求救：锁相环实现随机等效时间采样？

只看该作者 · 2010-8-1 16:08

各位大侠，之前做音频信号分析仪的时候，老师提出过用锁相环实现随机等效时间采样，现在看以前的设计，想不出是怎么一回事了，能否给解释一下呢？附原理图：

只看该作者 · 2010-8-1 16:25

被测音频信号经过滤波放大后，分为两路：
上路为同步采样脉冲获取电路，经过LM311比较器后，变为方波信号，根据MCU测得的信号频率大小，来控制开关，当输入频率较低时，采用实时采样，采样频带为3Hz到15KHz主要取决于锁相环的同步带。当输入频率过高时，则选择经过分频器分频的随机等效时间采样。即由分频器N+1和分频器N以及锁相环来实现。然后经过单稳电路来控制下路的采样保持器进行采样。
下路为采样电路，经过采样后送至MCU进行快速傅里叶变换，测量失真度等参数。
高手能否解释一下利用分频器和锁相环实现随机等效采样电路的原理？我搜索了一些资料貌似都没有这种实现方式，是不是错了？另外，单稳电路有什么用呢？

只看该作者 · 2010-8-1 17:55

瞎折腾，输入信号直接用高速AD采集，然后再把所需要的各种信息算出来不就行了，后面一大堆电路全是多余。
你们老师在误人子弟。

2万 · 2010-8-1 20:06

音频下完全没必要这么做，换高速ADC才是正道

只看该作者 · 2010-8-1 20:38

3# drentsi
这些都是后话啦！现在的问题是我想知道能否用上面的电路实现随机等效时间采样。其实有时候走些弯路，学习的东西会更多。呵呵~

只看该作者 · 2010-8-1 20:41

4# xwj
呵呵~~这个是以前的电子设计大赛的题目，采用这种主要是想突出亮点吧，最近整理资料发现这个问题，所以想弄明白一下。

2万 · 2010-8-1 20:50

所谓的“等效采样”，实际上只对周期信号有用。
说穿了就是混叠采样，

自己先去想想：
用频率N的采样率来采样频率为N+1的信号，会得到什么样的结果呢？（比如用99Hz的采样率去采样频率为100Hz的信号）

想不明白的话就先画图吧:)

只看该作者 · 2010-8-1 21:42

7# xwj 这里的两个N是不相同的，前面的应该是XY+1次分频，后面的为X倍频。其中X为等效采样次数，Y的值是根据被测信号周期来确定的，保证采样频率小于AD的极限频率即可。这里用的X为64

2万 · 2010-8-1 21:48

错！
两个N是相同的！

不明白的话就自己多去想想，想不明白的话就画图（或者实验）

只看该作者 · 2010-8-1 22:53

9# xwj
似乎有点明白了，但是我还要画图弄一下，特别感谢您的回复！

只看该作者 · 2010-8-2 09:05

9# xwj 昨晚想明白了，应该是这样的，就像您所说的那样，采样频率为99Hz，被采样频率为100Hz，那么采样周期为1/99s，被采样周期为0.1s。在第一个被采样周期过后，第二个采样周期在1/99s处被采样，依次类推，直到采样点遍历整个被采样信号。如果是这样的话，两个N也可以不同，就像上面所说的那样，分频X*Y+1、X，也就是说在两个相邻的采样点之间的间隔是上述采样点间隔的Y倍，也就是说把采样点的间隔拉长了，这样可以把更高的频率降下来。

只看该作者 · 2010-8-2 09:45

老X是高手···

1万 · 2010-8-2 11:55

做采样示波器的吧。
不是声音信号。
像我们平时做2.5G的数字信号的安捷伦的DCA，就是这么做的。成本可以做的比较低。实时示波器太贵了，就是20G带宽的实时示波器，看波形也不如带宽只有几十M的采样示波器啊。

只看该作者 · 2010-8-2 12:57

等效采样一般只是为了节约成本或者ADC采样速度达不到时候才采用。
等效采样的效果一般比实时采样来的差，而且其前提条件是采集的信号是周期性的。

只看该作者 · 2010-8-2 15:03

13# linqing171
呵呵~~关于随机等效时间采样多用在高速信号处理方面，像您所说的采样示波器也有这种用法，当时确实是处理声音信号的，主要是为了突出亮点，但是当时不是很明白，现在终于搞懂了。呵呵~~
非常感谢各位大侠的热心回答，在这里一并谢过啦！

只看该作者 · 2010-8-2 15:05

14# AD9851 等效采样的优点就像您说的那样节约成本，降低采样速率。效果比实时采样差，原因是不是因为采样点数不够呢？如果增加采样点数，我想效果应该会好一些吧。

只看该作者 · 2010-8-2 19:05

如果我们采集的是一个恒定的信号（频率、幅度、相位都恒定），那么与实时采样效果几乎是一样的。但实际上我们要采集的信号往往不是恒定的，所以等效采样就会产生失真或信息丢失。那为什么还要用等效采样呢？那是因为我们要采集分析的信号在足够短时间内可以认为是恒定的，这个时候等效采样是可行的。
提高等效采样点数可用在一定程度上改善采集效果，但是对于非“恒定”信号采集同样是无效的。

只看该作者 · 2010-8-2 21:20

17# AD9851 谢谢！受教啦！:handshake

只看该作者 · 2010-8-2 22:30

本帖最后由 GavinZ 于 2010-8-2 22:42 编辑

我觉得ETS对音频来说没有什么意义。
ETS的出现是因为ADC采样速率不够，也就是说它的出现希望用较慢的采样速率采集较快的信号，当然这个信号是周期性的信号。
我没做过，但我觉得你的电路应该是sequential ETS，不能Random ETS

只看该作者 · 2010-8-3 09:54

19# GavinZ 对于这个问题，还想向您讨教：顺序等效时间采样，每次采样之后，采样脉冲宽度会相应的增加，但是这里的脉冲宽度是一定的，只是每次采样点相对于输入信号的初始点的间隔是每采样一次增加相同的1/N。随机等效时间采样，是不是每触发一次，会进行多点的采样，获得多个采样值？而这里所说的触发，是指触发什么呢？有点迷惑。

求救：锁相环实现随机等效时间采样？

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