DSP濾波器用于擴(kuò)展數(shù)字化儀器的性能(06-100)

　　泰克公司長(zhǎng)期領(lǐng)導(dǎo)數(shù)字示波器的發(fā)展，在運(yùn)用DSP技術(shù)方面同樣成績(jī)突出，它的高檔數(shù)字濾波器TDS6000系列采用任意FIR濾波器來(lái)補(bǔ)償通常和禁帶的頻響特性。它的任意FIR濾波器的濾波系數(shù)是根據(jù)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)的，因而能夠?qū)γ颗_(tái)示波器的各個(gè)通道的電壓量程作準(zhǔn)確補(bǔ)償，保證某一型號(hào)的數(shù)字示波器具有規(guī)范化的頻響特性。用戶可使用不同型號(hào)的數(shù)字示波器獲得同樣的測(cè)量結(jié)果，保證測(cè)量重復(fù)性和一致性。另外，在擴(kuò)展DSP帶寬的同時(shí)，保持?jǐn)U展帶所帶來(lái)的噪聲在適度范圍內(nèi)，泰克公司認(rèn)為它的模擬前端電路具有較低的背境噪聲，能夠比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的高檔數(shù)字示波器提供更高的DSP帶寬，例如TDS6154C的模擬帶寬是12 GHz，DSP帶寬擴(kuò)展到15 GHz，相應(yīng)上升時(shí)間從35ps提高到28ps。而且TDS6000系列都提供250MHz和20MHz 兩種頻率限制DSP的濾波器。

　　在波形重建和降低數(shù)字信號(hào)的瞬變失真方面，TDS6000系列的DSP濾波器應(yīng)用亦有特點(diǎn)。TDS6124C和TDS6154C的最高實(shí)時(shí)取樣率是40GS/s(25ps/點(diǎn))，借助sinx/x函數(shù)的內(nèi)插濾波器使時(shí)間分辨率增加到2000GS/s(0.5ps/點(diǎn))，等效于取樣率擴(kuò)大250倍。還有，如果DSP濾波器在通帶和禁帶的濾波響應(yīng)不準(zhǔn)確，則在數(shù)字信號(hào)的瞬態(tài)過(guò)程出現(xiàn)預(yù)沖和過(guò)沖，并伴隨有衰減振蕩，這種現(xiàn)象稱為吉布斯(Gibbs)效應(yīng)。TDS6154C除了擴(kuò)展DSP帶寬至15 GHz，還要補(bǔ)償相位的線性度，達(dá)到線性相移12.1度/ GHz，相當(dāng)群延時(shí)33.5ps。此時(shí)，吉布斯效應(yīng)減至最小，瞬態(tài)過(guò)程的波形失真被限制在±5%以內(nèi)。

　　眾所周知，第一代數(shù)字信號(hào)處理器的貢獻(xiàn)是促進(jìn)有線電話系統(tǒng)數(shù)字化，開創(chuàng)寬帶數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，以及催生移動(dòng)電話。第二代數(shù)字信號(hào)處理器推動(dòng)消費(fèi)電子，誕生了數(shù)字電視，高清晰度電視，數(shù)碼相機(jī)，以及串流多媒體。數(shù)字信號(hào)處理器在數(shù)字化測(cè)量?jī)x器中的應(yīng)用亦隨著增加，DSP濾波器取得的成果令人注目，今后必將出現(xiàn)更多的DSP在測(cè)量?jī)x器中的應(yīng)用成果。(李儀)