Blog:Korogodin/28.11.2013 Формирование произвольных сигналов с помощью Waveform - История изменений

Korogodin в 04:29, 21 декабря 2013

2013-12-21T04:29:24Z

Dneprov: /* Формат Waveform-файла */

2013-11-30T20:28:31Z

‎Формат Waveform-файла

Dneprov: /* Оставшиеся вопросы */

2013-11-30T19:59:50Z

‎Оставшиеся вопросы

Dneprov: /* Оставшиеся вопросы */

2013-11-30T19:50:21Z

‎Оставшиеся вопросы

Dneprov: /* Оставшиеся вопросы */

2013-11-30T19:49:45Z

‎Оставшиеся вопросы

Dneprov: /* Оставшиеся вопросы */

2013-11-30T19:21:01Z

‎Оставшиеся вопросы

Dneprov: /* Оставшиеся вопросы */

2013-11-30T18:57:09Z

‎Оставшиеся вопросы

Dneprov: /* Оставшиеся вопросы */

2013-11-30T18:37:09Z

‎Оставшиеся вопросы

Dneprov: /* Оставшиеся вопросы */

2013-11-30T18:22:01Z

‎Оставшиеся вопросы

Dneprov: /* Формат Waveform-файла */

2013-11-30T17:52:48Z

‎Формат Waveform-файла

@@ Строка 1: / Строка 1: @@
 <summary [ hidden ]>В векторных генераторах Rohde&Schwarz для задания низкочастотного эквивалента сигнала используются Waveform-файлы (расширение .wv). До настоящего времени их формат оставался нам неизвестным, отсутствовала программа формирования. Эта заметка должна исправить сложившуюся ситуацию.
-[[file:RTOScreenshot_2013-11-28_1_152254.png|center|400px]]
+[[file:RTOScreenshot_2013-11-28_1_152254.png|center|link=Blog:Korogodin/28.11.2013 Формирование произвольных сигналов с помощью Waveform|400px]]
 </summary>

@@ Строка 56: / Строка 56: @@
 * Последовательность квадратур (обязательное поле)
-Формат: <code>{WAVEFORM-401:#<math>I_0Q_0I_1Q_1...I_{N-1}Q_{N-1}</math>}</code>, где <math>I_n</math> и т.д. - отсчет квадратурной компоненты в формате <code>little endian int16</code>, а 401 - это количество байт Length, вычисляемое по следующей формуле <math>Length = N*4 + 1</math>. Т.е. по 2 байта на каждый отсчет квадратуры и 1 байт на символ #.
+Формат: <code>{WAVEFORM-401:#<math>I_0Q_0I_1Q_1...I_{N-1}Q_{N-1}</math>}</code>, где <math>I_n</math> и т.д. - отсчет квадратурной компоненты в формате <code>little endian int16</code>, а 401 - это количество байт Length, вычисляемое по следующей формуле <math>Length = N*4 + 1</math>. Т.е. по 4 байта на каждый комплексный отсчет и 1 байт на символ #.
 Приведенный файл можно прочитать с помощью matlab-скрипта:

@@ Строка 146: / Строка 146: @@
 [[File:20131130 Resample.PNG|frame|right|300x200px|К вопросу об интерполяции]]
 * Как ведет себя ведут I,Q квадратуры на модуляторе в промежутках между отсчетами - линейно интерполируются или остаются на постоянном уровне. Иначе говоря, для задания BPSK модуляции потребуется 2 отсчета на символ или 1?
-Согласно документации, в состав ARB Waveform Generator входит ресемплер который интерполирует входные отсчеты для получения требуемой частоты дискретизации на входе ЦАП. Входная частота дискретизации <math>f_{input}</math> получается либо из файла (поле CLOCK), либо устанавливается в настройках прибора.
+Согласно документации, в состав ARB Waveform Generator входит ресемплер который интерполирует входные отсчеты для получения требуемой частоты дискретизации на входе ЦАП. Входная частота дискретизации <math>f_{input}</math> получается либо из файла (поле CLOCK), либо устанавливается в настройках прибора. Согласно той же документации, ФНЧ на стадии ресемплирования является неискажающим для модулирующих сигналов с максимальной полосой <math>BaseBandwidth_{max} MHz = 0.31*f_{input}</math>.
 * Какова реальная максимальная длина выборки?
 Из документации на SMBV получена некоторая информация. ARB может воспроизводить waveform двумя способами:

@@ Строка 146: / Строка 146: @@
 [[File:20131130 Resample.PNG|frame|right|300x200px|К вопросу об интерполяции]]
 * Как ведет себя ведут I,Q квадратуры на модуляторе в промежутках между отсчетами - линейно интерполируются или остаются на постоянном уровне. Иначе говоря, для задания BPSK модуляции потребуется 2 отсчета на символ или 1?
-Согласно документации, в состав ARB Waveform Generator входит ресемплер который интерполирует входные отсчеты для получения требуемой частоты дискретизации на входе ЦАП. Входная частота дискретизации <math>f_{input}</math> получается либо из файла (поле CLOCK) или устанавливается в настройках прибора.
+Согласно документации, в состав ARB Waveform Generator входит ресемплер который интерполирует входные отсчеты для получения требуемой частоты дискретизации на входе ЦАП. Входная частота дискретизации <math>f_{input}</math> получается либо из файла (поле CLOCK), либо устанавливается в настройках прибора.
 * Какова реальная максимальная длина выборки?
 Из документации на SMBV получена некоторая информация. ARB может воспроизводить waveform двумя способами:

@@ Строка 144: / Строка 144: @@
 == Оставшиеся вопросы ==
+[[File:20131130 Resample.PNG|frame|right|300x200px|К вопросу об интерполяции]]
 * Как ведет себя ведут I,Q квадратуры на модуляторе в промежутках между отсчетами - линейно интерполируются или остаются на постоянном уровне. Иначе говоря, для задания BPSK модуляции потребуется 2 отсчета на символ или 1?
 * Какова реальная максимальная длина выборки?
 Из документации на SMBV получена некоторая информация. ARB может воспроизводить waveform двумя способами:

@@ Строка 152: / Строка 152: @@
 * Каковы реальные ограничения на минимальную и максимальную частоту дискретизации, чем они обусловлены?
 В разделе 5.9 мануала к прибору, посвященному модуляции с использованием внешних источников квадратур (непонятно, насколько это относится к ARB), написаны следующие требования к сигналам:
-# Частота дискретизации. Внешние входные сигналы с частотой дискретизации, отличающейся от системной тактовой частоты (system clock) ресемплируются (см. рис). SMBV может обрабатывать цифровые сигналы с частотой дискретизации от 400 Гц до 100 МГц, при этом внутренняя обработка основана на частоте дискретизации 200 МГц (может не совсем точно перевел).
+# Частота дискретизации. Внешние входные сигналы с частотой дискретизации, отличающейся от системной тактовой частоты (system clock) ресемплируются. SMBV может обрабатывать цифровые сигналы с частотой дискретизации от 400 Гц до 100 МГц, при этом внутренняя обработка основана на частоте дискретизации 200 МГц (может не совсем точно перевел).
 * В WinIQSim есть возможность собирать сценарий из нескольких Waveform-файлов. Есть ли возможность применить сценарий в приборе?
 * Можно ли создать сценарий из нескольких файлов, а затем динамически (по сети) подкачивать эти файлы? Тем самым динамически в ПК формировать произвольный сигнал и скармливать его генератору.

@@ Строка 21: / Строка 21: @@
 [[file:2013_MccwHex.png|center]]
-Файл состоит из нескольких полей, ограниченных фигурными скобками:
+Файл состоит из нескольких полей, ограниченных фигурными скобками. Каждый файл должен начинаться с поля TYPE. Порядок остальных полей произвольный. Поля, неизвестные прибору, в процессе чтения файла будут им игнорироваться, но не будут изменены - можно оставлять в файле разного рода комментарии. Значение полей:
-* Тип
+* Тип (обязательное поле)
 Формат: <code>{TYPE:SMU-WV}</code>
-Есть предположение, что исторически Waveform-файлы создавались для векторных генераторов серии SMU, отсюда и такое значение поля. Waveform-файлы с другими полями пока не наблюдались.
+Есть предположение, что исторически Waveform-файлы создавались для векторных генераторов серии SMU, отсюда и такое значение поля. Waveform-файлы с другими полями пока не наблюдались. В operating manual к SMBV указаны следующие возможные типы файла: SMU-WV (одна огибающая), SMU-MWV (файл, содержащий несколько огибающих), SMU-DL (data-list), SMU-CL (control list).
-* Копирайт
+* Копирайт (необязательное поле)
 Формат: <code>{COPYRIGHT:2003 Rohde&Schwarz SMU}</code>
-* Дата создания файла
+* Дата создания файла (необязательное поле)
 Формат: <code>{DATE:2008-10-21;16:08:33}</code>
-* Постоянные слагаемые при квадратурах (предположительно)
+* Смещения среднеквадратического и пикового значений (необязательное поле)
-Формат: <code>{LEVEL OFFS:0.0,0.0}</code>
+Формат: <code>{LEVEL OFFS:RMSOffset_dB,PeakOffset_dB}</code>
-* Число отсчетов низкочастотного эквивалента сигнала
+Оба значения имеют тип float. RMSOffset_dB определяет смещение среднеквадратического уровня сигнала по отношению к полному размаху сигнала. Полный размах сигнала определяется как максимальная амплитуда вектора I/Q <math>max(|S_{IQ}|) = max(\sqrt{I^2+Q^2}) = 0 dB</math>. PeakOffset_dB определяет смещение пикового уровня сигнала относительно полного размаха. <math>full scale = 2^{15}-1 = 32767</math>
 Формат: <code>{SAMPLES:100}</code>
-Максимальное число отсчетов, предположительно, ограничено объемом памяти генератора.
+Число отсчетов сигнала, записанных в данном файле.
-* Частота дискретизации низкочастотного эквивалента сигнала, Гц
+* Частота дискретизации низкочастотного эквивалента сигнала, Гц (обязательное поле)
 Формат: <code>{CLOCK:100000}</code>
@@ Строка 52: / Строка 54: @@
 Максимальная частота, предположительно, ограничена генератором (полосой). Есть и ограничение снизу. Например, файл со 100 отсчетами на генераторе серии SMBV не удалось запустить с частотой дискретизации меньше 400 Гц.
-* Последовательность квадратур
+* Последовательность квадратур (обязательное поле)
-Формат: <code>{WAVEFORM-401:#<math>I_1Q_1I_2Q_2...I_NQ_N</math>}</code>, где <math>I_n</math> и т.д. - отчет квадратурной компоненты в формате <code>little endian int16</code>, а 401 - это, предположительно, число байт от ":" до "}", т.е. <math>4N + 1</math>.
+Формат: <code>{WAVEFORM-401:#<math>I_0Q_0I_1Q_1...I_{N-1}Q_{N-1}</math>}</code>, где <math>I_n</math> и т.д. - отсчет квадратурной компоненты в формате <code>little endian int16</code>, а 401 - это количество байт Length, вычисляемое по следующей формуле <math>Length = N*4 + 1</math>. Т.е. по 2 байта на каждый отсчет квадратуры и 1 байт на символ #.
 Приведенный файл можно прочитать с помощью matlab-скрипта:
@@ Строка 100: / Строка 102: @@
 [[file:2013_QQ_waveform.png|center]]
 В целом, ожидания совпадают с полученными результатами, за исключением величины ошибки. Она превышает младший разряд (единицу) при отрицательных значениях квадратуры. Есть предположение, что немного некорректно происходит интерпретация доп.кода.
 == Формирование Waveform-файла ==