【岱默科技】模拟信号处理模块原理图

《数模转换模块》目录1.AD含义2.ADC内部结构3.ADC工作原理4.AD实例应用5.总结分析一、AD含义数模转换，就是把模拟信号转换成数字信号。

转换目标：将时间连续，幅值连续的模拟信号转换成时间离散，幅值离散的数字信号。

A/D转换的步骤：采样、保持、量化、编码。

将一个时间上连续变化的模拟量转换成时间离散的模拟量成为采样，其中采样频率为fs，fs>=2fmax，fmax是输入模拟信号X(t)的最高频率分量的频率，通常fs=(2.5~4)fmax；A/D转换需要一定的时间，在每次采样以后，需要把采样电压保持一段时间，这个过程称为保持；将采样-保持电路的输出电压归化为量化单位△（数字量最小单位所对应的最小量的值）的整数倍的过程称为量化；用二进制代码来表示各个量化电平的过程称为编码。

二、ADC内部结构在LF2407的内部含有10位的A/D转换器（ADC），主要有以下特征：1、带内置采样/保持的10位16通道模数转换器；2、自动排序的能力每次可执行最多16个通道的自动转换，每次转换的通道可由程序控制；3、可单独访问的16个结果寄存器用来存储转换结果（RESULT0-RESULT15）;4、多个触发源可以启动A/D转换等等。

在使用A/D转换器时需考虑以下几个问题：1.采样精度2.采样速率3.滤波4.物理量回归。

ADC模块中有两种工作方式：一是两个独立的最多可选择8个模拟转换通道的排序器（SEQ1和SEQ2）可以独立工作在双排序器模式；另一种是级联排序器模式，为最多可选择16个模拟转换通道的排序器模式。

其区别：双排序工作时，SEQ1的结果寄存器为RESULT0-RESULT7，SEQ2的结果寄存器为RESULT8-RESULT15，级联排序时，SEQ的结果寄存器为RESULT0-RESULT15。

双排序启动方式时，SEQ1为软件、外部引脚、EVA事件源，SEQ2为软件、EVB事件源，级联启动方式时，SEQ为软件、外部引脚、EVA事件源、EVB事件源。

deltasigma dac工作原理Delta-Sigma DAC（数字-ΔΣ DAC）是一种数字-to-analog converter （数字到模拟转换器），常用于将数字信号转换为模拟信号。

下面是Delta-Sigma DAC的工作原理的详细解释：Delta-Sigma调制：Delta-Sigma（ΔΣ）调制是一种将低比特的数字信号转换为高比特的数字信号的技术。

它通过过采样和差分编码来实现，将原始的低分辨率信号进行高频率采样，然后通过差分编码提高了信号的有效分辨率。

过采样：Delta-Sigma DAC在输入信号之前对其进行过采样，即以高于Nyquist频率的采样率对输入信号进行采样。

这有助于将信号的噪声推向高频区域，以便后续的滤波可以更有效地去除。

Delta模数调制器：过采样后的信号经过Delta模数调制器，该模块负责将输入信号进行ΔΣ调制。

这意味着模数调制器会在高频率上产生一个ΔΣ调制的数字信号，这个信号在频率域上具有高精度。

数字滤波器：Delta模数调制器的输出被送入数字滤波器，以去除高频噪声。

这个滤波器通常是一个低通滤波器，其目标是保留有效信号并去除噪声。

数模转换：过滤后的信号被送入数模转换器，将数字信号转换为模拟信号。

在Delta-Sigma DAC中，这个过程也被称为Delta-Sigma 解调，它通过反馈回到模数调制器来补偿误差。

滤波：最后，模拟信号通过一个模拟滤波器，以进一步去除高频噪声，并得到最终的模拟输出信号。

总体而言，Delta-Sigma DAC通过过采样、Delta-Sigma调制和数字滤波来提高信号的有效分辨率，从而实现高精度的数字到模拟转换。

这种方法在音频和其他高精度应用中得到广泛应用。

1。

通信原理实验报告班级： 12050641姓名：谢昌辉学号： 1205064135实验一 抽样定理实验一、实验目的1、 了解抽样定理在通信系统中的重要性。

2、 掌握自然抽样及平顶抽样的实现方法。

3、 理解低通采样定理的原理。

4、 理解实际的抽样系统。

5、 理解低通滤波器的幅频特性对抽样信号恢复的影响。

6、 理解低通滤波器的相频特性对抽样信号恢复的影响。

7、 理解带通采样定理的原理。

二、实验器材1、 主控&信号源、3号模块 各一块2、 双踪示波器 一台3、 连接线 若干三、实验原理1、实验原理框图保持电路S1信号源A-outmusic抽样电路被抽样信号抽样脉冲平顶抽样自然抽样抽样输出抗混叠滤波器LPFLPF-INLPF-OUTFPGA 数字滤波FIR/IIR译码输出编码输入3# 信源编译码模块图1-1 抽样定理实验框图2、实验框图说明抽样信号由抽样电路产生。

将输入的被抽样信号与抽样脉冲相乘就可以得到自然抽样信号，自然抽样的信号经过保持电路得到平顶抽样信号。

平顶抽样和自然抽样信号是通过开关S1切换输出的。

抽样信号的恢复是将抽样信号经过低通滤波器，即可得到恢复的信号。

这里滤波器可以选用抗混叠滤波器（8阶3.4kHz 的巴特沃斯低通滤波器）或FPGA 数字滤波器（有FIR 、IIR 两种）。

反sinc 滤波器不是用来恢复抽样信号的，而是用来应对孔径失真现象。

要注意，这里的数字滤波器是借用的信源编译码部分的端口。

在做本实验时与信源编译码的内容没有联系。

四、实验步骤实验项目一抽样信号观测及抽样定理验证概述：通过不同频率的抽样时钟，从时域和频域两方面观测自然抽样和平顶抽样的输出波形，以及信号恢复的混叠情况，从而了解不同抽样方式的输出差异和联系，验证抽样定理。

1、关电，按表格所示进行连线。

源端口目标端口连线说明信号源：MUSIC 模块3：TH1(被抽样信号) 将被抽样信号送入抽样单元信号源：A-OUT 模块3：TH2(抽样脉冲) 提供抽样时钟模块3：TH3(抽样输出) 模块3：TH5(LPF-IN) 送入模拟低通滤波器2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【抽样定理】。

并行AD1．模块功能：并行ADDA模块主要包括TLC5510等器件，它能进行8位的AD的转换，将输入的模拟信号转换为8位的数字信号输出，它与单片机之间进行并行传输，可以做高速信号发生器。

本模块原理图见图1。

图 13．主要器件（TLC5510）：(a)器件功能：TLC5510是美国TI公司生产的新型数模转换器件，它是一种采用CMOS工艺制造的8位高阻抗并行A/D芯片，能提供的最小采样率为20MSPS，它能在高速转换的同时保持较低的功耗。

(b) 器件引脚：TLC5510的引脚图如图2。

/OE：输出使能端。

DGND：数字信号地。

D1—D8：数据输入端口（D1为数据最低位，D8为数据最高位）。

VDDD：数字电路工作电源。

CLK：时钟输入端。

DGND：数字信号地。

REFB：参考电压引出端之三。

REFBS：内部参考电压引出端之四，当使用内部电压分压器产生额定的2V基准电压时，此端短路至REFB端。

AGND：模拟信号地。

ANALOG IN：模拟信号输入端。

VDDA：模拟电路工作电源。

REFT：参考电压引出端之二。

REFTS：内部参考电压引出端之一，当使用内部电压分压器产生额定的2V基准电压时，此端短路至REFT端。

(c)工作原理：图2 TLC5510引脚图TLC5510的工作时序见图3。

时钟信号CLK的下降沿启动A/D转换，一次A/D转换需要2.5个时钟周期，即第一个时钟的下降沿启动A/D转换后，要等到第三个时钟信号的上升沿出现时，第一个A/D转换数据才准备好，当输出使能引脚OE为低电平时，A/D转换数据输入到数据总线上。

图3 TLC5510工作时序图3.接口说明串行ADDA的PCB图如图4所示，实物图如图5所示。

图 4图 5 +3.3V：接3.3V电源。

AGND：模拟地。

SIG IN：模拟信号输入端。

CLK：时钟信号输入端。

DGND：数字地。

D8—D0：数字信号输出端。

４．典型程序此程序通过单片机利用液显显示输入的模拟电压经转换后的数字量。

通信原理实验指导书实验一HDB3码型变换实验一、实验目的1、了解几种常用的数字基带信号的特征和作用。

2、掌握HDB3码的编译规则。

3、了解滤波法位同步在的码变换过程中的作用。

二、实验器材1、主控&信号源、2号、8号、13号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、HDB3编译码实验原理框图HDB3输出信号源PN15数据HDB3编码HDB3-A1电平变换CLK时钟HDB3-B1数据移位输出取绝对值缓存4bitHDB3-A2极性反变换HDB3输入时钟HDB3-B2信号检测译码时钟输入单极性码8#基带传输编译码模块数字锁相环法位同步BS2数字锁相环输入13#载波同步及位同步模块HDB3编译码实验原理框图2、实验框图说明我们知道AMI编码规则是遇到0输出0，遇到1则交替输出+1和-1。

而HDB3编码由于需要插入破坏位B，因此，在编码时需要缓存3bit的数据。

当没有连续4个连0时与AMI编码规则相同。

当4个连0时最后一个0变为传号A，其极性与前一个A的极性相反。

若该传号与前一个1的极性不同，则还要将这4个连0的第一个0变为B，B的极性与A相同。

实验框图中编码过程是将信号源经程序处理后，得到HDB3-A1和HDB3-B1两路信号，再通过电平转换电路进行变换，从而得到HDB3编码波形。

同样AMI译码只需将所有的±1变为1，0变为0即可。

而HDB3译码只需找到传号A，将传号和传号前3个数都清0即可。

传号A的识别方法是：该符号的极性与前一极性相同，该符号即为传号。

实验框图中译码过程是将HDB3码信号送入到电平逆变换电路，再通过译码处理，得到原始码元。

四、实验步骤实验项目一HDB3编译码（256KHz归零码实验）概述：本项目通过选择不同的数字信源，分别观测编码输入及时钟，译码输出及时钟，观察编译码延时以及验证HDB3编译码规则。

1、关电，按表格所示进行连线。

源端口信号源：PN据)信号源：CLK 钟)模块8：TH1(HDB3输出)模块8：TH5(单极性码)模块13：TH5(BS2)模块8：TH7(HDB3输入)块模块13：TH7(数字锁相环输入)模块8：TH9(译码时钟输入)数字锁相环位同步提取提供译码位时钟将数据送入译码模模块8：TH4(编码输入-时提供编码位时钟目的端口模块8：TH3(编码输入-数连线说明基带信号输入2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【HDB3编译码】→【256K归零码实验】。

模拟运算电路一般以运算放大器为主要构成元件，具有电路简单、成本低、实时性强等优点，在许多领域有重要而广泛的应用。

由于器件本身的特性和外部干扰等原因，模拟运算电路在电路实现时或存在一定的误差[1]。

本文设计了一种输出电压可调的模拟信号选通运算电路，适用于高频信号处理，且信号输出稳定。

1 模拟信号选通运算电路结构模拟信号选通运算电路主要由前置放大电路单元、模拟开关电路单元和减法器电路组成。

输入信号经前置信号放大电路放大后，由模拟开关控制两路输入信号的选通，再将选通的信号与另一路输入信号进行减法运算，输出运算后的电压。

模拟信号选通运算电路的工作原理框图如图1所示。

2 模拟信号选通运算电路原理设计2.1 放大电路单元设计放大电路单元原理图如图2所示，为同相比例运算电路，以集成运算放大器为核心原件构成，输入信号作用在运放的压V O1＝(R4/（R3+R4）)（（R1+R2）/R2）V 1。

图2 放大电路单元原理图同相比例运算电路中运放的输入端有共模信号成分，为使共模输出为零同时补偿运放输入平均偏置电流及其漂移影响，通常要求运放的输入端电阻平和，即运放反相输入端、同相输入端所接的电阻相等[3]。

图2中，当R1＝R2=R3＝R4时，其增益为1，V O1＝V 1，同理V O2＝V 2，V O3＝V 3。

该电路单元具有输入电阻大、输出电阻小的特点，输出电压受后级电路的影响小，输出稳定。

选用的AD8028是一种低失真的高速放大器，对高性能和宽动态范围的信号处理具有较好的效果。

2.2 模拟开关电路单元模拟开关ADG779是一种单刀双掷开关，具有低功耗、高开关速度和低导通电阻等特性，3dB 带宽达200M 以上，适用于高频信号处理，其真值表如表1所示。

模拟开关电路单元原理图如图3所示，由SEL 信号来选择输入信号V O1和V O2，若SEL 信号为低电平，则V 12＝V O1，若SEL 信号为高电平，则V 12＝V O2。