| A DIGITÁLIS
JELFELDOLGOZÁS ESZKÖZEI
tárgy Villamosmérnöki szak , nappali Digitális jelfeldolgozás (hiradástech.) szakirány IV. évf. 7. szem . (őszi félév) |
|
utolsó alkalom: 2007.
őszi félév
|
A tantárgy adatlap vázolja a hármas tagozódású tananyag felépítését, amelynek egyik része a tartományok illesztésének (átjárhatóságának) technikája.
Az analóg j
el tartomány : A és a digitális
adat tartomány: D között
a digitalizálás (A/D átalakítás)
és a rekonstrukció (D/A átalakítás)
művelete teremt kapcsolatot (across domain:
"Back and forth between bits and volts"; "Digital meets
analog") . A digitális jelfeldolgozás
(DSP: digital signal processing) vitathatatlan elõnyei
révén ez a plusz művelet (overhead)
"megéri az árát".
Is the world 'analog'?
A közvetlen interfészt
megvalósító hardver
eszközök : az A/D és
D/A átalakítók
(" adat"konverterek) híd szerepe
[ 1A
, 1B
, 1C
] gyakran
kulcs
- szerep is, dominánsan
meghatározhatják a jelfeldolgozó
rendszer struktúráját és sajátságait.
Ezért külön figyelmet érdemelnek.
("Once the data is entered in the DSP, the hard part is done";
"Data conversion is the art while everything else is
the science"; Art vs Science
,
Digital dharma
)
A konverterek helye a feldolgozó
láncban technológia (
gyárthatóság), alkalmazás
(követelmények
) és elérhetõség (ár
) függõ, a DSP általános
térhódítása, az ún. "digitális
eltolódás" nyomán egyre közelebb
kerülnek az analóg forráshoz/fogadóhoz;
pl. híradástechnikai trend: egyre közelebb
az antennához (
2A
, 2B
,
2C
"Digitizing the signal as early as possible"; "Bits
to the antenna").
Az univerzális
(one-size-fits-all)
felhasználású ill. jelspecifikus
átalakítók
választéka
egyaránt széleskörű;
az eltérõ architektúrák,
technológiák és az alapadatok
: a felbontás, dinamika, mintagyakoriság,
sávszélesség, tápellátás,
fogyasztás, mechanikai méretek, jelkondícionálás,
adatinterfész tekintetében is. Természetesen
eltérõ képességeket takar az
önálló, kompakt (
stand-alone, COTS: commercial-off-the-self )
ill. a (digitális)rendszerbe integrált
( macrocell, ASSP: application
specific standard product, SiP: system-in-a-package
uModule
, SoC: system-on-a-chip
pdf
) eszközök
élvonala
is. (The question is "to
integrate or not?")
Bár a finom felbontás
(HIgh-RESolution
) és nagy mintagyakoriság
(HIgh-DataRAte, high-speed
) egymásnak ellentmondó követelmény
("speed and resolution are always battling"
), a növekvõ - és egyre specializálódó
- igények hatására fokozatosan javul
a kiváló teljesítõképességû
(HIgh PERformance), egyre
kisebb fogyasztású (LOw-Power
), olcsóbb (low cost
) és csökkenõ méretû
(low size) konverterek
kínálata ( TopTen
); a front-end:
ADC
· ADClimits
(
16bit
) ·
ADCselect
·
HiSpeedADCselect
(
EasyADCselect
) ·
HiSpeed ADCs
( 100Msps
· LVDSoutput
) · EverEvolvingADC
· HiPerADC
·
Pipeline
· ADChistory
és back
-end: DAC
· Zen
& ArtDAC
·
DACselect
·
HiSpeedDAC
·
DAChistory
eszközök körében
egyaránt.
A konverterek - definíció
szerint - vegyes, kevert (
mixed ) jelû eszközök; többségüknél
az analóg
technológia az alapvetõ
képesség meghatározó. Emiatt
használatosak az analóg tartományban már
megszokott vagy célszerûen módosított
jelentésû specifikációk
("
ABC leves
") . Ez a rendszer-tervezõ
számára is könnyíti a jelfeldolgozó
tartomány váltást.
Az eszközök (alap)mûködését,
a tulajdonságaikat leíró adatok
értelmezését és mérési
módjukat ismerni kell ahhoz, hogy optimálisan
választhassuk ki a rendszerhez a konvertert (és
nem fordítva). A feladat nem triviális, még
akkor sem, ha gyakran - kiegészítõ
elemek: jelkondícionálás, DSP és
adatinterfész funkciók beágyazásával
- "kész"termékek
segítik a minimális elemszámú
(glueless) megoldást.
A növekvõ komplexitás
miatt, az adatkonverterek konfigurálása
sok esetben nem pusztán hardver feladat, szoftver
eszközök felhasználását
is igényli ( példaként:
SW plug-in
).
