DSP濾波器用于擴(kuò)展數(shù)字化儀器的性能(06-100)
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幅度平滑
數(shù)字化測量系統(tǒng)由于硬件的不均勻性，導(dǎo)導(dǎo)致頻率特性在通帶內(nèi)不夠平滑，數(shù)字示波器的頻率響應(yīng)特性曲線在低頻段具有一致的幅度，然后進(jìn)入高頻的滾降段，如圖2的綠線所示。實際上，頻率響應(yīng)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(xiàn)頻率響應(yīng)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(shè)計工程師為了擴(kuò)展帶寬，在高頻段加入建峰補(bǔ)償。圖3是某種數(shù)字示波器的實測頻率響應(yīng)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(xiàn)+1dB和+2dB的建峰響應(yīng)。由于示波器供應(yīng)商不提供頻率響應(yīng)的不平整度數(shù)據(jù)，只按-3dB確定實時帶寬，這樣必然引入幅度測量的嚴(yán)重誤差。
采用DSP幅度平滑濾波器能夠明顯改善數(shù)字示波器的頻率響應(yīng)幅度誤差，籃線(下)是修正后的頻率響應(yīng)，幅度偏差控制在±1dB以內(nèi)，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(dá)到使頻率響應(yīng)建峰，再從軟件濾波器使頻率響應(yīng)平滑，對具有高取樣率的數(shù)字示波器來說，它是十分有效的硬件/軟件相結(jié)合的擴(kuò)展帶寬和提高幅度平整度的方法。
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