DSP濾波器用于擴展數字化儀器的性能(06-100)
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幅度平滑
數字化測量系統(tǒng)由于硬件的不均勻性,導導致頻率特性在通帶內不夠平滑,數字示波器的頻率響應特性曲線在低頻段具有一致的幅度,然后進入高頻的滾降段,如圖2的綠線所示。實際上,頻率響應曲線在中頻段開始變差,在某些頻點上硬體會衰減或建峰信號,特別是接近帶寬限值時出現頻率響應的異常峰值。按照頻率帶寬的定義,只提及-3dB滾降點,故電路設計工程師為了擴展帶寬,在高頻段加入建峰補償。圖3是某種數字示波器的實測頻率響應曲線,紅線(上)表明具有6GHz的實時帶寬,但同時可見在3.5GHz和5.5GHz分別出現+1dB和+2dB的建峰響應。由于示波器供應商不提供頻率響應的不平整度數據,只按-3dB確定實時帶寬,這樣必然引入幅度測量的嚴重誤差。
采用DSP幅度平滑濾波器能夠明顯改善數字示波器的頻率響應幅度誤差,籃線(下)是修正后的頻率響應,幅度偏差控制在±1dB以內,帶寬仍然保持6GHz,而原來從3 GHz至5 GHz的建峰得到平滑。這種從硬件濾波器達到使頻率響應建峰,再從軟件濾波器使頻率響應平滑,對具有高取樣率的數字示波器來說,它是十分有效的硬件/軟件相結合的擴展帶寬和提高幅度平整度的方法。
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