如何评定数字合成正弦信号发生器的好坏?显然可以利用谐波失真系数或谐波失真+信噪比的测量结果来评价。

由于在实现数字合成正弦信号的过程中,我们采用了有限的合成点数(Samoles)以及D/A转换器的有限位数,从而导致正弦信号中存在谐波分量。对此我试着做了一个仿真的分析的vi。

 
仿真分析是首先固定D/A变换器的位数,从8bit开始,然后不断的改变Samples,从31-3599点。谐波分析次数为20次(在点数较少时最低可以分析到15次)。然后改变bit数,重复改变采样点数进行测量。bit数最高为18位.

测量程序见下图:
 
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THD(子vi).vi的程序框图参见下图。
 
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仿真分析结果参见下图。
 
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仿真分析结果表明:
1、谐波失真与D/A装换器的位数关系较大,
8bits,THD约在0.6%-0.7%之间
10bits,THD约在0.15%-0.2%之间
12bits,THD约在0.03%-0.04%之间
14bits,THD约在0.009%-0.01%之间
16bits,THD约在0.002%-0.003%之间
18bits,THD约在0.0004%-0.0005%之间

2、谐波失真与采样点数的关系不十分明显
当采样点数大于100点后,再增加采样点数对谐波失真的影响关系不大。

仿真分析表明,对正弦信号的纯度有一定的要求时尽可能选择14-16比特的D/A变换器。
考虑到信号噪生的影响,实际的生成电路的THD会略大些。

记得1984年我们在一个项目中设计了数字合成信号发生器,当时按国外的一篇文章作过类似的计算机仿真计算分析,结果是12bit的D/A是在0.034%左右(那时一个波形取3600点),当时实测的THD在0.04%左右,与现在的分析基本吻合。

当时选则采样点数(应该称为合成点数)3600点,是希望每个脉冲对应于0.1度的相位关系。

后来使用9bit的D/A变换器,采样点数选择1800点,实测的THD在0.15%左右(稍加点高频滤波)。

一直想做这个实验,现在总算是完成了。应该说对D/A的选择有一定的指导意义。
 
 


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07/17/2012 01:33

good post

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