❶ 怎樣一天學完模擬電路,給跪了,
兩晚大概夠了,是真的,重點就是期末考試能不能過嘛。我平時沒聽過課,作業也都是抄的,臨近期末的時候就很慌,然後看老師的ppt幾天就看了一章,一度想要放棄,不過很慶幸後來找到了好方法,先聲明這真不是推銷,我是真的這樣經歷的想分享出來,就是比如b站或者微信公眾號有那種課程,4小時學完模擬電路,或者幾小時了,反正我看的叫這個,裡面12課時,一般都是付費的,不過都是精華,我覺得要是花點錢能突擊過還是非常值得的吧。就是直接上題,通過題講基本知識點。那天半夜我發現的,當晚就看了幾章,第二天白天看了點,晚上又熬夜看到10/12,因為考試一般都側重前幾章,所以還比較放心,然後白天起來從頭捋了一遍去考試了,過了,你要是需要視頻的話可以加我網路雲2020Vitamin,願意做你的救命稻草
❷ 請問模擬濾波器的原理及設計是哪門科里的
是模擬電路設拍棗計里邊的,基本上這些都與運放相關。如果想學習的話,有兩本書推薦你去看下(都是國外的書):《運算放大器應御慶用技術手冊》《實用模擬電路設計》其中後一本的作襲拆拆者是 Marc T.Thompson(美國)。
這兩本書上都講得挺詳細。前一本講得更好一些。
❸ 基於dsp的 f.i.r低通濾波器設計
題目:利用DSP的FIR濾波器設計
數字處理器(DSP)有很強的數據處理能力,它在高速數字信號處理領域有廣泛的應用,例如數字濾波、音頻處理、圖像處理等。相對於模擬濾波器,數字濾波器沒有漂移,能夠處理低頻信號,頻率響應特性可做成非常接近於理想的特性,且精度可以達到很高,容易集成等。使用可編程的DSP晶元實現數字濾波可以通過修改濾波器的參數十分方便地改變濾波器的特性,下面主要說明利用TMS320VC54x DSP晶元設計實現FIR數字濾波器。
設計目的意義
一個實際的應用系統中,總存在各種干擾,所以在系統設計中,濾波器的好壞將直接影響系統的性能。使用DSP進行數字處理,可以對一個具有雜訊和信號的混合信號源進行采樣,再經過數字濾波,濾除雜訊,就可以提取有用信號了。所以說,數字濾波器是DSP最基本的應用領域,熟悉基於DSP的數字濾波器能為DSP應用系統開發提供良好的基礎。
技術指標
1、數字濾波器的頻率參數主要有:①通帶截頻:為通帶與過渡帶的邊界點,在該點信號增益下降到規定的下限。②阻帶截頻:為阻帶與過渡帶的邊界點,在該點信號衰耗下降到規定的下限。③轉折頻率:為信號功率衰減到1/2(約3dB)時的頻率,在很多情況下,也常以fc作為通帶或阻帶截頻。④當電路沒有損耗時,固有頻率:就是其諧振頻率,復雜電路往往有多個固有頻率。巧答行
2、增益與衰耗
濾波器在通帶內的增益並非常數。①對低通濾波器通帶增益,一般指ω=0時的增益;高通指ω→∞時的增益;帶通則指中心頻率處的增益。②對帶阻濾波器,應給出阻帶衰耗,衰耗定義為增益的倒數。③通帶增益變化量指通帶內各點增益的最大變化量,如果通帶增益變化量以dB為單位,則指增益dB值的變化量。
3、阻尼系數與品質因數
阻尼系數α是表徵濾波器對角頻率為ω0信號的阻尼作用,是濾波器中表示能量衰耗的一項指標,它是與傳遞函數的極點實部大小相關的一項系數。
4、靈敏度
濾波電路由許多元件構成,每個元件參數值的變化都會影響濾波器的性能。
5、群時延函數
在濾波器設計中,常用群時延函數評價信號經濾波後孝嘩相位失真程度。
以上的幾個技術指標是一般濾波器的特性,但在實際應用中,數字濾波器通常用來實現選頻操作,因此在利用DSP實現數字濾波器設計中要求的技術指標主要為在頻域中給出的幅頻響應和相頻響應。如下圖所示
幅頻響應和相頻響應特性曲線
對於幅頻響應,它的含義是信號通過系統之後的輸出信號的幅度與它輸入時的信號的幅度的比值,一般以分貝值表示。對於相頻響應,含義是信號通過系統之後的輸出信號的相位與它輸入時的信舉談號的相位之差,在運用線性相頻響應指標進行濾波器設計具有如下優點:①只包含實數演算法,不涉及復數運算;②不存在延遲失真,只有固定數量的延遲;③可以採用FFT演算法,從而提高運行效率;④由於FIR濾波器的單位脈沖響應是有限長序列,故FIR濾波器沒有不穩定的問題,且誤差較小。
基本原理
利用DSP實現FIR濾波器的設計方法主要有窗函數法和頻率抽樣法,其中窗函數法是基本的設計方法,這里採用窗函數法設計FIR濾波器。設希望得到的濾波器理想響應為 ,那麼FIR濾波器的設計就在於尋找一個傳遞函數
去逼進 ,設
這里 就是傅立葉級數的系數。在這種逼近中,最直接的一種方法就是從單位脈沖響應 入手,使 逼近理想的單位脈沖響應 。由於 是一個無限長序列,因此,最簡單的方法就是對 做截尾處理,即得到一個近似的傳遞函數
上式中,Q就是最終確定FIR濾波器的階數,Q越大,近似程度就越高。對 截尾,實際上就是對 乘上一個矩形窗口 ,即
令z= ,則
其脈沖響應系數為 , ,…, , , ,…, , 。為使 具有因果性,延時Q個樣值,可得:
令n+Q=k,上式成為
令 ,N=2Q,得
式中, 是脈沖響應系數,這里 …, ,…, 。
一般來說,FIR數字濾波器輸出 的Z變換形式 與輸入 的Z變換形式之間的關系如下:
實現結構如下圖所示:
Z變換結構圖
從上面的Z變換和結構圖可以很容易得出FIR濾波器的差分方程表示形式,即對上式進行反Z變換得:
上式為FIR數字濾波器的時域表示方法,其中x(n)是在時間n的濾波器的輸入抽樣值,根據上式即可對濾波器進行設計。
硬體設計
1、DSP晶元
根據設計原理,實現的核心器件採用美國德州儀器公司生產的低功耗定點數字信號處理器晶元TMS320C5402。選擇該晶元主要是因為它是目前最常用的低成本DSP晶元,而且包括以下主要特點:
⑴運算速度快,最快可達532MIPS;
⑵多匯流排結構,片內共有8 條匯流排(1條程序存儲器匯流排、3條數據存儲匯流排和4條地址匯流排);
⑶CPU採用馮? 諾依曼並行結構設計,使其能在一條指令周期內,高速地完成多項算術運算;
⑷片內集成了4K×16bitROM和16K×16bit的雙存取RAM;
⑸豐富的片上外圍電路(通用I/O 引腳,定時器,時鍾發生器, HPI 介面,多通道緩沖串列口McBSP)使其與外部介面方便;
⑹3.3V I/O電壓,1.8V核點壓,工作電流平均值為75mA,其中核45mA,I/O約30mA;
⑺144腳BGA封裝,使體積減少,功耗降低。
2、AD和DA電路
在本數字濾波器系統中選擇了TI公司的TLV1570晶元作為模數轉換器件,8通道10位2.7到5.5 V低電壓模數轉換晶元。TLVl570在3V電壓下的采樣頻率為625KSPS,輸入信號最高頻率不能超過300K。
由於模數轉換選擇了10位器件,為了簡化程序代碼,減少DSP 的運算工作量,在本數字濾波器系統中選擇了TI公司的TLV5608晶元,它是一款8通道10位2.7到5.5V低電壓數模轉換晶元。
3、電源電路
根據DSP晶元工作的電壓電流需求,及晶元採用雙電源供電對加電順序的要求,考慮使用TI公司的電源轉換晶元TPS73HD318,其輸出電壓為一路3.3V、一路1.8V,每路電源的最大輸出電流為750mA,能滿足本系統的供電需求。而且TPS73xx具有非常低的靜態電流,能使穩壓器輸出穩定。
4、時鍾電路
C54xx系列的時鍾端子為X1和X2/CLKIN,採用無源晶振提供時鍾信號,由於DSP有一組端子可以用來調整其工作頻率的高低,故對晶振頻率大小的選定沒有特別的要求,這里選用10Mhz的晶振。
5、復位電路
為了克服DSP系統因時鍾頻率較高導致在運行時可能發生的干擾和被干擾的現象,最好是使用具有監視(Watchdog)功能的自動復位電路,於是採用專門的自動復位晶元MAX706。MAX706的電源為3.1V~5.0V,低電平復位輸出,復位門限為3.08V。
6、未用端子處理
根據使用DSP晶元的相關原則,以及晶元手冊具體決定未用端子是接上拉電阻還是懸空。
7、基於上述的各部分電路組成,可以得出DSP數字濾波器的整體硬體電路連線圖,如下所示
程序設計
1、設計思路
⑴在DSP進行數字濾波運算前首先要進行初始化,只有正確設置了DSP的初始狀態才能保證晶元能正常運行。本系統主要進行以下兩方面的初始化:
①寄存器初始化:狀態寄存器ST0、狀態寄存器ST1、處理器模式控制寄存器PMST、軟體等待狀態寄存器SWWSR、組交換控制寄存器BSCR和時鍾模式寄存器等。
②中斷矢量表初始化:根據DSP晶元對各中斷矢量的設置位置編寫一個子程序;設置PMST控制寄存器;連接時將矢量表重定位到IPTR指定的地址。
⑵其次就是FIR 數字濾波的子程序設計,主要步驟如下:
①查詢SPCR11寄存器的第二位,當為1時說明read ready,將DRR11的值讀入AR3所指向的地址,該值為最新的采樣值。
②將最新的采樣值減去200h,然後AR3的值減1。
③執行MAC指令。
④將累加器的值送給變數Y,並將Y加上200h。
⑤查詢SPCR20寄存器的第二位,當為1時說明writeready,將Y值賦給DXR10,該值為濾波器輸出值。
⑥循環執行上面步驟。
2、程序流程圖
依據上述程序設計思路可以得到利用DSP實現FIR濾波器設計的程序流程圖,如下
3、程序代碼
由於初始化程序部分過於龐大繁雜,這里只給出用MAC指令編程實現FIR低通濾波器的程序片斷:
FILT_task1
LD Store_SICX,A
STLM A,ar4
STM #1,ar0 ;間址
STM #28,bk
LD DEM_Out,A
STL A,*ar4+% ;輸入信號:實部
STM #Coef_Tab1,ar5 ;濾波器實部系數地址
LD #0,A
STM #27,brc
RPTB SICXU-1
MAC *AR4+0%,*AR5+,A
SICXU LD A,-16,A ;低通濾波結果
LD C7FFF,B
MIN A
NEG B
MAX A
STL A,DEM_Out
LDM AR4,A
STL A,Store_SICX
RET
Coef_Tab1
.word 100 ;h(0)
.word 7 ;h(1)
… ;脈沖響應系數
.word -248
.word -71 ;h(N-1)
.end
總結
通過利用DSP的FIR濾波器設計,對DSP晶元的使用,以及利用DSP晶元組成的基本系統的相關電路有了比較深的認識。熟悉DSP晶元的系統設計和應用開發流程,並利用圖書館、網路、詢問同學等方式查找資料和解決相關的難題,這是最基礎的工作,也是最關鍵的步驟。這樣做可以培養自己的動手解決問題的能力和獨立思考的處事方法,使自己具有技術人員的氣質和工作態度,為將來的就業增加優勢。
數字濾波器是DSP的典型應用,學會了有助於觸類旁通,利於進一步的學習研究,能做到理解其他基於DSP的系統的功能和工作原理。掌握了基於DSP的應用開發,開闊了視野,增長了知識,是進入現代數字信號處理領域重要技能,乃至大規模集成電路的開發也是會用到的基礎,今後要予以重視並積極努力去學習。
❹ CAD技術在電子封裝中的有哪些應用
一些軟體公司為此開發了專門的封裝CAD軟體,有實力的微電子製造商也在大學的協助下或獨立開發了封裝CAD系統。如1991年University of Utah在IBM公司贊助下為進行電子封裝設計開發了一個連接著目標CAD軟體包和相關資料庫的知識庫系統。電性能分析包括串擾分析、ΔI雜訊、電源分配和S-參數分析等。通過分別計算每個參數可使設計者隔離出問題的起源並獨立對每個設計參數求解。每一個部分都有一個獨立的軟體包或者一套設計規則來分析其參數。可布線性分析用來預測布線能力、使互連長度最小化、減少高頻耦合、降低成本並提高可靠性;熱性能分析程序用來模擬穩態下傳熱的情況;力學性能分析用來處理封裝件在不同溫度下的力學行為;最後由一個知識庫系統外殼將上述分析工具和相關的資料庫連接成一個一體化的系統。它為用戶提供了一個友好的設計界面,它的規則編輯功能還能不斷地發展和修改專家系統的知識庫,使系統具有推理能力。
NEC公司開發了LSI封裝設計的CAD/CAM系統——INCASE,它提供了LSI封裝設計者和LSI晶元設計者一體化的設計環境。封裝設計者能夠利用INCASE系統有效地設計封裝,晶元設計者能夠通過網路從已儲存封裝設計者設計的資料庫中尋找最佳封裝的數據,並能確定哪種封裝最適合於他的晶元。當他找不到滿足要求的封裝時,需要為此開發新的封裝,並通過系統把必要的數據送達封裝設計者。該系統已用於開發ASIC上,可以為同樣的晶元准備不同的封裝。利用該系統可以有效地改善設計流程,減少交貨時間。
University of Arizona開發了VLSI互連和封裝設計自動化的一體化系統PDSE(Packaging Design Support Environment),可以對微電子封裝結構進行分析和設計。PDSE提供了某些熱點研究領域的工作平台,包括互連和封裝形式以及電、熱、電-機械方面的模擬,CAD框架的開發和性能、可製造性、可靠性等。
Pennsylvania State University開發了電子封裝的互動式多學科分析、設計和優化(MDA&O)軟體,可以分析、反向設計和優化二維流體流動、熱傳導、靜電學、磁流體動力學、電流體動力學和彈性力學,同時考慮流體流動、熱傳導、彈性應力和變形。
Intel公司開發了可以在一個CAD工具中對封裝進行力學、電學和熱學分析的軟體——封裝設計顧問(Package Design Advisor),可以使硅器件設計者把封裝的選擇作為他的產品設計流程的一部分,模擬晶元設計對封裝的影響,以及封裝對晶元設計的影響。該軟體用戶界面不需要輸入詳細的幾何數據,只要有晶元的規范,如晶元尺寸、大概功率、I/0數等就可在Windows環境下運行。其主要的模塊是:力學、電學和熱學分析,電學模擬發生,封裝規范和焊盤版圖設計指導。力學模塊是選擇和檢查為不同種類封裝和組裝要求所允許的最大和最小晶元尺寸,熱學模塊是計算θja和叭,並使用戶在一個具體用途中(散熱片尺寸,空氣流速等)對封裝的冷卻系統進行配置,電學分析模塊是根據用戶輸入的緩沖層和母線計算中間和四周所需要的電源和接地引腳數,電學模擬部分產生封裝和用戶指定的要在電路模擬中使用的傳輸線模型(微帶線,帶狀線等)的概圖。
LSI Logic公司認為VLSI的出現使互連和封裝結構變得更復雜,對應用模擬和模擬技術發展分析和設計的CAD工具需求更為迫切。為了有效地管理設計數據和涉及電子封裝模擬和模擬的CAD工具,他們提出了一個提供三個層面服務的計算機輔助設計框架。框架的第一層支持CAD工具的一體化和模擬的管理,該層為模擬環境提供了一個通用的圖形用戶界面;第二層的重點放在設計數據的描述和管理,在這一層提供了一個面向對象的介面來發展設計資源和包裝CAD工具;框架的第三層是在系統層面上強調對多晶元系統的模擬和模擬。
Tanner Research公司認為高帶寬數字、混合信號和RF系統需要用新方法對IC和高性能封裝進行設計,應該在設計的初期就考慮基板和互連的性能。晶元及其封裝的系統層面優化要求設計者對晶元和封裝有一個同步的系統層面的想法,而這就需要同步進入晶元和封裝的系統層面優化要求設計者對晶元和封裝有一個同步的系統層面想法,而這就需要同步進入晶元封裝的設計資料庫,同步完成IC和封裝的版圖設計,同步模擬和分析,同步分離寄生參數,同步驗證以保證製造成功。除非晶元及其封裝的版圖設計、模擬和驗證的工具是一體化的,否則同步的設計需要就可能延長該系統的設計周期。Tanner MCM Pro實體設計環境能夠用來設計IC和MCM系統。
Samsung公司考慮到微電子封裝的熱性能完全取決於所用材料的性能、幾何參數和工作環境,而它們之間的關系非常復雜且是非線性的,由於包括了大量可變的參數,模擬也是耗時的,故開發了一種可更新的系統預測封裝熱性能。該系統使用的神經網路能夠通過訓練建立一個相當復雜的非線性模型,在封裝開發中對於大量的可變參數不需要進一步的模擬或試驗就能快速給出准確的結果,提供了快速、准確選擇和設計微電子封裝的指南。與模擬的結果相比,誤差在1%以內,因此會成為一種既經濟又有效率的技術。
Motorola公司認為對一個給定的IC,封裝的設計要在封裝的尺寸、I/0的布局、電性能與熱性能、費用之間平衡。一個CSP的設計對某些用途是理想的,但對另一些是不好的,需要早期分析工具給出對任何用途的選擇和設計都是最好的封裝技術信息,因此開發了晶元尺寸封裝設計與評價系統(CSPDES)。用戶提供IC的信息,再從系統可能的CSP中選擇一種,並選擇互連的方式。
系統就會提供用戶使用條件下的電性能與熱性能,也可以選擇另一種,並選擇互連的方式。系統就會提供用戶使用條件下的電性能與熱性能,也可以選擇另外一種,以在這些方面之間達到最好的平衡。當分析結束後,系統出口就會接通實際設計的CAD工具,完成封裝的設計過程。
2.4 高度一體化、智能化和網路化階段
從20世紀90年代末至今,晶元已發展到UL SI階段,把裸晶元直接安裝在基板上的直接晶元安裝(DCA)技術已開始實用,微電子封裝向系統級封裝(SOP或SIP)發展,即將各類元器件、布線、介質以及各種通用比晶元和專用IC晶元甚至射頻和光電器件都集成在一個電子封裝系統里,這可以通過單級集成組件(SLIM)、三維(簡稱3D)封裝技術(過去的電子封裝系統都是限於xy平面二維電子封裝)而實現,或者向晶圓級封裝(WLP)技術發展。封裝CAD技術也進入高度一體化、智能化和網路化的新時期。
新階段的一體化概念不同於20世紀90年代初提出的一體化。此時的一體化已經不僅僅是將各種不同的CAD工具集成起來,而且還要將CAD與CAM(計算機輔助製造)、CAE(計算機輔助工程)、CAPP(計算機輔助工藝過程)、PDM(產品數據管理)、ERP(企業資源計劃管理)等系統集成起來。這些系統如果相互獨立,很難發揮企業的整體效益。系統集成的核心問題是數據的共享問題。系統必須保證數據有效、完整、惟一而且能及時更新。即使是CAD系統內部,各個部分共享數據也是一體化的核心問題。要解決這個問題,需要將數據格式標准化。目前有很多分析軟體可以直接輸入CAD的SAT格式數據。當前,數據共享問題仍然是研究的一個熱點。
智能CAD是CAD發展的必然方向。智能設計(Intelligent Design)和基於知識庫系統(Knowledge-basedSystem)的工程是出現在產品處理發展過程中的新趨勢。資料庫技術發展到數據倉庫(Data Warehouse)又進一步發展到知識庫(Knowledge Repository),從單純的數據集到應用一定的規則從數據中進行知識的挖掘,再到讓數據自身具有自我學習、積累能力,這是一個對數據處理、應用逐步深入的過程。正是由於資料庫技術的發展,使得軟體系統高度智能化成為可能。 二維平面設計方法已經無法滿足新一代封裝產品的設計要求,基於整體的三維設計CAD工具開始發展起來。超變數幾何技術(Variational Geometry extended,VGX)開始應用於CAD中,使三維產品的設計更為直觀和實時,從而使CAD軟體更加易於使用,效率更高。虛擬現實(Virtual Reality,VR)技術也開始應用於CAD中,可以用來進行各類可視化模擬(如電性能、熱性能分析等),用以驗證設計的正確性和可行性。
網路技術的發展又給電子封裝CAD的發展開創了新的空間。區域網和Intranet技術用於企業內部,基本上結束了單機應用的歷史,也只有網路技術的發展才使得CAD與CAM、CAPP、PDM和ERP等系統實現一體化成為可能。互聯網和電子商務的發展,將重要的商務系統與關鍵支持者(客戶、雇員、供應商、分銷商)連接起來。為配合電子商務的發展,CAD系統必須實現遠程設計。目前國際上大多數企業的CAD系統基本能實現通過網路收集客戶需求信息,並完成部分設計進程。
❺ 急求模擬電路課程設計
模擬電路課程設計
The Outline of Analog Circuits Course Project
一、 目的與任務
模擬電路課程設計是模擬電子技術課程重要的實踐性教學環節,是對學生學習模擬電子技術的綜合性訓練,這種訓練是通過學生獨立進行某一個或兩個課題的設計、安裝和調試來完成的。
通過模擬電路課設要求學生:
1、 根據給定的技術指標,從穩定可靠、使用方便、高性能價格比出發來選擇方案,運用所學過的各種電子器件和電子線路知識,設計出相應的功能電路。
2、 通過查閱手冊和文獻資料,培養學生獨立分析問題和解決實際問題的能力。
3、 了解常用電子器件的類型和特性,並掌握合理選用的原則。
4、 學會電子電路的安裝與調試技能,掌握電子電路的測試方法及了解印刷線路板的設計,製作方法。
5、 進一步熟悉電子儀器的使用方法。
6、 學會撰寫課程設計總結報告。
7、 培養學生嚴肅認真的工作作風和嚴謹的科學態度。
二、 內容、要求與安排
1、內容:
課題名稱:
(1) 多路輸出直流穩壓電源的設計與製作
(2) 波形產生電路的設計
(3) 高保真音頻功率放大器的設計與製作計
(4) 函數信號發生器的設計與製作
(5) 水溫控制系統的設計與製作
(6) 設計並製作音頻頻譜柱狀顯示器電路
2、要求:
在教師的指導下,學生要在規定的時間內完成課題的設計,安裝和調試並獨立完成總結報告。
3、進度安排及方式:(以四學時為一個單元)
第一單元:集中講課,主要內容如下:
(1)課程設計的目的與要求
(2)課程設計的教學過程
(3)課程設計的評分標准
(4)課程設計題目介紹
(5)學生自由組合,選擇題目。
第二單元:確定題目,教師就題目的基本要求答疑。學生討論、查資料。
第三、四、五單元:查資料、設計、EDA模擬。
學生根據課題要求,獨立完成課題的設計方案,並可以運用MULTISIM軟體在微機上完成對所設計電路的模擬。
第六單元至第八單元:組裝、調試、寫報告。
第九單元:完成收尾工作,清點材料、工具。准備課設報告。
最後考試:分組答辯。
三、 場地與設備
1、 實驗室場地:實驗中心。
2、 實驗所用設備:示波器、函數發生器、毫伏表、萬用表(指針、數字)、直流穩壓電源、實驗箱。
四、 考核內容與成績評定
1、 考核內容:
(1) 設計能力
(2) 組裝或焊接調試情況
(3) 解決問題的能力
(4) 總結報告情況
(5) 出勤情況、工作作風和科學態度。
2、 成績評定:
設計的正確性、合理性和EDA模擬情況 20分,實際操作,調試、效果 40分,
總結報告 20分,口試 20分。
課題一 多路輸出直流穩壓電源的設計與製作
一、設計目的
1、學習直流穩壓電源的設計方法;
2、學會選擇變壓器、整流二極體、濾波電容及集成穩壓器來設計直流穩壓電源;
3、掌握直流穩壓電源的主要性能參數及其測試方法;
二、要求完成的主要任務
(1)設計任務
根據技術要求和已知條件,完成對多路輸出直流穩壓電源的設計、裝配與調試。
(2)設計要求
① 要求設計製作一個多路輸出直流穩壓電源,可將220V/50Hz交流電轉換為多路直流穩壓電源
輸出:±5V/1A,一組可調正電壓+3~+18V/1A。
② 選擇電路方案,完成對確定方案電路的設計。計算電路元件參數與元件選擇、並畫出總體電路原理圖,闡述基本原理。(選做:用PSPICE或EWB軟體完成模擬)
③ 安裝調試並按規定格式寫出課程設計報告書。
初始條件:
可選元件:變壓器/15W/±12V;整流二極體或整流橋若干,電容、電阻、電位器若干;根據
需要選擇若干三端集成穩壓器;交流電源220V,或自備元器件。
可用儀器:示波器,萬用表,
3、方案選擇與論證
直流穩壓電源總體功能框圖如圖下1所示。
參考電路圖:
變壓器根據所需電流決定功率,可用220V輸入、輸出15V/1A左右的。如沒有合適的找個12V幾瓦的也能用
課題二 波形產生電路的設計
一、設計目的
1、掌握波形發生電路的設計方法;
2、學會選擇合適的器件來設計波形發生電路;
3、熟悉非正弦波產生電路調整與測試的基本方法;
4、提高應用集成運放的能力及獨立進行電路設計的能力。
二、 設計要求和技術指標
1、技術指標:要求信號頻率f=1 kHZ, VOm=0.2V.輸出端不採用穩壓二極體。
2、設計要求
(1)採用集成運放自己設計一個簡單的方波產生電路,要求:f=1 kHZ, VOm=0.2V;
(2)要求繪出原理圖,並用Protel畫出印製板圖;
(3)根據設計要求和技術指標設計好電路,選好元件及參數;
(4)擬定測試方案和設計步驟;
(5)撰寫課程設計總結報告,要求有電路設計過程,調整測試內容、方法、步驟,測試記錄及結果分析。
課題三 高保真音頻功率放大器的設計與製作計
一、設計參數:
1. 採用全部或部分分立元件設計一種音頻功率放大器。
2. 額定輸出功率
3. 負載阻抗 。
4. 失真度
5. 設計放大器所需的直流穩壓電源。
二、設計要求:
要求設計製作一個高保真音頻功率放大器,輸出功率10W/8Ω,頻率響應20~20KHZ,
效率>60﹪,失真小。
三 設計方案圖
音頻放大器的目的是以要求的音量和功率水平在發聲輸出元件上重新產生真實、高效和低失真的輸入音頻信號。音頻頻率范圍約為20 Hz~20 kHz,因此放大器必須在此頻率范圍內具有良好的頻率響應。音頻功率放大器的主要作用是向負載提供功率,要求輸出功率盡可能大,效率盡可能高。非線性失真盡可能小。
輸入級 ――→ 中間推動級 ―― → 輸出級
負反饋線路 ← ―― 互補對稱功放
課題四 函數信號發生器的設計與製作
一. 任務與要求
(1)要求能產生三角波、正弦波、方波;
(2)要求函數信號發生器能夠實現頻率可調
二. 設計目的
(1)學會用簡單的電子元器件及晶元製作簡單的函數信號發生電路,鍛煉實際動手能力;
(2)學會調試電路與分析電路
三. 技術指標
要求設計製作一個方波——三角波——正弦波發生器,頻率范圍10~100HZ,100HZ~1KHZ,1 KHZ~10 KHZ;正弦波Upp≈3V,三角波Upp≈5V,方波Upp≈14V,幅度連續可調,線性失真小。
課題五 水溫控制系統的設計與製作
一. 設計要求
(1)設計製作可以測量和控制的溫度控制器
測量和控制的溫度范圍:10°—60°
精度:±1°
控制對象:繼電器或晶閘管
繼電器或晶閘管觸電連接:一組轉換接點為市電220V,10A
(2)選擇電路方案,完成對確定電路方案的設計。計算電路元件參數與原件選擇,畫出原理圖。
(3)進行安裝和調試
二.設計任務
根據技術指標選擇合適的溫度感測器,選擇合適的晶閘管或繼電器,完成對水溫控制系統的設計、裝配和調試。
三.具體技術指標
室溫~600C,控制精度± 10C,控制通道輸出為雙向晶閘管或繼電器,一組轉換接點為市電220V,10A。
課題六 設計並製作音頻頻譜柱狀顯示器電路
一、 設計任務
設計並製作音頻頻譜柱狀顯示器電路。示意圖如下:
二、設計要求
(1)音樂輸入:0~1.5Vrms;單聲道。輸入端採用蓮花座和Q9座並聯形式,蓮花座用於音樂輸入,Q9座用於測試。將柱狀顯示的LED集中布置於一個15cm×10cm的面板上。音頻功放可使用現成有源功放,功率大於1W。
(2)製作5路帶通濾波器,分別對應中心頻率為:60Hz、250Hz、1kHz、4kHz、16k(1)Hz;濾波器Q值約為1.5。
(3)條狀顯示採用10個發光二極體顯示電壓高低,1~10個發光二極體點亮的閾值電壓分別為:60mV、80mV、110 mV、160 mV、220 mV、320 mV、440 mV、630 mV、890 mV、1.25V,可用運放或專用集成電路製做。例如LM3915條狀指示集成電路。
❻ 有關於數模的,怎麼進行在線配置
數模轉換就是將離散的數字量轉換為連接變化的模擬量,實現該功能的電路或器件稱為數模轉換電路,
通常稱為D/A轉換器或DAC(Digital Analog Converter)。
我們知道數分可為有權數和無權數,所謂有權數就是其每一位的數碼有一個系數,如十進制數的45中的4表示為4×10,
而5為 5×1,即4的系數為10,而5的系數為1, 數模轉換從某種意義上講就是把二進制的數轉換為十進制的數。
最原始的DAC電路由以下幾部分構成:參考電壓源、求和運算放大器、權產生電路網路、寄存器和時鍾基準產生電路,
寄存器的作用是將輸入的數字信號寄存在其輸出端,當其進行轉換時輸入的電壓變化不會引其輸出的不穩定。
時鍾基準產生電路主要對應參考電壓源,它保證輸入數字信號的相位特性在轉換過程中不會混亂,
時鍾基準的抖晃(jitter)會製造高頻噪音。
二進制數據其權系數的產生,依靠的是電阻,CD格式是16bit,即16位。所以採用16隻電阻,對應16位中的每一位。
參考電壓源依次經過每個電阻的電流和輸入數據每位的電流進行加權求和即可得出模擬信號。
這就是多比特DAC。 多比特與1比特的區別之處就是,多比特是通過內部精密的電阻網路進行電位比較,並最終轉換為模擬信號,
好處在於高的動態跟隨能力和高的動態范圍,但是電阻的精度決定了多比特轉換器的精度,要達到24bits的轉換精度,對電阻的要求高達0.000015,
即便是理想的電阻,其熱噪音形成的阻值波動都會大於此值,多比特系統目前廣泛採用的是R-2R梯形電阻網路,對電阻的精度要求可以降低,但即便如此,
理想狀態的電阻達到的轉換精度也不會達到 24bits,23bits已經是極限多比特系統的優點在於設計簡單,但受制於電阻的精度,成本也高
單比特的原理:依靠數學運算的方法在CD的脈沖代碼信號(PCM)中插入過取樣點,插入7個取樣點就是18倍過取樣,
這些插入的取樣點與原信號通過積分電路進行比較,數值大的就定為1,數值小的就定為0,原先的PCM信號就變成了只有1和0的數據流,
1代表數據流較密集,0代表數據流較稀疏,這就是脈沖密度調制信號(PDM),脈沖密度調制信號經過一個開關電容網路構成的低通濾波器,
1 就轉換為高電壓信號,0就轉換為低電壓信號,然後通過級聯積分,最終轉換為模擬信號。
插入取樣信號會製造出許多高頻噪音,所以還要經過一個噪音整形電路處理,將這些噪音推移到人耳聽不到的頻域。
1bit的優點在於轉換精度不受制於電阻,轉換精度可以超過24bits,成本也低,但是設計過取樣和噪音整形的電路難度很大。
因為電阻在精密程度(光刻)和熱噪音(材料)上對音質影響相對小些,而1比特的電容和積分電路對音質影響則相對大些對於CD的數據格式,
單從聲音素質上應該說多比特優於1比特,多比特對16比特的CD信號直接進行轉換,而單比特還要經過一個PCM信號轉換為PDM信號的程序,還要經過開關電容的充放電過程,
雖然從理論上來說,最終得到模擬信號的速度和多比特相比不會慢到可以比較的程度,
但是實際聽感上,單比特不如多比特聽起來更有活力,單比特似乎要慢一點,中頻厚一點,音色比較濃郁。
1bit始創於飛利浦,分為三派,
一派是以飛利浦為代表的比特流Bitsream,
一派是以松下為代表的MASH,但是MASH的創始者是NTT公司,
還有一派就是今天非常流行的Delta-Sigma.
Bitsream採用最傳統的 三階或四階噪音整形,MASH (Multi Stage Noise Shaping)就是多級噪音整形,
它將最初的量化值與原信號的誤差保留下來,下一次量化時先將上次量化值與誤差從原信號中減去,這樣重復數次,
可以將二進制信號變換為脈沖寬度調制(PWM)的信號(PWM和PDM幾乎一樣)還可以將量化製造的噪音推到甚高頻段,從而減少可聞頻段的噪音。
但是似乎只有松下公司大量採用這種技術。現在MASH已經很少見了,但從理論上來說它是很優秀的。
1987年,飛利浦公司首次推出採用數字比特流技術(Bitsream)的單比特DAC晶元,它為高性能低價格CD唱機的出現奠定了堅實的基礎。
1991年9月推出的DAC-7將比特流技術發揮到淋漓盡致的地步,同時還保持了合理的價格。音響史上有眾多採用DAC-7的名機。
如飛利浦的LHH-900R,800R,300R,951。
馬蘭士的CD-72,CD-17,CD-23。
麥景圖的MCD- 7007。
先鋒的早年旗艦PD-T07。
meridian的602/603,
還有幾乎所有歐洲數字音源廠家如 Rotel,Altis,Deltec,Revox,Studer等都在其旗艦系統中採用DAC-7。
進入21世紀之後,TDA1547依然鋒芒未減,目前世界上最高級的SACD唱機——馬蘭士的SA-1仍然採用DAC-7,令世人不得不對DAC-7再次側目。
迄今為止,DAC-7仍然是飛利浦最高級的比特流DAC晶元。
在飛利浦的產品手冊里,是這樣評價DAC-7的;擁有頂級性能的雙聲道數字比特流DAC晶元,
1Bit數字模擬轉換器專用,使用DAC-7可以輕而一舉獲得高保真的數字音頻再生。
DAC-7非常適合用於要求高質量的CD和DAT播放器,或者用於數字放大器和數字信號處理系統之中。這樣的評價非常中肯。
DAC-7包括TDA1547和SAA7350 ,因為過取樣和噪音整形電路製造出的大量高頻數字信號會對TDA1547中的模擬電路造成干擾和調制。
所以將配合TDA1547的三階噪音整形和24倍過取樣電路單獨設計於SAA7350之中。這也是TDA1547成功的最關鍵之處。
現在飛利浦又對SAA7350加以全面改進,將數字濾波器也集成進來,新型號定為TDA1307,仍然是專門配合TDA1547的晶元。
不過TDA1547和TDA1307合起來叫DF7。
TDA1547採用了雙極組合型金屬氧化物半導體工藝。在數字邏輯電路方面,採用最佳的時鍾頻率,可以減少數字噪音的產生。
在模擬電路方面採用雙極型晶體管,可以使運算放大器獲得較高的性能。
在電源供應方面,TDA1547費盡心機,首先是模擬電路與數字電路分開供電,
在數字電路裡面,高電平邏輯電路與低電平邏輯電路分開供電,並且都是左右聲道獨立供電。
內部總體結構方面,TDA1547採用雙單聲道設計,徹底分離,輸出也是左右聲道獨立輸出。
TDA1307可以接收16、18、20bits格式的信號,輸出音頻格式32bits。
內置接收界面,去加重濾波器,採用8倍過取樣有限脈沖響應(FIR)濾波器,3階或4階可選型噪音整形電路。
標准型晶元信噪比達致當今最高的142dB,動態范圍高達137dB。
馬蘭士的SA-1將DAC-7最完美的運用,它採用四片TDA1547和TDA1307構成全平衡電路。
模擬放大部分採用馬蘭士高級機型里大量使用的HDMA。
今天Delta-sigma 1bit非常流行,它包括兩部分電路,一部分是Delta電路,它將量化後的信號與初始信號進行比較求差,這些插值信號接下來進入Sigma電路,
此電路將這些插值信號進行誤差求和,然後與量化前的信號相迭加。然後再進行量化。
通常採用飛利浦開發的動態元素配對(DEM)量化技術,此種量化包含一個極高精度的電流源和多個1/2鏡像電流源,由於集成電路最擅長鏡像電流源電路,
所以對元器件精度的要求可以降低,提高了性價比。
量化以後的信號通過開關電容網路轉換為模擬信號。
需要指出並非所有的Delta- sigma 轉換都是單比特。Delta-sigma的優勢在於它的高性價比,從而在中低檔數字音源市場上非常流行。
即便是那些堅持採用多比特的廠家,中低價位也得採用Delta-sigma。
堅持使用Delta-sigma的恐怕非Crystal莫屬,CRYSTAL的cs4390,4396在業界也有大量使用,
其中也不乏極品如mbl1611hr,
還有發燒天書A級的Meridian 506.20 、
Meridian 508.24、 Meridian 506.24
還有國內新德克的 DAC-1 。
CS4390於1998年6月發售,是CRYSTAL第一塊Delta-sigma DAC晶元。
它是一塊完整的立體聲DAC解碼晶元,信號先進入128倍內插值電路,然後經過128倍過取樣Delta-sigma數模變化,
接著輸出模擬信號和經過調制的基準電壓, 最後進入一個超級線性的模擬低通濾波器。
其中Delta-sigma數模變換部分還沒有採用飛利浦的DEM技術。
CS4390的信噪比為115dB,動態范圍是106dB,總諧波失真加噪音為—98dB,轉換精度為24bits,對時基抖晃敏感程度較低。
其後又在CS4390的基礎上增加了音量控制,改名為CS4391。
一年以後的1999年7月,CRYSTAL推出CS4390的升級產品——CS4396,CS4396與CS4390最大區別之處就是採用了DEM技術,
CS4396也是一塊完整的立體聲DAC晶元,信號在經過內插值和Delta-sigma變換後,進入DEM程序塊,然後通過開關電容網路,最後通過模擬低通濾波器,
輸出級採用了高音質的差分電路。DEM的採用使CS4396的失真和噪音都有所降低,達到了—100dB,動態范圍也提高到120dB,
轉換精度還是24bits,最高取樣頻率升至192KHz,但是不在提供信噪比的參數。
同時推出的CS4397是在CS4396的基礎上支持外接PCM(對應DVD-AUDIO)和DSD(對應SACD)內插式濾波器。
半年多以後,CRYSTAL公司又推出CS4396的升級產品——CS43122,
與CS4396不同之處一個是採用了第二代的DEM技術,
另一個是 Delta-sigma調制器不再採用1bit而採用了5bits三階調制。
對於內插值電路也加以改進,達到了102dB的阻帶衰減性能。CS43122與CS4396的性能參數基本一樣,只有動態范圍達到了122dB,這也是目前動態范圍最高的DAC晶元。
2000年9月20日,CRYSTAL公司又推出CS4392,一款對應 DVD-AUDIO和SACD的DAC晶元,動態范圍有114dB,總諧波失真加噪音為—100dB,
但是只OEM,暫不流通銷售,每片售價僅2.8美元。
(注意CRYSTAL從頭到尾都不在提信噪比,因為它的信噪比只有CS4390 達到了115dB)
日本的NPC公司同樣以Sigma-Delta變換技術聞名於世,我們對NPC的高性能數字濾波器一定很熟,最出名的SM5842,乃是公認的極品。
同樣 SM5865則是Sigma-Delta 極品解碼晶元,雖然不為人知,但是在不久的將來,SM5865也會被公認為極品。
SM5865是今年2月份推出的,首先它是單聲道晶元,內部是真真正正的全平衡電路,信號先經過插值電路,然後進入三階多比特Sigma-Delta變換程序,
接著經過31級DEM量化,最後經過開關電容網路變為模擬信號,
SM5865的DEM量化級數極高且非常成功,從而使得量化導致的可聞頻域噪音可以完全忽略,所以最後一級的模擬低通濾波可以省掉,從而得到理想狀態的失真程度和噪音量。
SM5865是目前世界上失真最低噪音最小的DAC晶元,總諧波失真加噪音只有0.0003%,即— 110.5dB。
同時仍然做到了120dB的信噪比和117dB的動態范圍,接受數據格式在20-24bits之間,最高取樣頻率也是192KHz,從而順利登上今日DAC之王的寶座。
多比特DAC分為兩大名家,一是UltraAnalog公司,另一個就是Burr-Brown公司。
大多數人對UltraAnalog可能會比較陌生,因為它在1998年12月被Wadia收購了,從此再也沒有它的消息。但是它在DAC歷史上的地位遠非Burr-Brown可比,
使用 UltraAnalogDAC晶元有匯點(Conterpoint)的旗艦解碼器 DA-10,
寶麗音Parasound的旗艦解碼器 D/Ac-2000,
Mark Levinson的早年旗艦解碼器 NO.30和 N0.30.5
還有日本靜電耳機名廠Stax的起見解碼器 DAC-x1,
KinergetICs 的高級解碼器 kcd-55
而Manleylab、 Sonic Forntiers、Camelot、Entech、Aragon、Audio Synthesis 的旗艦解碼器都採用UltraAnalog的晶元。
基本上採用UltraAnalog晶元的解碼器都會是發燒天書的A級品。並且幾乎1998年以前所有的美國頂級解碼器都採用的是UltraAnalog的晶元。
雖然UltraAnalog的產品很好但是利潤低,因為UltraAnalog只有這一種產品,對集成電路生產廠家來說這樣根本無法維持下去,UltraAnalog 可以活到1998年就已經不錯了,
Wadia將其收購以後,沒有將UltraAnalog的技術資源吸收並轉化。同時Wadia也認為 UltraAnalog是個包袱,漸漸地UltraAnalog香消玉隕了,
今天仍有UltraAnalog的死終派如 Manleylab、 Sonic Forntiers、Camelot、Entech、Aragon、Audio Synthesis仍堅持採用UltraAnalog的晶元,
可能庫存還不少,Sonic Forntiers 還和UltraAnalog有合作關系。可能也生產UltraAnalog的晶元。
UltraAnalog公司是世界上第一家對時基抖晃加以仔細研究的廠家,同時UltraAnalog的產品時基抖晃也是世界最低,
UltraAnalog還提出一種可以大幅減少時基抖晃的數字音頻信號介面界面。
1993年 UltraAnalog還發明了非常廉價的時基抖晃分析儀。
UltraAnalog的晶元主要是D20040,我們對其知之甚少,只知道是20bits的轉換精度,內部是兩個19bits的DAC並聯而成。其他就不知道了。
相信再過10年,還有誰知道UltraAnalog?技術和商業絕對不是一會事。
Burr-Brown在今天的DAC晶元市場上份額甚大,聲譽頗隆。Burr-Brown成立於1993年,和UltraAnalog一樣是多比特的死終派,
建廠伊始推出PCM58,PCM63,也是好評如潮,但仍無法與UltraAnalog匹敵。
1995年推出PCM1702終於可以於 UltraAnalog一爭高下,直到今天採用PCM1702的高級CD機也不在少數,
Linn在2000推出的Sondek CD機採用PCM1702售價高達20000美元,發燒天書評為A級。這之後沉寂4年,
1999年2月,推出多比特DAC的終極產品PCM1704。此時UltraAnalog已經被Wadia收購,漸漸式微。Burr- Brown也被TI(德州儀器)公司收購,
依託TI的強大實力,Burr-Brown得到了良好的發展,成為今日DAC晶元市場上的龍頭老大。
PCM1702推出於1995年6月,當時市場上1bit聲譽甚隆,Burr-Brown對1bit提出挑戰,
Burr-Brown指出1bit插入取樣點的做法會導致許多高頻噪音的產生雖然這些噪音的頻率比較高,但是仍有可能對可聞頻域造成調制,
並且這些人為製造的噪音還需要噪音濾波器來消除,濾波器的加入對信噪比的衰減較大,低電平時響應也不夠好而Burr-Brown認為信噪比這個特性幾乎是最重要的特性。
多比特的唯一缺點就是過零失真,PCM1702採用了信號數值型(sign magnitude)結構完美解決了這一問題,
在1702內部互補並聯了一對DAC,並聯的好處一是提高了信噪比,二是提高了轉換精度,1702內部並聯了兩個19bits的DAC,轉換精度就是20bits。
這兩個DAC共用一個參考電壓,共用一個R-2R梯形電阻網路,梯形電阻網路的位電流源由雙平衡電流級供應,確保位電流源具備完美的跟蹤特性。
每個DAC內部都採用激光微調的鉬鉻電阻,確保高精度,兩個DAC經過精確微調確保相位一致。最終兩個 DAC的正負半周轉換完美解決了過零失真。
而傳統的R-2R形電阻數模轉換則取得了高信噪比和低失真,還有近乎理想的低電平表現和高電流輸出能力。
PCM1702的信噪比為120dB,這個數值直到現在也沒有誰能打破,在當時更使人難以想像。1702的總諧波失真加噪音為—96dB,在當時也是非常好的特性。
PCM1704推出於1999年2月,是多比特DAC的終極產品,恐怕再也不會有多比特DAC超過它,
Burr-Brown用它最擅長的電阻製造工藝製造出了達致理想精度的電阻,從而得到了世界上最高精度的多比特DAC,高達23bits。兩個並聯之後達到24bits。
至於內部結構與PCM1702基本上沒有差別。
1704的信噪比還是120dB,動態范圍112dB(K級),總諧波失真加噪音為-101dB(K級)。
至1704後到現在,Burr-Brown再也沒有推出比1704更高等級的多比特DAC,Burr-Brown也無法打破自己創造的記錄,
2001年4 月30日,Burr-Brown推出新一代的頂級DAC—PCM1738,採用了先進層次結構型DAC,Burr-Brown也知道傳統的多比特走到了盡頭。
先進層次型結構先用一個24bits,八倍取樣頻率下工作的數字內插值濾波器對數字信號進行分流,分為上6bits信號,下18bits信號。
上6bits信號進行反向互補位移型二進制解碼,轉換為62級數字信號,下18bits信號則進行三階15級Delta-sigma調制,
調制頻率是取樣頻率的64倍,最終轉換為4級數字信號,
然後兩者相加為66級數字信號,再加上1級LSB信號,總共67級數字信號,
這67級數字信號然後通過數據加權平均(DWA)程序,以減少模擬元件不配對引起的噪音,
實際上DWA就是第二代的DEM。經過DWA處理後,最後進入電流型數模轉換器,將二進制脈沖信號變為脈沖電流信號,
再由晶元外的運算放大器進行電流電壓轉換,並最終取得模擬信號。應該說這種DAC不是單比特也不是多比特,應該叫它電流脈沖型DAC。
PCM1738的信噪比和動態范圍都是117dB,總諧波失真加噪音為-108dB,應該說勝過PCM1704,但它的價格遠低於PCM1704(K級)的25美元,只要5美元。
Analog Device公司也非常擅長製作極品級的DAC晶元,象金嗓子從來都是只用Analog Device的晶元,
在DAC晶元的理論設計上,Analog Device擁有至高無上的地位,Analog Device早在1998年就發明了多比特Delta-sigma調制,
因為傳統的單比特Delta-sigma調制,導致離散到連續的邊界每步尺寸過大,從而對主時鍾的穩定程度要求極高,
例如要想在可聞頻域內達到100dB以上的信噪比,那麼主時鍾的時基抖晃不能大於10PS,可這是不可能的,所以高信噪比的取得必須放棄單比特Delta-sigma調制。
多比特Delta-sigma調制的缺點是不方便採用DWA程序,模擬元件引起的噪音無法避免,
如果採用DWA程序,那麼要求輸入信號的格式低於18bits,可是現在是24bits的天下。顯然無法接受。
Analog Device另覓蹊徑,採用了分段噪音整形技術解決了這一難題。而Burr-Brown則在一開始就將信號分流。
傳統的單比特解碼必須採用開關電容,並且大約每增加一比特的轉換精度,電容就要增加四倍,
要知道每個電容都會製造噪音,並且大電容會對配合開關電容網路的運算放大器要求更高的轉換速率,
所以採用開關電容網路的DAC晶元,高轉換精度會造成一定限度的聲音品質下降,如果設計不良,有可能越高的轉換精度聲音越差,聽感上聲音過於清麗以致聲音單薄。
Analog Device採用電流脈沖型DAC,電流型DAC的脈沖電流輸出上升與下降時間不平均,要採用一般的電壓電流轉換運算放大器會導致轉換線性下降,對時基抖晃也很敏感,
Analog Device採用雙回轉零開關電路解決了。此技術是於SONY聯合開發的,最早用於SONY的頂級ES系列。
因為電流脈沖型採用一個異常純凈的瞬間電流源,電流脈沖不會再有任何波紋,幾乎可以等同於完美的方波。音質會非常純凈。
自1999年以後,Analog Device發現音響市場萎縮,於是轉而對SHARC型通用DSP晶元的開發與研究,沒有再對DAC作進一步的研究,
盡管如此,Analog Device在1998年推出的DAC晶元AD1853,仍舊是目前最高級的DAC晶元,絲毫不比PCM1738或SM5865差,雖然這些晶元都是 2001推出的,
但無論在性能還是技術上,AD1853都不差。
並且AD1853還是世界上第一塊取樣頻率為192KHz的DAC晶元,它還是世界上對時基抖晃敏感程度最低的DAC晶元,
它的信噪比為120dB,動態范圍是117dB,總諧波失真加噪音為—107dB,和SM5865相比應該說旗鼓相當,不分高下。
對於目前新興的音頻格式的DAC晶元也應該有所了解。
DVD-AUDIO格式仍然使用PCM編碼,所以DVD-AUDIO的DAC解碼晶元與CD的解碼晶元原理相同,
只是要求更高的轉換精度和取樣頻率以及輸入格式寬度。
SACD就不同了,它在錄制的時候,將輸入的模擬信號經過Delta-sigma調制變為單比特取樣頻率為2822.4kHz的二進制數字信號,
並且這時的數字信號已經是脈沖密度調制信號(PDM),所以在進行單比特解碼時不必再加取樣點和噪音整形電路,
只要通過開關電容網路和模擬低通濾波器,就可以得到模擬信號。
所以電路非常簡單,並且在數模轉換級沒有任何數字運算電路更沒有時鍾基準產生電路,也就不會有任何數字噪音的混入,聲音的純凈度極高。
SONY的SACD機沒有採用開關電容網路,而是採用了最高等級的電流脈沖型數模轉換。
順便提一下,CD信號也是先將輸入的模擬信號經過Delta-sigma調制變為16比特取樣頻率為44.1kHz的二進制信號,然後還得經過一個數字抽選濾波器,
任何數字濾波器都會製造無法忽略的噪音,還有通頻帶內紋波和鈴振的現象,降低了聲音的純度。
SACD無論是錄制還是重放系統中都沒有一個數字濾波器,而CD不僅在錄制時還是在重放時都有,單比特系統還要再加一個內插取樣點濾波器。
音質的純度根本無法與SACD相比,SACD是現階段聲音純度最高的記錄媒體和重放系統,最接近與真實的聲音。
目前世界上有三片SACD用的DAC晶元,
一是SONY的SACD機上用的DSD1700,由Burr-Brown公司製造。
二是NPC公司的 SM5866,
三是CRYSTAL的CS4392,但沒有公開發售。
由於SACD考慮到要有現階段最優秀的聲音表現,所以一般都採用電流脈沖型數模轉換電路,
這種電路一般都用分離元件構成,故DSD1700和SM5866 內部實際上主要就是模擬低通濾波器,
嚴格地說DSD1700和SM5866不是DAC晶元,而是模擬低通濾波器晶元。
DSD設計只能用於SACD系統,它的內部主要是四組模擬低通濾波器,分別是熱端正向和反向濾波和冷端正向和反向濾波,
每組濾波器內部是8個三端無限脈沖響應濾波器。四組濾波器最終輸出雙差分電路。
DSD動態范圍是110dB,信噪比是110dB,總諧波失真是—100dB,高頻響應為100KHz(—3dB)。
NPC公司的SM5866推出於2000年9月22日,它可用於SACD和DVD-AUDIO系統。其內部資料沒有公布。
它的信噪比為120dB,總諧波失真加噪音為—109dB,高頻響應為100KHz(—1dB)。很明顯要比DSD1700高一個級別。
❼ 高通濾波器波形失真原因
看了一下,覺得有點亂。你高通濾波,截止頻率是多少你都不說,opa2228本身帶寬就不高,設計的濾波器截止頻率不能太高的。
你的波形幅值高低高低,那些是濾波後的,那些是輸入波形說清楚啊。
最好能把你的設計電路貼出來,估計你的電路是由問題的。
因為不知道你設計的高通截止頻率是多少,就你圖上的現象,大概給你分析下。
我看了下數據手冊。你的圖一很粗,你就把信號拉開點,肯定可以看到耦合在信號上的其他信號(就是你圖二看到耦合在信號上的那些小抖動),但是因為你的Vpp有3.6V,較大於這些耦合在信號里的雜訊,所以信號看起來很粗。
這也是為什麼你伍罩凳能在圖二看到這些耦合雜訊,因為你圖二本身的信號就很小(解決辦法,在運放供電悶仔兩端加上去偶電容,模擬電路大部分雜訊都是從電源耦合進來的)。
圖三,我看了腔旅下opa2228的datasheet,你這個是壓擺率不夠,opa2228在500khz的頻率下,最大輸出振幅是3.5,你正好壓線(解決辦法,換壓擺率高的運放)。
圖四,信號飽和失真並且壓擺率不夠,估計和你設計的截止頻率有關。
❽ 大神們,我要做一個模擬帶通濾波器。要求是頻率 范圍20hz到20khz,無放大倍數。該怎麼設計。
1、帶寬很清晰:20k-20=19.98kHz,也就是20kHz了,這么大的相對帶寬通常不計算中心頻率,如果要計算,有腔沒兩種:一是算術伍模納平均值碼慎,一種是幾何平均值,用幾何平均值比較合理。
2、相對帶寬小於1時,應採用帶通濾波器,像你這樣寬頻的必須用高通、低通級聯。
3、需要幾階以及哪種類型,是屬於「設計要求」,沒有什麼「最好」,必須先明確提出這些要求才能開展設計。
4、建議下載電子書《有源濾波器的快速實用設計》或《有源濾波器精確設計手冊》自己進行查找,恕不越俎代庖。