1 / 18

Signal-Klassifizierung

Signal-Klassifizierung. DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 1. x(t). analoges Signal (zeit- und wertkontinuierlich). t. Abtastung. zeitdiskretes, wertkontinuierliches Signal. t. -T s. T s. Quantisierung. digitales Signal (zeit- und wertdiskret). t. Codierung. z.B. binäres Signal. t.

kelly-hill
Télécharger la présentation

Signal-Klassifizierung

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Signal-Klassifizierung DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 1 x(t) analoges Signal (zeit- und wertkontinuierlich) t Abtastung zeitdiskretes, wertkontinuierliches Signal t -Ts Ts Quantisierung digitales Signal (zeit- und wertdiskret) t Codierung z.B. binäres Signal t

  2. Natural Sampling und ideale Abtastung DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 2 x(t) t = nTs T0 T0 t t T0 -Ts Ts t -Ts Ts xs(t) x(t) t = nTs t t -Ts Ts t -Ts Ts

  3. Zeitbereich x(t) xs(t) = x(nTs) = x[n] Frequenzbereich 1. Nyquistzone … … 2. Nyquistzone 2. Nyquistzone Ts·Xs(f) -fs fs Spektrum abgetastetes cos-Signal DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 3

  4. SHA im ADC DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 4 sampling clock Timing analoger Input ADC Encoder digitaler Output S track (S zu) hold (S offen) track (S zu)

  5. Aliasing und Rekonstruktion DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 5 X(f) f fg Fall fs>2fg Xs(f) Spiegelspektren (Images) HTP(f) f - fs - 3fs - 2fs fs 2fs 3fs Fall fs<2fg Xs(f) Aliasing f - 2fs - fs - 3fs - 4fs fs 2fs 3fs 4fs

  6. Digitalisierungssystem DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 6 fs fs fg < fs/2 fg < fs/2 DAC mit ZOH* „DSP“ ADC ZOH- Kompensation* Anti-Aliasing- Filter H(f) Post-Filter* * Komponenten Rekonstruktionsfilter IH(f)I Durchlass- bereich Übergangs- bereich Sperr- bereich DR DR f fs fg fs-fg fs/2

  7. Idealer Rekonstruktions-Tiefpass DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 7 Frequenzbereich H(f) Normierte Frequenz f / fs Zeitbereich Ts· h(t) Normierte Zeit t · fs

  8. Ideale Rekonstruktion (Zeitbereich) DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 8 rekonstruiertes Signal x(t) ideal abgetastetes Signal xs(t) idealer TP fg=fs/2 Interpolationsfunktionen x(Ts) x(t) = cos(2π(fs/16)t) t Ts

  9. Zero-Order-Hold am DAC-Ausgang DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 9 hZOH(t) 1 t Ts Amplitudengang ZOH-Filter -14 dB -4 dB (kompensierbar) Postfilter

  10. Visualisierung Abtastung + Rekonstruktion DSV 1, 2006/01, Hrt, ADC-DAC, 10

  11. Undersampling DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 11 Abtastung Basisbandsignal 1. Nyquistzone 2. Nyquistzone 3. Nyquistzone 4. Nyquistzone Original Image Image Image f fs 2fs Abtastung BP-Signal in ungerader Nyquistzone Image Original Image Image f fs 2fs Abtastung BP-Signal in gerader Nyquistzone (Kehrlage) Image Original Image Image f fs 2fs

  12. Quantisierungskennlinie DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 12 xq(nTs) 011 3Δ 010 2Δ out of range 001 Δ 000 x(nTs) -4Δ Δ/2 Δ 2Δ 3Δ -3Δ -2Δ -Δ 111 -Δ 110 out of range -2Δ x(nTs) xq(nTs) Quantisierer 101 -3Δ 100 x(nTs) xq(nTs) -4Δ ε(nTs)

  13. Aperture und Clock Sampling Jitter DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 13 ∆xrms x(t) Schalter offen (hold) track track t tj SNR = -20·log10(2πf·tj)

  14. DDS: Einsatzbeispiel DSV 1, 2005/10, Rur, ADC-DAC, 14 Zeitbereich Frequenzbereich S(f) f Verschiebung s(t) y(t) Y(f) cos(2πf0t) f0 einstellbar (DDS) f -f0 f0 Y(f) = 0.5·S(f-f0) + 0.5·S(f+f0)

  15. DDS: Grundprinzip DSV 1, 2005/10, Rur, ADC-DAC, 15 Lookup-Tabelle mit N Werten einer Sinus-Periode t 0 Ts=1/fs DAC (ZOH) TP fs Phase[n] = (Phase[n-1] + M) mod N (Phase entspricht Adresse) f0 = M·fs/N t T0 0 Ts=1/fs Fall M=2 t 0 Ts=1/fs

  16. DDS: Blockdiagramm DSV 1, 2005/10, Rur, ADC-DAC, 16 seriell oder parallel Vref Tuning-Wort M truncation w = 24-48 Bits w 12-19 Bit 10-14 Bit Sinus Lookup- Tabelle w Phasenregister DAC TP w Phasen-Akkumulator DDS-Baustein (NCO) Referenz-Clock fs (fs ≤ 25…1000 MHz, je nach Baustein)

  17. DDS: Spektrum DSV 1, 2005/10, Rur, ADC-DAC, 17 analoges TP-Filter 0 dB -4 dB Kopien SFDR 2 2 „Rauschen“ f [MHz] f0=30 fs/2=50 70 fs=100 130

  18. DDS: Eigenschaften DSV 1, 2005/10, Rur, ADC-DAC, 18 schnelles und flexibles Frequenztuning neuen M-Wert seriell oder parallel laden und frei schalten sehr hohe Frequenzauflösung Beispiel AD9834: fs=50 MHz, 28-Bit Tuning-Wort => Δf < 0.186 Hz spektrale Reinheit genügt vielen Anwendungen SFDR-Werte im Bereich 60-90 dB kontinuierliche Phase Frequenzwechsel ohne Phasensprung oder mit definierter Startphase Frequenz- und Phasenumtastung (FSK/PSK) FSK: Umtasten zwischen 2 Tuning-Wörtern M0 und M1 Sweeping und Frequency Hopping (FH) FH: automatische, periodische Aktivierung verschiedener M-Werte relativ hoher Stromverbrauch Leistungsaufnahme steigt mit Abtastfrequenz stark an relativ hoher rms-Jitterwert als Clock-Signal für schnelle ADCs ungeeignet

More Related