Электронные промышленные устройства. Кузнецов Б.Ф. - 139 стр.

                                                                                          139




                        Рис. 3.33. Децимация дискретного во времени сигнала

      Когда используется фильтр бесконечной последовательности (Infinite Impulse Responce), то
необходимо, чтобы каждый выходной отсчет соответствовал каждому входному, и децимация не
имеет отношения к процессу фильтрации.
      В некоторых разработках сигма-дельта АЦП фильтрация выполняется двумя каскадами. При
совместном использовании FIR и IIR фильтров децимация происходит в первом FIR каскаде, а
окончательная фильтрация производится уже в IIR каскаде. При использовании FIR фильтров в
обоих каскадах, для большей эффективности децимацию распределяют между двумя каскадами.
      Из предыдущего обсуждения ясно, что разработка цифровых фильтров для сигма-дельта
АЦП содержит много компромиссов. FIR фильтры являются сами по себе дециматорами, всегда
стабильны и обладают линейными фазовыми характеристиками (что особенно важно в аудио- и
некоторых телеметрических измерениях), позволяют повысить эффективность процесса вычисле-
ния. Хотя они проще при проектировании, зато требуют больше звеньев для реализации заданной
передаточной характеристики, чем соответствующий IIR фильтр. Обратная связь, используемая в
IIR фильтрах, может потенциально приводить к нестабильности работы фильтра. Также IIR филь-
тры (которые функционально близки к аналоговым фильтрам) проявляют нелинейность фазовой
характеристики. Благодаря своей стабильности и эффектам квантования, FIR фильтры более пред-
почтительны для проектирования.


                                  3.2.6.4. Сигма-дельта ЦАП

       Сигма-дельта цифро-аналоговое преобразование можно рассматривать как аналогово-
цифровое, только в обратном порядке, где все основные функции цифровых фильтров и сигма-
дельта модуляторов остаются неизменными. Сигма-дельта ЦАП проявляют те же превосходные
свойства, что и сигма-дельта АЦП. Благодаря высокому коэффициенту передискретизации филь-
трация высокочастотных компонент шума квантования на выходе однобитового ЦАП может быть
достигнута простыми средствами.
       В традиционных архитектурах ЦАП на основе матрицы сопротивлений              цифровая
природа внутренних ключей порождает переходные процессы (глитчи), зависящие от кода. В ре-
зультате в выходном спектре появляются паразитные гармонические составляющие. Для достиже-
нии чистоты спектра основную энергию глитчей можно уменьшить с помощью схемы выборки-
хранения, которая фиксирует напряжение на выходе ЦАП в области, свободной от переходных
процессов. При такой технике, конечно, остаются глитчи, энергия которых сконцентрирована око-
ло гармоник частоты дискретизации (но это уже не нелинейные искажения). Для подавления помех
вне полосы полезного сигнала на выходе схемы выборки-хранения нужен низкочастотный (сгла-
живающий) фильтр. Все основные принципы, используемые для расчета противопомеховых филь-
тров перед АЦП, применимы и к сглаживающим фильтрам после ЦАП. Исходя из этих соображе-
ний, имеет смысл применение передискретизации, чтобы смягчить требования к сглаживающему