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非常見問題..."來自ADI公司電話記錄中奇怪但真實的故事" 數(shù)字信號處理不是萬能的(或者說，是什么讓模擬工程師感到可笑?) 問題：為何在數(shù)字信號處理系統(tǒng)價格如此低廉而且功能如此強大時，仍推薦模擬信號處理? 回答： 因為有些時候模擬信號處理價格甚至更為低廉，而且可以完成數(shù)字信號處理不能完成的功能。模擬信號處理電路的銷量可以證明這種說法。 倫敦南肯辛頓(South Kensington)科學博物館建于維多利亞女王統(tǒng)治時期。盡管它運行良好而且很值得參觀，但它很少因為其滑稽而聞名。最近我參觀了他們的計算機科學展區(qū)，不過，我大聲狂笑不止，差點因這種妨礙治安的行為而被拘禁。引起我失態(tài)的原因是一個標有“淘汰的模擬計算技術(shù)”的玻璃櫥窗，在其陳列物之中，放有一個AD534模擬乘法器。美國模擬器件公司(ADI)生產(chǎn)此器件已經(jīng)有30多年歷史了，而且它的銷售收入持續(xù)穩(wěn)定。 事實上還有大量的模擬信號處理明顯優(yōu)于數(shù)字信號處理的應用場合。數(shù)字乘法器雖然簡單易用而且價格低廉，但是如果原始數(shù)據(jù)和所需要的輸出均為模擬形式，那么完成從模擬信號向數(shù)字信號轉(zhuǎn)換所需要的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)的成本及其復雜程度通常會超過模擬乘法器的成本與復雜程度。另外，數(shù)字傳輸延時對于高速系統(tǒng)來說也太長。 此外，在ADC之前處理模擬信號可能更為有效，即便是需要數(shù)字數(shù)據(jù)時也是如此。一個典型案例是交流功率測量。如果被測信號是一種簡單的50 Hz或60 Hz正弦波而且其負載為阻性負載，那么這種測量就很簡單。但是如果被測信號比較復雜，負載為電抗性負載，或工作頻率較高，那么必須對負載上的電壓和電流進行過采樣來測定其有效功率，從而增加了對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(ADC和DAC)和數(shù)字信號處理器的要求。一個由負載中的電壓和電流驅(qū)動的模擬乘法器，其輸出與瞬時功率成比例，如果對它進行積分和采樣可能會很慢。 即便我們只對復雜波形的均方根值(RMS)電壓感興趣，模擬RMS以幾吉赫(GHz)工作頻率計算——比過采樣數(shù)字信號處理系統(tǒng)快100倍。 當然，ADC最高分辨率的動態(tài)范圍低于模擬對數(shù)放大器20或30 dB。因此仍有許多其它的模擬信號處理在成本和性能方面明顯超越數(shù)字信號處理的應用案例。 |
