Муркиз. И взять ОУ с АРУ.

Вот еще пробовали и пришли к такому же выводу :

В обеих вариантах сдвиг фаз зависит от амплитуды сигнала. Думаю, что устранить эту зависимость практически невозможно. Насколько я понял, в советских дальномерах уровень оптического сигнала при коротком замыкании устанавливается точно такой, какой был при измерении расстояния с помощью регулируемой диафрагмы. Это устраняет влияние зависимости фазы от амплитуды. Непонятно, как это сделано в лазерной рулетке. Наверное, уровень сигнала регулируется поворотом шторки.

http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php? ... 0#p2316430

Но это очень странные подходы…

[intern235]

Ключевое слово , которое Вы пропустили - квадатурный приём

“Если начальные фазы передаваемых посылок неизвестны (на практике так чаще всего и бывает), приходится использовать некогерентный (или квадратурный) корреляционный прием.”
Прочитайте название темы…
У меня наоборот, фаза известна.

[balmer]

Все довольно просто. Делаются два SDR приемника для двух сигналов. Они ествественно делаются с широким динамическим диапазоном. Подключаются к ADC (в простейшем варианте ко входу звуковой карты компьютера). Ну а дальше вычислить разность фаз двух синусов - это уже дело алгоритмов

[intern235]

Делаются два SDR приемника для двух сигналов.

А зачем приемника два?

Генератор1 модулирует луч света по амплитуде синусом либо меандром(что лучше выбрать для детектора фазы?) на частоте порядка 10 мГц.
Как измерять разность фазы между:
1)сигналом от Генератор1 эталон
2) принятым очень слабым не постоянным по силе от отражения на стене

Судя по поиску и литературе эта задача называется “Методы когерентного (синхронного) приема” но их нигде нет этих схем…

[balmer]

Приемник преобразовывает сигнал с частоты 10 МГц до низкой частотй 1 - 10 КГц, на которой уже оцифровывается сигнал. Так как у нас два сигнала, то нужно два приемника. Разумеется тот, что преобразовывает сигнал напрямую от генератора - можно сделать очень простым (буквально смеситель и все). А вот тот приемник, который принимает слабый сигнал - нужно делать по всем правилам. Впрочем - если прием по зеркальному сигналу не волнует (или мы принимаем сигнал только на одной частоте), приемник получится очень простым.

[КРАМ]

для понимания этих книг нужно иметь ХОТЬ КАКУЮ ТО начальную подготовку.

Странные выводы =). Дело в том, что в книгах одна вода и бесполезные формулы. Одна болтология и никакой конкретики. Видимо еще причина в том что это узкоспециальная отрасль связи. Нужны конкретные схемы а не лирика.

Какие схемы? Вы о чем?
Если я Вам СРАЗУ объяснил метод измерения фазы квадратурным методом, а Вы НИЧЕГО, НИ ЕДИНОГО СЛОВА не поняли, то о каких "схемах" может идти речь?
Чего проще - квантовать сигнал четвертью его периода?
Здесь что то непонятно?
Не можете квантовать на 10 МГц - сделайте ДВА смесителя, на оба подаете входной (измеряемый сигнал), но на гетеродинный вход одного - опорный со сдвигом 0, а на другой со сдвигом 90. Можете гетереродином использовать опорный сигнал и получить приемник прямого преобразования, а можете сместить частоту в НЧ область и там квантовать квадратурными выборками.
Или Вы ожидали готовых устройств?