Pentru doar câteva momente, uitați că studiați tehnici digitale. Să aruncăm o privire la acest lucru din punctul de vedere al unui inginer specializat în electronica analogică. Nu-i pasă ce este în interiorul EZ-KIT Lite, ci doar că are o intrare analogică și o ieșire analogică. După cum se arată în figura 29-3, el va invoca metoda analogică tradițională de a analiza o "cutie neagră", să atașeze un generator de semnal la intrare și să privească ieșirea pe un osciloscop.

Ce găsește analistul nostru? În primul rând, sistemul este liniar (cel puțin în măsura în care poate spune acest test simplu). Dacă o undă sinusoidală este introdusă la intrare, se observă o undă sinusoidală la ieșire. Dacă se modifică amplitudinea sau frecvența intrării, se observă o modificare corespunzătoare în ieșire. Când frecvența de intrare este crescută lent, vine un punct în care amplitudinea undei sinusoidale de ieșire scade rapid la zero. Aceasta se întâmplă cu puțin sub jumătate din rata de eșantionare, datorită acțiunii filtrului anti-alias pe ADC.

Acum, inginerul nostru observă ceva necunoscut în lumea analogică: sistemul are o fază liniară perfectă. Cu alte cuvinte, există o întârziere constantă între un eveniment care apare în semnalul de intrare și rezultatul acelui eveniment în semnalul de ieșire. De exemplu, considerați kernelul de filtru de exemplu din Fig. 29-3. Deoarece centrul de simetrie este la eșantionul 150, semnalul de ieșire va fi întârziat cu 150 de eșantioane față de semnalul de intrare. Dacă sistemul eșantionează la 8 kHz, de exemplu, această întârziere va fi de 18,75 milisecunde. În plus, convertorul sigma-delta va oferi și o mică întârziere fixă ​​suplimentară.

Figura 29-3 Testarea plăcii EZ-KIT Lite.

Inginerii analogici testează performanța unui sistem prin conectarea unui generator de semnal la intrarea sa și un osciloscop la ieșirea sa. Când un sistem DSP (ca EZ-KIT Lite) este testat în acest mod, el apare a fi practic un perfect sistem analogic.

Inginerul nostru analogic va deveni foarte agitat când va vedea această fază liniară. Semnalele nu vor apărea așa cum crede el că ar trebui și va începe să răsucească butoanele la viteza fulgerului. El se va plânge că declanșarea nu funcționează corect și mormăie lucruri precum: "acest lucru nu are sens", ce se întâmplă aici?" și "cine se joacă cu osciloscopul meu?" Performanța sistemelor DSP este atât de bună, încât îi va lua câteva minute înainte de a înțelege ceea ce vede.

Pentru a-l face chiar mai impresionat, cerem inginerului nostru să măsoare manual răspunsul în frecvență al sistemului. Pentru a face acest lucru, va trece generatorul de semnal prin toate frecvențele între 125 Hz și 10 kHz în trepte de 125 Hz. La fiecare frecvență el măsoară amplitudinea semnalului de ieșire și îl împarte prin amplitudinea semnalului de intrare. (Desigur, cel mai simplu mod de a face acest lucru este păstrarea semnalului de intrare la o amplitudine constantă). Am setat rata de eșantionare a EZ-KIT Lite la 22 kHz pentru acest test. Cu alte cuvinte, frecvența digitală de la 0 la 0,5 din figura 29-2a este mapată la DC la 11 kHz în măsurarea noastră în lumea reală.

Figura 29-4 arată măsurătorile efective efectuate pe EZ-KIT Lite; nu ar putea fi mai bine! Punctele de date măsurate sunt de acord cu curba teoretică în limita erorii de măsurare. Acesta este un lucru pe care inginerul nostru analog nu l-a văzut niciodată cu filtre realizate din rezistoare, condensatoare si inductoare.

Totuși, chiar și acest lucru nu oferă DSP creditul pe care îl merită. Măsurătorile analogice utilizând osciloscoape și voltmetre digitale au o acuratețe și o precizie tipică de aproximativ 0,1% până la 1%. În comparație, acest sistem DSP este limitat numai de eroarea de rotunjire ~ 0,001% a codecului de 16 biți, deoarece calculele interne utilizează virgula mobilă. Așadar, dispozitivul care este evaluat este de o sută de ori mai precis decât instrumentul de măsurare utilizat. O evaluare corectă a răspunsului în frecvență ar necesita un instrument specializat, cum ar fi un sistem computerizat de achiziție de date cu un ADC de 20 de biți. Având în vedere aceste fapte, nu este surprinzător faptul că DSP-urile sunt adesea folosite în instrumente de măsurare pentru a obține o mare precizie.

Acum putem răspunde la întrebarea: De ce Analog Devices vinde procesoare de semnal digital? Numai cu un deceniu în urmă, procesarea semnalului de ultimă generație a fost efectuată cu ajutorul unor amplificatoare operaționale de precizie și a unor circuite similare cu tranzistoare. Azi, procesarea analogică de cea mai bună calitate se realizează prin tehnici digitale. Analog Devices este un model de mare rol pentru indivizi și alte companii; țineți la viziunea și obiectivele dvs., dar nu vă fie frică să vă adaptați la tehnologia în schimbare!

Secțiunea următoare: O altă privire la virgulă fixă versus mobilă