正弦信号发生器（4）

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:
 

THD(子vi).vi的程序框图参见下图。
 

仿真分析结果参见下图。
 

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。