Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych

_jta_ 08 Feb 2010 20:32 15496 69
Computer Controls
  • #31
    _Robak_
    Level 33  
    To że są dostępne datasheety to nic nie znaczy, trzeba jeszcze potem to dostać gdzieś w świecie w hurcie, bo o Polsce można zapmnieć. Nie wiem jak z samplami jest jeśli chodzi o nauczycieli akademickich, ale firmom czy studentom to już firmy do Polski nie wysyłają. Ceny też są konkretne, szczególnie ADC10D1000 ;)
  • Computer Controls
  • #32
    User removed account
    User removed account  
  • Computer Controls
  • #33
    _jta_
    Electronics specialist
    Przeliczałem, nie wystarczy, jest potrzebny Ethernet 1000Mb/s, i to może być ledwie wystarczający - informacja
    o jednej cząstce to nie kilka liczb, a dłuższa seria (mikrosekundy) - a z 4 detektorów może być do 1.2GB/s.

    Nie mam (na razie) konkretnych informacji o tym, ale zwykle takie eksperymenty są prawie na okrągło, przerwy tylko
    na konserwację, więc nie ma mowy o tym, żeby trochę pozbierać danych, a potem przez dłuższy czas je przesyłać
    - zwłaszcza że pamięć o pojemności kilku GB zapchałaby się w ciągu minuty.

    Natomiast jeśli chodzi o Ethernet (czy inne łącze) przesyłające kilka Gb/s, to Virtex-y je mają, ale do komputerów tak
    łatwo chyba nie znajdziemy, a i obróbka takich ilości na komputerze to jeszcze nie szybkość obecnych PC-ów.
    Byłby również problem z pamięcią DDR - do Ethernet-u 1000Mb/s wystarcza stosunkowo wolna pamięć DDR, ale
    przy kilku Gb/s trzeba by było połączyć parę pamięci, żeby nadążyły - i użyć więcej pinów Virtex-a, miejsca...
    Dlatego nie zamierzamy używać RocketIO (UG076), a ograniczyć się do TEMAC-a (DS489).
  • #34
    miono
    Level 15  
    Tak się zastanawiam czy dysk nadąży zapisywać te dane jeśli będą przychodzić z taką prędkością. Nawet jak będzie RAID to może być problem. Prędkość zapisu dla jednego dysku to około 80 megabajtów na sek. Po za tym to, że dane są przesyłane ethernetem 1G nie oznacza wcale, że w trybie ciągłym karta sieciowa jest z taką prędkością te dane odbierać lub wysyłać. Zazwyczaj dane te dotyczą prędkości do/z bufora podobnie jak to jest z dyskami twardymi, które mają bardzo szybki cache. Jeśli całość ma działać w trybie ciągłym np. przez 1 dzień to problemów może z tym być bardzo dużo i to nie tylko tych związanych z karta pomiarową :)
  • #35
    _jta_
    Electronics specialist
    3 komputery, każdy ma RAID z 6 dysków SATA o prędkości transferu 100MB/s/dysk
    - więc wąskim gardłem będzie tu sieć, nie dysk - RAID z 3 dysków mógłby zapisywać
    2.4Gb/s, więc wszystko, co da się przepchnąć przez 2 porty Ethernet i to z zapasem;
    ale pewnie i tak przed zapisem na dysk będzie dalsza analiza danych i kompresja
    - inaczej w ciągu kilku, może kilkunastu godzin zapełniłoby się wszystkie dyski...

    Obawy można mieć raczej co do możliwości switcha - czy obsłuży kilka równoległych
    transferów danych na pełnej szybkości - będziemy musieli wybrać jakiś porządny, bo
    chodzi o to, żeby nie łączyć bezpośrednio i nie pilnować, który kabel od modułu idzie
    do którego komputera - wszelkie zmiany konfiguracji mają być software-owe.
    A czy komputery/porty Ethernet/dyski są w stanie tyle transferować ciągle, to jeszcze
    się przetestuje, sprzęt jest na gwarancji, więc w razie czego to problem sprzedawcy.
  • #36
    miono
    Level 15  
    Optymista z Ciebie :) Jednak w sumie komputery to nie problem bo zawsze można zwiększyć ich liczbę i wysyłać dane selektywnie. A co do switcha to nie rozumiem w czym widzisz problem. Przecież sygnał będzie szedł od jednej karty i rozgałęział się na kilka komputerów. Jak będziecie mieli kilka kart pomiarowych to będziecie musieli dać kilka switchów inaczej to na 100% się nie wyrobi chyba że weźmiecie switch zarządzalny, który ma pogrupowane porty w sekcje wtedy każda sekcja działa jak niezależny switch.
  • #37
    And!
    Admin of Design group
    Z tego co rozumiem 1moduł->cztery detektory->1.2Gb/s,
    to może powodować problemy gdyż 1000Base-T to nie
    1Gb.s użytecznych danych i tu jest problem już na wstępie.
    Już na tym etapie warto pomyśleć nad skalowalnością rozwiązania.

    1.od strony bardziej wysokopoziomowej trzeba wybrać sposób komunikacji zapewniający jak największą wydajność,
    można pomyśleć o UDP lub swojej ramce niekoniecznie TCP/UDP IP (zakładam że
    projekt nigdy nie prześle danych dalej niż jedna podsieć.
    Także ukierunkowane na szybkość przesyłania, natomiast składanie danych
    po stronie odbiorcy.

    2. intryguje mnie kwestia wykorzystania ETH 1GB/s w jednym module z fpga,
    być może będzie tak że FIFO jednego modułu będzie zatkane a ETH
    pozostałych modułów będą odpoczywać ?
    Wtedy wszystkie moduły fpga można by spiąć magistralą (szybszą niż ETH),
    na którą wystawiane są dane gdy w ETH modułu skończyło się FIFO,
    w ten sposób dane trafiłyby w końcu do modułu z wolnym FIFO dla ETH
    (adresat komunikatu określany byłby podczas przygotowania
    do wysłania przez konkretny ETH modułu - dodatkowo odwzorowanie obciążenia po stronie odbiorców)

    3. Kwestia switcha bardzo ważna, magistrala wewnętrzna o dużej przepustowości,
    odpowiednia pamięć dla procesu przełączania (to doda dodatkowy bufor),
    deklarowana liczba pps.
    można pomyśleć o wolnym slocie lub porcie 10Gb/s w ilości 2-4 sztuk,
    przyda się na przyszłość, można pomyśleć o zarządzalnym - da dodatkowe
    informacje dla analizy zatorów, konfiguracja ew. trunków itp.
    Także dobrze dobrany pomoże źle dobrany ograniczy przepustowość do 500Mb/s lub mniej.

    4. Może dołożyć po jednej ETH 1gb/s do każdego PC i
    do każdego modułu na fpga 1 ETH z wykorzystaniem podłączonego zewnętrznego modułu ETH 1Gb/s.

    Także po udrożnieniu LAN, trzeba ostro mielić dane w RAM PC,
    przed zapisaniem na RAID 5, gdyż te 2.4Gb/s wyciągają pewnie do
    momentu przepełnienia cache.
    (chyba że zrobicie macierz służącą tylko jako bufor,
    jako Raid 0 na 10 dyskach :) )
    To jest sprzęt serwerowy czy biurowy ?

    Ile LE mają FPGA które stosujecie ?
  • #38
    hejacek
    Level 10  
    Pozwolę sobie wtrącić uwagę abstrahującą od szczegółów technicznych, którymi koledzy się zajęli.
    Wiele lat temu uczestniczyłem w specyfikowaniu wymagań na realizację techniczną urządzenia do przesyłania zbierania danych dla pewnej międzynarodowej organizacji działającej w podziemiach pogranicza francusko-szwajcarskiego. Miało ono robić przełączanie strumienia danych z sensorów w eksperymencie polegającym na zderzaniu ciężkich cząstek elementarnych.
    Kontakt został nawiązany z tej racji, że firma, w której pracowałem miała doświadczenie w aplikacji tzw. procesorów sieciowych. Zarówno od strony programowania, jak i konstruowania odpowiednio szybkiego hardware.

    Zrobiliśmy propozycję architektury takiego systemu oraz estymację kosztów i czasu związanych z projektem. Pomimo, że specyfikacja techniczna oraz budżet odpowiadały klientowi, po przedyskutowaniu tematu zdecydował się na system złożony z gotowych, dostępnych modułów.

    Celem ich eksperymentu nie było zbudowanie systemu akwizycji danych, ale analiza zebranch danych pomiarowych. Zakładam, że tak też jest w Twoim eksperymencie, czyli wartość dodana jest w wyniku badań, a nie w układzie akwizycji i przesyłu danych.

    Doradzałbym na początek skupienie się na założeniach Twojego eksperymentu: cel, czas do osiągnięcia wyniku, budżet, ryzyko związane z opóźnieniami na skutek ewentualnych problemów.
    W drugiej kolejności - ocenę intensywności strumieni danych podczas eksperymentu oraz oszacowanie, jaka część z nich musi być przetworzona on-line.
    W trzeciej kolejności proponuję przejrzenie istniejących gotowych rozwiązań -choćby od wspomnianej już firmy NI.

    Jeśli naprawdę okaże się, że musicie zbudować system, zacznijcie od dokładnego sformułowania wymagań użytkowych, a następnie przełóżcie to na wymagania techniczne, z uwzględnieniem możliwości weryfikacji tych wymagań na etapie testowania systemu.

    Budowanie urzadzenia w oparciu o własne IP -na przykład modułów GE, czy kontrolera DDR- jest ryzykowne i drogie w sensie czasu i pieniędzy, zwłaszcza zaś ze względu na testowanie stworzonych bloków. Skoro stworzycie je sami, to tzw. testbenche też będziecie musieli stworzyć...

    Implementacja projektu w postaci PCB nie jest najtrudniejszą częścią projektu. Oceniam, że znacznie trudniejsze jest zaprojektowanie architektury. NIemniej jednak, na podstawie własnego doświadczenia, odradzałbym używanie narzędzia typu Eagle. Interface typu DDR czy też GMII dla GE, PCIExpress nie jest wielkim wyzwaniem, ale generuje problemy związane z integralnością sygnału asymetrycznego, róznicowego oraz analizą tzw. "skew" czy zaprojektowaniem stackup-u PCB. Wymaga więc narzędzia pozwalającego na weryfikację PCB na etapie layoutu. Aby projekt udał się od pierwszego razu proponowałbym, aby Wasz layout zrobiła firma mająca doświadczenie i możliwości techniczne. Waszą wartością będzie architektura, schemat i ... zdefiniowanie testów, które potwierdzą, że zbudowane płytki spełniają określone przez Was wymagania techniczne. Zaznaczam, że nie prowadzę tu akwizycji dla żadnej firmy.

    Zaproponowany przez jednego z kolegów harmonogram jest bardzo agresywny. Brakuje mi w nim jednak dwóch punktów:
    - zdefiniowania wymagań uzytkowych, systemowych i technicznych;
    - testów na poszczególnych etapach uruchomienia i integracji urządzenia.

    Widzę pewną fascynację technologią GE. Proszę zwrócić uwagę, że przepustowość łącza GE jest poniżej 1Gb/s - wystarczy popatrzeć na strukturę ramki.

    Nie staram się zniechęcić, życzę powodzenia.
  • #39
    And!
    Admin of Design group
    Na razie każdy się emocjonuje rozwiązaniami technicznymi,
    bo projekt jest w temacie na elce i można przedyskutować wiele ciekawych pomysłów
    nie dbając (niestety) o całość projektu, to o czym piszesz
    zacznie działać jak zrobią zespół od elektroniki i pierwsze
    zmówienia/przetargi na sprzęt na podstawie specyfikacji się rozstrzygną.
    Natomiast projekt ciekawy i naprawdę dla sporej grupy osób.

    Co do GE, ma podstawową zaletę: już jest, i fizycznie działa dobrze,
    natomiast na poziomie ramki można trochę powalczyć,
    gdyż można opracować nietypowe protokoły komunikacji.
    Także stosując GE odpadnie im projektowanie dodatkowej rzeczy
    karty do PC (chociaż widziałem jakiś czas temu płytkę ewaluacyjna PCI-E z FPGA Xilix to byłoby ciekawe, tyle że pewnie szkoda by rezygnować z tego co już mają).

    Dobrze że temat jest dostępny dla szerokiego grona,
    pewnie wiele osób będzie miało okazję zobaczyć jakie problemy
    powstają podczas realizacji nieco większych projektów.
  • #40
    WV
    Level 16  
    miono wrote:
    Sam nie jestem zainteresowany tym zleceniem, jednak rzeczy o których piszesz to chleb powszedni dla byle projektanta elektronika z doświadczeniem. Projekt szacujesz na dwa lata pracy i szukasz zespołu ludzi do tego. Gdyby w mojej firmie przyszedł szef i dał mi taki projekt a ja bym mu powiedział, że będzie trwał 2 lata i potrzebuję sztabu ludzi to by mnie zabił śmiechem. Takie projekty robi się w 3-4 miesiące i siedzi nad tym jeden programista i jeden elektronik. Tak wygląda rzeczywistość w firmach bo nie ma czasu ani pieniędzy na robienie tego miesiącami. Piszę Ci o tym dlatego, żebyś miał świadomość, że jak weźmiesz sobie dobrego elektronika i programistę to projekt będziesz miał skończony dużo szybciej i dużo taniej. Jeśli stworzysz kiepski zespół, który będzie zajmował się dywagowaniem a nie pracą to projekt będzie się ciągnął bardzo długo i być może nigdy nie zostanie skończony przez tych ludzi.



    Napisałeś całą prawdę.
    Z tym że może firma chce zatrudnić na umowę o pracę a wtedy nie pracuje się z taką prędkością i zaangażowaniem bo i tak nie zapłacą więcej niż powinni.
    Lepiej wtedy pracownikowi powiedzieć ten zrobi to a tamten co innego, tym bardziej że czytając ofertę mam wrażenie o braku kontroli nad projektem.
    A poganianie pracowników na umowie o pracę skutkuje tylko rozwiązaniem umowy.
    Myślę że takie zlecenie powinno być tylko wystawione przez internet ale jedna firma powinna to wykonywać, a nie jak pomysłodawca pisze z warszawy będzie informatyk a z katowic elektronik z podkarpacia zaś grafik.
    To nie muzyka że można napisać nuty i każdy z członków zespołu to zagra.
    Taki zespół niemal wirtualnie może przedstawić projekt utworu który się w studio dopracowywuje.
    Pozdrawiam.
    Marcin.
  • #42
    And!
    Admin of Design group
    Jak wygląda przebieg napięcia w dalszej części ?
    Czy wraca do określonego poziomu,
    czy kolejne uderzenia cząstek obniżają napięcie,
    aż do "resetu" detektora ?
  • #43
    _jta_
    Electronics specialist
    Napięcie bardzo powoli (nie pamiętam dokładnie czasu, sprawdzę jak będę w pracy) wraca do początkowego.

    Z tego, co się ostatnio dowiedziałem - to nie jest sygnał wprost z detektora; sam detektor ma wbudowanego FET-a,
    i jest podłączony do wzmacniacza wstępnego - to, co dostajemy, to sygnał z tego wzmacniacza; to, że napięcie
    po szybkim opadnięciu powolutku narasta, jest rezultatem rozładowywania kondensatora naładowanego przez
    impuls, i to jest powolne, bo to układ RC o dużej stałej czasowej; są różne wersje takich wzmacniaczy - jest jakiś,
    w którym po impulsie włącza się tranzystor i rozładowuje ten kondensator, i w takim to jest szybko - mikrosekunda.
  • #44
    And!
    Admin of Design group
    Rozumiem, czyli jest jeszcze kwestia różnic w detektorach.
    Czyli przy rejestracji wyzwalanej,
    z tego co zrozumiałem można by potraktować
    wyzwalanie jako triger w oscyloskopie ustawionym jako wejście AC,
    oraz w trybie HF (z filtrem górnoprzepustowym).

    I teraz pytanie czy uruchomić rejestrację eksperymentu od
    pojedynczego wyzwolenia na dowolnym detektorze,
    czy też przy spełnieniu wyzwolenia kilku, czy też kilku tego samego rodzaju,
    lub kilku blisko siebie ?

    Ciekaw jestem jak wyglądają skorelowane w czasie sygnały z detektorów,
    czy podczas "ciszy" pojawiają się przypadkowe impulsy na przypadkowych
    detektorach czy też nic się nie dzieje,
    z koleji podczas zderzenia,
    wszystkie detektory otrzymują jakiś sygnał, czy tylko jakaś grupa.

    Mam jeszcze jedno pytanie dość istotne,
    czy ten detektor daje informację "1" "0" czyli coś w niego trafiło lub nie,
    czy też daje informacje o masie, energii, ładunku ? tego co w niego uderzyło,
    przez zmianę napięcia na wyjściu detektora,
    przy czym jaki zakres parametru fizycznego z zakresu pomiarowego detektora,
    jest odwzorowywany na jaki zakres napięcia wyjściowego detektora ?
  • #45
    _jta_
    Electronics specialist
    Tym, jak wyglądają korelacje sygnałów z detektorów, ma się zajmować ten, kto wykonuje eksperyment;
    zadaniem dla projektanta elektroniki jest zrobić tak, żeby umożliwić analizowanie korelacji i filtrowanie.

    Zdarzenia (przy opisie takich układów detektorów używa się po angielsku słowa 'event' na określenie
    sytuacji, kiedy one coś zarejestrują) w których tylko jeden detektor coś zarejestruje, są mało ciekawe
    - więcej dowiadujemy się z takich, w których jakieś sygnały wykryło wiele detektorów - ale wszystkie,
    to już przesada, jedna cząstka, która wywołuje reakcję jądrową, raczej nie produkuje aż tylu cząstek
    z tych reakcji, musiałoby być wiele reakcji naraz, a wtedy nie ma jak ustalić, który sygnał pochodzi
    z której reakcji - nie da się wykonać rekonstrukcji zdarzeń, i też z tego jest niewiele pożytku.

    Ta elektronika, którą teraz planujemy, ma zbierać dane z detektorów germanowych, które służą do
    dość dokładnego pomiaru energii kwantów promieniowania gamma. Impuls z detektora jest tym większy,
    im większa była energia kwantu, ale pewnie zależy również trochę od kierunku, w jakim leciał ten kwant...

    Największe energie kwantów gamma powstających w reakcjach jądrowych dają impulsy około 5V;
    najmniejsze, jakie chcemy badać, mogą być ponad 100 razy mniejsze (czyli impuls np. 50mV).

    Przypadkowe impulsy jak najbardziej mogą się pojawiać - jest promieniowanie kosmiczne (bardzo
    duże impulsy mogą być tylko z niego; jest jeszcze kwestia, ile przeniesie wzmacniacz detektora, bo
    jak jest duży impuls, to trochę go obetnie), są jakieś atomy promieniotwórcze w środowisku...

    Popatrzyłem na te czasy zaniku impulsu - napięcie maleje o połowę w ciągu 40µs, więc - jeśli następny
    kwant gamma będzie np. po 100µs, to jeszcze będzie kilkanaście procent napięcia z poprzedniego.

    Do sprawdzania synchronizacji układów detektor+ADC mamy reakcje jądrowe, które dają po
    dwa kwanty gamma jednocześnie - będziemy sprawdzać, czy rejestrują się jako jednoczesne.


    Korekta: dopiero parę godzin temu się dowiedziałem, że te impulsy po parę V były z promieniowania
    kosmicznego - promienowanie gamma z reakcji jądrowych daje na tych detektorach poniżej 500mV.
  • #46
    And!
    Admin of Design group
    Czyli na etapie elektroniki nie ma sensu oceniać danych,
    na podstawie sygnału z wielu detektorów.
    Można się ograniczyć do wyzwalania rejestracji na poziomie każdego detektora z osobna.

    Co do synchronizacji danych z ADC, przydałaby się wspólna magistrala,
    pozwalająca na nadawanie znaczników czasowych próbek,
    lub znacznika czasowego początku rejestracji zdarzenia.

    Jaki jest rząd wielkości czasów po między elementami zdarzenia,
    jaka dokładność wchodzi w grę ?

    W oscyloskopie z którego są zdjęcia, jest możliwość zrobienia FFT,
    danego fragmentu przebiegu ? dałoby to informację o składowych
    (na oko ich spektrum wygląda znacznie mniej rygorystycznie niż zakładane
    pasma przenoszenia ADC).
  • #47
    _jta_
    Electronics specialist
    Oscyloskop "umie" FFT (i wiele innych rzeczy), ale nie umiem go na tyle dobrze obsługiwać, żeby to zrobić
    - wyciągnąłem z niego dane z zarejestrowanego przebiegu i policzyłem FFT na komputerze, interesowało
    mnie głównie jakie są szumy i zakłócenia w tym sygnale, który dostałem z detektora.

    Impedancja wyjściowa detektora jest chyba około 95Ω (wyjście wbudowanego wzmacniacze jest połączone
    z gniazdem przez opornik 93.1Ω, wzmacniacz ma ujemne sprzężenie zwrotne, więc powinien mieć małą
    impedancję wyjściową), kabel i wejście oscyloskopu mają impedancję 50Ω.

    Z obliczeń mi wyszło, że kiedy nie ma impulsu z detektora, to napięcie skuteczne sygnału na oscyloskopie
    jest 90µV (czyli 260µV na wyjściu wzmacniacza detektora), oscyloskop mierzył pasmo 1250MHz. I nie jest
    jest to tylko szum - na widmie z FFT wyraźnie widać jakieś piki, jeden chyba z telefonii komórkowej - może
    należało wyłączyć telefon komórkowy, albo przynajmniej trzymać go z daleka od tego układu.

    W załączniku przebieg z oscyloskopu (pierwsza liczba nieujemna - podaje czas, jednostka = 400ps),
    i widmo mocy (kwadrat napięcia, pierwsza liczba ujemna = -częstotliwość, bez DC, 16384 = 1250MHz).
    Po mojemu zakłócenia lepiej widać, jak się scałkuje widmo mocy od najwyższych częstotliwości.
  • #48
    And!
    Admin of Design group
    Quote:
    W załączniku przebieg z oscyloskopu (pierwsza liczba nieujemna - podaje czas, jednostka = 400ps),
    i widmo mocy (kwadrat napięcia, pierwsza liczba ujemna = -częstotliwość, bez DC, 16384 = 1250MHz).


    Nie rozumiem do końca,
    mógłbyś rozwinąć skrót myślowy ?
    to jest czysty przebieg z oscyloskopu czy już jakoś przeliczony (wynik reFFT z PC) ?
    są tam wartości:
    a b
    a - czas (x400ps) który z czasem staje się ujemny (koniec bufora, poza skalą ?)
    b- napięcie ?
  • #49
    _jta_
    Electronics specialist
    Tam, gdzie 'a' jest nieujemne, 'b' jest napięciem z oscyloskopu w V, a=0 to początek;
    tam, gdzie 'a' jest ujemne, 'b' to kwadrat napięcia o odpowiedniej częstotliwości z FFT
    (podaję kwadrat, bo łatwiej wyliczyć, jak mam składową rzeczywistą i urojoną, i potem
    łatwo się z tego liczy moc w jakimś zakresie częstotliwości - wystarczy posumować 'b').
    Dodałem jeszcze w załączniku (tv02.zip) całość oryginalnych danych z oscyloskopu.

    Mam jeszcze z 10 innych przebiegów, ale wszystkie inne były zrobione przy mniejszym
    wzmocnieniu (10÷50 razy), tak żeby przebieg się mieścił (w tym można zobaczyć szum
    przed impulsem, potem ADC oscyloskopu było przesterowane i jest stała wartość),
    i na nich szum z ADC w oscyloskopie jest dużo większy, niż był w sygnale.
    Za to na tych innych można zobaczyć kształt impulsu - prześlę, jeśli chcesz zobaczyć.
    Jeden z zapisów jest bardzo długi - 10M sampli, plik binarny 20MB (spakowany 3MB),
    pozostałe w postaci tekstowej, tak jak ten, po 100k sampli.
  • #50
    And!
    Admin of Design group
    Dane z pliku fs02h.zip wyglądają jak szum:
    Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych
    Z danych fft wynika że większość mocy skupiona jest niskich częstotliwościach:
    Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych
    W powiększeniu pierwsze 500 wyników fft z pliku:
    Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych
    W dalszej części widma widać szpilki o których pisałeś:
    Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych



    Natomiast z ciekawości sprawdziłem drugi plik z większą ilością próbek z oscyloskopu, celem sprawdzenia podobieństw:
    Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych

    Wynik fft jest podobny:
    Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych

    Dość dużo mocy jest w zakresie 0-50Mhz:
    Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych
    i z trochę mniejszym oknem i większą ilością fft:
    Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych
    Widoczne są zakłócenia w zakresie pasm GSM 700-900MHZ:
    Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych
    Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych
    Widać też piki w zakresie 420MHz oraz około 1200Mhz:
    Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych
    Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych

    Ogólnie rzecz biorąc zakłócenia lub użyteczne dane są w dość niskim
    zakresie częstotliwości 0-50(100)MHz,
    natomiast w całym zakresie jest dość dużo szumów i zakłóceń z otoczenia,
    co tak zbiera te zakłócenia, długie przewody, problem z ekranowaniem,
    duże wzmocnienie ?

    FFT robiłem oknami przesuwając się po danych (około 50000 próbek użytecznych),
    każdą fft nakładałem na wykres, także każda fft była z innego fragmentu,
    i widoczne są korelacje, oraz stałe sygnały i zakłócenia w określonych pasmach.

    Jak dla mnie dość trudno określić użyteczne dane,
    sporo szumu i zakłóceń, użyteczne dane wydają się zajmować,
    dość niskie pasmo częstotliwości.

    Jeżeli oscyloskop robiłby fft online, można by obserwować poziom
    szumów w całym zakresie pasma, zmieniając parametry zasilania,
    wzmocnienia, ekranowania, prowadzenia przewodów itp.

    Ciekaw jestem Waszych opinii o sygnale z tv02.

    Warto by zobaczyć jak wygląda fft fragmentów,
    gdzie było trafienie w detektor,
    i skok napięcia mieści się w zakresie przetwarzania.
  • #51
    _jta_
    Electronics specialist
    Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych
    Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych
    Tu są wszystkie przebiegi, oprócz tego długiego (na którym było 10M sampli).
    Według mojej numeracji w pierwszej linii są 02 03 04 05 06, w drugiej 07 08 09 10 11.
    Od 02 do 04 miały próbkowanie 2.5GSPS, pozostałe 100MSPS - 25 razy wolniej.
    Na przebiegach 06 08 10 11 są jakieś zakłócenia (na 11 dwukrotnie) - na tych wykresach
    nie widać tego za dobrze, to były jakieś dość krótkie oscylacje, nie wiem skąd pochodzą.
    Na 02 (już chyba coś o tym pisałem) jest szum, potem zaczyna się impuls i przesterowuje.

    Może te obrazki lepiej będą wyglądać narysowane jasnymi punktami na czarnym tle:
    Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych
    Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych Poszukujemy elektroników - projekt systemu zbierania danych
  • #52
    And!
    Admin of Design group
    Czyli w zasadzie wracamy do punktu wyjścia ?
    Trzeba wykrywać nagły skok napięcia (cyfrowy triger),
    aby zmierzyć energię potrzebna będzie dana o zmianie napięcia w czasie,
    trzeba pamiętać o tym że napięcie na detektorze powraca,
    oraz walczyć z zakłóceniami i oscylacjami (również nie mam pomysłu,
    skąd się biorą, (może jakiś problem z zasilaniem ? ) )
  • #54
    _jta_
    Electronics specialist
    Wygląda na to, że ten system ma zrobić elektronik z innego zakładu w ramach naszego Wydziału.
    Przynajmniej tak zadecydował szef projektu, jak się znalazł na Wydziale elektronik, który obiecał
    to zrobić. A czy zrobi, czy za jakiś czas stwierdzi, że nie da rady, to zobaczymy.
    Nie zamykam tematu, bo: (1) będę mógł tu umieścić informację, jak się dowiem, że coś zrobił;
    (2) jeszcze może się okazać, że nasz elektronik nie da rady i będziemy szukać kogoś do pomocy.

    Co do zakłóceń, to moim zdaniem wchodzą przez kabel - ekran nie do końca przed tym zabezpiecza.
    Widziałem taki efekt: ekranowany kabel, na końcach terminatory, ekran uziemiony w dwóch miejscach
    dość odległych (może 100m) - i wewnątrz kabla napięcie około wolta, bo było napięcie między jedną,
    a drugą "ziemią" i przez ekran płynął dość spory prąd, dawał spadek napięcia, a na żyle nie...
  • #55
    Pajczi
    Level 14  
    Nie wiem czy temat nadal aktualny i czy zostały poczynione jakieś prace w tym kierunku. Mam natomiast sugestię - zamiast budować takie urządzenie od podstaw (czas pieniądze testowanie) warto może skorzystać z urządzenia typu high speed digitizer koszt ok 20 tyś zł za kartę 2 kanały 250MSa ( z pamięcią 1 GByte 30 tyś zł ) ceny maj 2012 :

    http://www.spec.de/products.html?&L=
    inna strona tego samego produktu:
    http://www.fastcomtec.com/products/waveform-digitizers-transient-recorders.html
  • #56
    _jta_
    Electronics specialist
    Karta wtykana do komputera nie pasuje, z kilku powodów:
    * komputer zakłóca sygnał (bo w tej samej obudowie ma zasilacz);
    * muszę mieć na miejscu komputer, żeby móc używać karty
    (a pewnie nawet wiele komputerów, jeśli mam dziesiątki sygnałów);
    * kompatybilność sprzętu - coś zmienią w komputerach i karty na nic;
    * oprogramowanie - działa tylko z niektórymi systemami operacyjnymi;
    * 115MB/s to jest za wolno, nawet gdyby było tyle na każde wejście
    (nie chodzi o to, żeby pobrać próbkę danych, a potem ją analizować,
    tylko o zbieranie danych cały czas z dużą szybkością, wybieranie
    tych, które mogą zawierać coś ciekawego i zapisywanie ich);
    * no i cena nieco wygórowana, jeszcze jak to ma tyle wad...
    System już dawno jest zbudowany i działa.
  • #57
    Pajczi
    Level 14  
    Nie wiem czy Kolega czytał specyfikację tych kart, bo wydaje mi się, że nie do końca. Moim zdaniem podane argumenty nie są do końca przekonujące :
    Quote:
    *komputer zakłóca sygnał (bo w tej samej obudowie ma zasilacz);
    - jakby tak było to nikt by nie robił takich kart, karta jest odpowiednio zaprojektowana tak by zakłócenia z zewnątrz nie zakłócały pomiaru.
    Quote:
    *muszę mieć na miejscu komputer, żeby móc używać karty
    (a pewnie nawet wiele komputerów, jeśli mam dziesiątki sygnałów);
    W komputerze może być 8 tego typu kart x2 kanały - mamy 16 kanałów rejestracji danych, wszystkie karty można synchronizować sygnałem wzorcowym z generatora
    Quote:
    * kompatybilność sprzętu - coś zmienią w komputerach i karty na nic;
    Karty są na PCI express lub na PCI do wyboru nie słyszałem żeby ktoś chciał wycofywać te interfejsy, na dzień dzisiejszy lepszych nie ma i sądzę że długo jeszcze będą rozwijane (Są płyty główne udostępniające nawet 20 slotów tego typu)
    Quote:
    * oprogramowanie - działa tylko z niektórymi systemami operacyjnymi;
    Karty działają zarówno pod systemem Linux jak i Windows i z wieloma platformami pomiarowymi typu Agilent Vee czy LabView
    Quote:
    * 115MB/s to jest za wolno, nawet gdyby było tyle na każde wejście.
    Przy PCI jest 245 MB/s a PCIe - 160 MB/s

    Co do ceny za taki system to osobiście bym polemizował, ale oczywiście jestem bardzo ciekaw rozwiązania systemowego i kosztów, jeśli można prosić więcej szczegółów - czas wykonania, koszty, jakie podzespoły, jakie były trudności w projektowaniu takiego systemu i jak to zostało rozwiązane itp.
  • #58
    _jta_
    Electronics specialist
    Quote:
    - jakby tak było to nikt by nie robił takich kart, karta jest odpowiednio zaprojektowana tak by zakłócenia z zewnątrz nie zakłócały pomiaru.
    Może w teorii, ale moje dotychczasowe doświadczenie jest takie, że to w praktyce nie wychodzi.

    Karta w komputerze = jak potrzebuję przenieść układ zbierania danych, to muszę przenieść komputer.

    Quote:
    Karty są na PCI express lub na PCI do wyboru nie słyszałem żeby ktoś chciał wycofywać te interfejsy
    Mamy jeszcze karty na ISA, jak je kupowaliśmy nikt nie słyszał, żeby ktoś chciał wycofywać ten interfejs.

    Quote:
    Karty działają zarówno pod systemem Linux jak i Windows
    Wielokrotnie spotykałem się z sytuacją, że sterownik działał tylko z niektórymi wersjami systemu.

    Quote:
    Przy PCI jest 245 MB/s a PCIe - 160 MB/s
    To nawet na jeden kanał jest za mało, a co jak będzie kilka kart na magistrali jednego komputera?

    Quote:
    jestem bardzo ciekaw rozwiązania systemowego i kosztów, jeśli można prosić więcej szczegółów

    Niestety nie mam takich danych - pamiętam tylko, że jak trzeba było wydać prawie 5000$, to było drogo
    (to były "evaluation board" z Virtex-4 FX12 Mini-Module, 10 sztuk; ADC były na oddzielnych płytkach,
    pewnie 4 ADC do jednego FX12, to ma port Ethenet, którego używamy do wysyłania danych, ale już
    wstępnie przefiltrowanych - do tego jest Virtex - więc nie potrzebujemy 1.2 GB/s, wystarcza ten port).
  • #59
    Pajczi
    Level 14  
    Dziękuję za odpowiedź. Można więcej szczegółów prosić jakie ADC co to za płytka z tymi przetwornikami, jaka pamięć w jaki sposób są obrabiane dane. Jakie były problemy z uruchomieniem, wąskie gardła - taki dokładny opis tego zaawansowanego systemu myślę, że bardzo by się przydał.
  • #60
    _jta_
    Electronics specialist
    Ja uczestniczyłem w tym tylko w początkowym etapie projektowania, płytka z ADC miała być zaprojektowana u nas,
    i zmieniały się koncepcje co do wyboru ADC i innych układów na tej płytce - nie wiem, na czym ostatecznie stanęło.
    Było planowane użycie układów LMK04033 (zegar), BLM21P300S albo BLM21PG300S (ADC?); była koncepcja
    dostosowania się do standardu FMC, żeby dało się podłączyć dowolną płytkę z ADC zrobioną w tym standardzie;
    ADC: ADC16DV160 Nationala, przedtem AD9640-150 i ADS5500, ja proponowałem AD9262, ktoś inny LTC2174...
    Pamięć - proponowano QDR, nie wiem ani o jakiej pojemności, ani jaki zegar.
    Dane są wstępnie analizowane przez układ Virtex-a, jeśli analiza wykryje, że mogą zawierać coś interesującego,
    to są wysyłane przez Ethernet do komputera (z kawałkiem "przed" i kawałkiem "po" interesującym zdarzeniu).