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數(shù)字低通:名稱雖然不同 卻仍是一種濾波器

作者: 時間:2011-10-12 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

  T:你讓我回想起了我的邏輯課!第一個集合門的一個半加器,其中兩個是全加器,其中的許多可以用二進制形式把兩個數(shù)字加在一起。好了,但它看起來像一堆廢物。在模擬條件下,我可以用三個電阻和一個運算放大器實現(xiàn)它。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/124375.htm

  D:這可能有幾倍那么大!圖4中的集合門是幾百個晶體管。利用現(xiàn)代CMOS工藝,在圖4電路的鍵合點(bonding pad)你可以放進數(shù)十個這樣的東西。你的運算放大器可能是這個大小的幾倍。

  T:好了,但它可以做什么?它是如何工作的?

  D:要弄清楚它可以做什么,我們可以施加一個離散脈沖,該脈沖在0點時為1,而在其他各處為0。因此,第一個輸入為1,第一輸出也為1,如圖3中的脈沖響應曲線所示。

  T:好了,這就是你把它放在那里的原因!到目前為止很容易……

  D:在接下來的時鐘周期,輸入下降到零(因為它是一個脈沖),而唯一的條件是通過增益塊“a”來反饋,“a”通常小于1。

  T:所以接下來的輸出是“a”,然后下一個輸出是“a*a”,再下一個是“a*a*a”……由于“a”小于1,它們在不斷變小。這看起來就像在kth 樣本的輸出只是ak !?

  D:沒錯。它呈指數(shù)下降,就像模擬RC濾波器的脈沖響應。

  T:所以它必須有與數(shù)字信號類似的效果,即RC已經(jīng)有了模擬信號。

  D:的確如此!下圖是一個簡單的脈沖信號及增加的噪聲(圖5)。第三張圖顯示了處理噪聲信號的數(shù)字和模擬濾波器的輸出覆蓋。模擬處理的信號是紅色,數(shù)字處理的信號是藍色,但這并不重要,因為它們基本上是相同的。

  

 

  圖5:模擬和數(shù)字域的低通信號

  (圖字:無噪聲的輸入信號;加入了噪聲的輸入信號;模擬和數(shù)字濾波器處理的有噪聲的信號)

  T:它們是完全一樣的……

  D:有很多小的功能模塊,這樣就使數(shù)字信號處理像模擬一樣簡單。

  T:但我仍然需要了解z-1 塊。圖3中的波特圖似乎再次向上擺回了。為什么?怎樣實現(xiàn)一個數(shù)字增益塊?我不能只讓“位”更大或更小。

  D:不,不能,但我們現(xiàn)在沒有時間。下一次我會告訴你怎樣使之成為一個真正的數(shù)字電路,然后,如果你運氣好,將會談談一個數(shù)字設計師如何把它變成Verilog代碼。

  T:我不明白。首先,你要繼續(xù)研究時域,而不是頻域,現(xiàn)在它是數(shù)字,而不是模擬。我對此不能肯定。

  D:不,不是“而不是”,我們的想法是一起使用“時間和頻率”,以得到一個更好的信號及其處理的圖像。而且,我們一起使用模擬與數(shù)字,盡可能做到最好、最有效的信號處理。這是“都有”,而不是“非此即彼”。時域圖像可以補充頻域圖像。數(shù)字信號處理的各種技巧可以補充模擬方法。我認為,未來的工程師不應該只針對模擬或數(shù)字,或者頻域或時域,他們應該精通信號處理器:靈活、有創(chuàng)意、非常強大的信號處理器。

  T:好的,不過,我想現(xiàn)在到了午餐的時間。

  D:我們今天去Tex-Mex?


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關鍵詞: Intersil FPGA

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