Спектр сигнала после дискретизации и ложные составляющие
Спектр сигнала после дискретизации может содержать компоненту, которой нет на той же частоте в аналоговом входном сигнале. Причиной бывает наложение частот: высокочастотное воздействие после выборки отображается в рабочей полосе измерительного канала и воспринимается как полезный процесс.
Для исследования используют генератор сигналов и осциллограф Tektronix, а также запись кодов проверяемого АЦП. Параметры генератора, чистоту сигнала, полосу наблюдения и допустимые уровни проверяют по документации. Способ выгрузки кодов и режим обработки определяются возможностями исследуемой платы.
Подготовка аналогового входа
Фиксируют частоту выборки АЦП, коэффициент усиления входного тракта и состояние фильтров. Если устройство выполняет цифровую фильтрацию или уменьшение частоты отсчётов, эти этапы учитывают отдельно. Выходной поток устройства может отличаться от исходных данных преобразователя и скрывать часть картины.
Синусоидальное воздействие подают с уровнем, исключающим ограничение входного каскада. Осциллографом контролируют сигнал до фильтра и возле входа АЦП с учётом влияния пробника. Перегрузка усилителя создаёт гармоники, которые также могут попасть в полосу после дискретизации и затруднить выводы.
Перемещение тестовой частоты
Сначала проверяют прохождение сигнала в рабочей полосе, затем последовательно изменяют частоту генератора за её пределами. Для каждой точки сохраняют входную амплитуду и спектр кодов. Частотный диапазон испытания выбирают по ожидаемым помехам и возможностям аналогового тракта, а не произвольно.
Положение подозрительной компоненты сопоставляют с частотой возбуждения и частотой выборки. Для обычной равномерной дискретизации используют разность между входной частотой и ближайшим целым кратным частоты выборки с приведением в первую зону Найквиста. Для иных режимов нужна их документированная модель.
Разделение источников искажений
Небольшое изменение частоты генератора помогает проследить движение компоненты в цифровом спектре. Если конструкция позволяет, опыт повторяют при другой частоте выборки АЦП. Закономерное перемещение линии поддерживает вывод о наложении частот, но не исключает дополнительных искажений во входном тракте.
Спектральную утечку проверяют выбором длины записи и окна обработки. Отдельно контролируют гармоники генератора и шум стенда. Осциллограф тоже выполняет дискретизацию, поэтому его настройки должны обеспечивать достоверное наблюдение тестового сигнала; иначе ложная компонента появится уже в контрольном измерении.
Оценка входного фильтра
Эффективность аналогового фильтра оценивают по ослаблению нежелательных сигналов до АЦП и их остаточному проявлению в кодах. Компоненту, уже попавшую в полезную полосу из-за наложения, нельзя надёжно отделить обычной последующей фильтрацией. В протоколе сохраняют частоты, уровни и всю цепочку обработки данных.
Для комплектации стенда указывают полосу входного тракта и предполагаемые внеполосные воздействия. Подобрать и заказать оборудование Tektronix можно через Делазию: используйте каталог оборудования и форму заявки на странице.