|
A DIGITÁLIS JELFELDOLGOZÁS
ESZKÖZEI Adatkonverterek (az analóg "átjáró"): A/D és D/A átalakítók Témakörök |
nyomtatott anyag Pápay Zsolt ADATKONVERTEREK (az analóg "átjáró") title.pdf |
DSPs in 2000 became the largest processor-market
segment, passing
the traditionally strong 8-bit-microcontroller market. [" DSP Directory 2001 | 2003 | 2004 "] For really high-performance systems, world-class DSPs need to be matched with world-class mixed signal circuits and system design. [P. Welsh] DSP is a religion trying to make all non-believers, believers [F. Taylor] Oversampling conversion techniques represents an unique overlap
among signal-theory, There is one additional element that is always present in
a data system |
Rendszer szint (tartományok, funkcionális dekompozíció)
A mint analóg. Analóg
jel (folytonos, fizikai mennyiség), sávszélesség
és dinamika (jel-zaj arány). Jelkondícionálás
D mint digitális. Digitális
adat (diszkrét , numerikus minták), adat-gyakoriság
és bitszám. Adatinterfész (soros, párhuzamos)
A/D átalakítás (jel
digitalizálás) . Beágyazott
mintavétel, arány kvantálás (osztás,
kerekítés) és kódolás (fixpontos
BINáris kód: RJ = right justified, LJ = left justified).
Elemi (1 bites) A/D: analóg komparátor.
D/A átalakítás (jel
rekonstrukció). Tartás (NRZ,
RZ mód), hibrid szorzás. Bipoláris átalakító:
komplemens ill. offset kód. Elemi (1 bites) D/A: jel (referencia)
kapcsoló
Univerzális kontra jelspecifikus,
önálló (stand alone,
COTS = commercial off the self) kontra rendszerbe-integrált
(macrocell, SoC = System on a Chip) eszközök
Architektúra szint (algoritmusok, struktúrák
)
Nagy mintagyakoriság ("Nyquist-rate"
átalakítók, ún. PCM típus)
. Egyedi numerikus mintákra optimalizált, a
mintagyakoriságnak megfelelõ sávszélességû
eszközök
Finom felbontás ("OS: oversampling
[multi-rate]" átalakítók, ún.
DSM típus) . Minta-sorozattal operáló
(data-stream; túlmintavételezés, zajformálás
[moduláció] és zajcsökkentõ
szûrés mûveleteket alkalmazó), korlátozott
sávszélességû eszközök
Eszköz minõsítés ("ABC leves";
IEEE Std 1057, IEEE Std 1241, DYNAD)
Kvázi-statikus ( jel-független:
DC, "egyen"jel; "fingerprint") . OE, GE, DNL, INL,
monotonicity, NMC
Dinamikus ( jelfüggõ:
AC, váltakozó jel) . Idõ (sine-fit),
frekvencia (FFT) és statisztikai (histogram) tartomány.
SNR (SNHR), THD (SDR), SINAD (SNDR), SFDR, ENOB, ERBW, FPBW,
IMD, MTPR, NPR ...
D/A átalakítók
Nyquist DAC. Algebrai modell. Párhuzamos
(bináris, "unary", szegmentált; resistor-ladder,
current-steering), soros (pipeline, ciklikus). Interpoláló
D/A. Szorzó D/A
OSDAC. Alapmodell (elsõrendû,
1-bit, LP = low pass). Zajformáló (NS = noise
shaping, NC = noise cancellation) topológiák, multi-bit,
linearizálási technikák (DEM = dynamic element
matching, MS = mismatch-shaping)
A/D átalakítók
Nyquist ADC. Párhuzamos (flash),
karakterenkénti (subranging; algebrai modell, half-flash,
SAR, pipeline, ciklikus), analóg tartomány-átlapolás
(folding and interpolating), idõben átlapolt mûködés
(time-interleaved). "Decimáló A/D". Aránymérõ
A/D
OSADC. Alapmodell (elsõrendû,
1-bit, LP). Túlmintavételezés csökkentés
(magasabb-rendû, kaszkád, multi-bites zajformáló
topológiák). Sávszelektív (BP
= band pass) modulátor
Jelkondícionálás, adatinterfész, tápellátás
Elméleti háttér (a szükséges
plusz ...)
Mintavétel (diszkrét-idõ)
. Nyquist zónák: képmások
(images), hasonmás (alias), koherens mintavétel
(véges mintaszám, periódikus mintasorozat),
sávkorlátozó analóg szûrés
(AAF, AIF), túlmintavételezés, kontrollált
alulmintavételezés (keskenysávú
mintavételi tétel)
Mintagyakoriság váltás
(sebesség-konverzió) .
Interpoláció (minta sûrítés;
ZOH, lineáris, SINC), decimálás (minta ritkítás)
Kvantálás (diszkrét-amplitúdó)
. Intervallum megjelölés, hiba,
zajmodell (amplitúdó-eloszlás, spektrum),
SQNR kontra SFDR, effektív bitszám (ENOB),
dither
, zajcsökkentés a sávszélesség
rovására (effektív bitszám javítás,
feldolgozási nyereség), zajformálás
(DSM = delta-szigma moduláció), zajkioltás
(NC = noise cancellation, kaszkád struktúra)
Zajkorlátok (kvantálási-zaj
ekvivalenciák) . Termikus zaj, apertura
hiba (sampling [clock] jitter), komparátor döntési-bizonytalanság
Szûrés. Analóg,
diszkrét idejû, digitális
| Harry
Nyquist
and Claude
Shannon
The Tsiuqyn sampling theorem (pdf) Dominico Quantizino (pdf) |
