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當前時訊:一種使用Python來分析混合模式信號鏈中噪聲的簡單方法

時間:2023-02-13 17:48:24    來源:電子工程網(wǎng)


(相關資料圖)

作者:ADI系統(tǒng)設計/架構工程師Mark Thoren和ADI SW系統(tǒng)設計工程師Cristina ?uteu

摘要

涉及對真實世界進行敏感測量的應用都是從準確、精密的低噪聲信號鏈開始。現(xiàn)代高度集成的數(shù)據(jù)采集器件通常可以直接連接到傳感器輸出,在單個硅器件上執(zhí)行模擬信號調理、數(shù)字化和數(shù)字濾波,這極大地簡化了系統(tǒng)電子組成。但是,要使這些現(xiàn)代器件發(fā)揮出色性能,并對它們進行調試,仍然需要深入了解信號鏈的噪聲源和噪聲限制濾波器。

簡介

混合模式信號鏈無處不在。簡單地說,任何將真實世界的信號轉換為電子表示(然后數(shù)字化)的系統(tǒng)都可以被歸類為混合模式信號鏈。在信號鏈的每個點上,信號都以各種方式降級,從特征來看,可能是出現(xiàn)一定程度的失真,或是出現(xiàn)相加噪聲。在進入數(shù)字領域之后,對數(shù)字化數(shù)據(jù)的處理也不是完美的,但至少,實際上可以不受許多影響模擬信號的因素的影響——部件公差、溫度漂移、鄰近信號的干擾或電源電壓變化。

隨著行業(yè)不斷擴展物理限制,有一點是肯定的:儀器儀表的模擬和混合信號部件始終存在可改進的空間。如果市場上出現(xiàn)的模數(shù)轉換器(ADC)或數(shù)模轉換器(DAC)在速度、噪音、功率、精度或價格方面都表現(xiàn)出色,制造商會很樂意用其來解決現(xiàn)有問題,然后要求進行更多改進。但是,為了給客戶應用提供最佳的采集系統(tǒng),就必須了解每種部件的限制,然后做出相應選擇。

本教程ADI將側重介紹單個信號鏈元件的噪聲,(可視作轉換器連接教程的續(xù)篇1,2),并使用Python/SciPy3和LTspice?來模擬這些噪聲。然后,使用Python,通過libm2k和Linux?工業(yè)輸入輸出(IIO)框架來驅動ADALM2000多功能測試儀器來驗證模擬結果。關于源代碼和更多討論,請參見配套的主動學習實驗室練習。


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關鍵詞: 混合模式 模擬信號 系統(tǒng)設計 真實世界 采集系統(tǒng)

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