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非常見(jiàn)問(wèn)題..."來(lái)自ADI公司電話記錄中奇怪但真實(shí)的故事" 數(shù)字信號(hào)處理不是萬(wàn)能的(或者說(shuō)，是什么讓模擬工程師感到可笑?) 問(wèn)題：為何在數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)價(jià)格如此低廉而且功能如此強(qiáng)大時(shí)，仍推薦模擬信號(hào)處理? 回答： 因?yàn)橛行⿻r(shí)候模擬信號(hào)處理價(jià)格甚至更為低廉，而且可以完成數(shù)字信號(hào)處理不能完成的功能。模擬信號(hào)處理電路的銷(xiāo)量可以證明這種說(shuō)法。 倫敦南肯辛頓(South Kensington)科學(xué)博物館建于維多利亞女王統(tǒng)治時(shí)期。盡管它運(yùn)行良好而且很值得參觀，但它很少因?yàn)槠浠劽Ｗ罱覅⒂^了他們的計(jì)算機(jī)科學(xué)展區(qū)，不過(guò)，我大聲狂笑不止，差點(diǎn)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(gè)標(biāo)有“淘汰的模擬計(jì)算技術(shù)”的玻璃櫥窗，在其陳列物之中，放有一個(gè)AD534模擬乘法器。美國(guó)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(xiāo)售收入持續(xù)穩(wěn)定。 事實(shí)上還有大量的模擬信號(hào)處理明顯優(yōu)于數(shù)字信號(hào)處理的應(yīng)用場(chǎng)合。數(shù)字乘法器雖然簡(jiǎn)單易用而且價(jià)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(hào)向數(shù)字信號(hào)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(fù)雜程度通常會(huì)超過(guò)模擬乘法器的成本與復(fù)雜程度。另外，數(shù)字傳輸延時(shí)對(duì)于高速系統(tǒng)來(lái)說(shuō)也太長(zhǎng)。 此外，在ADC之前處理模擬信號(hào)可能更為有效，即便是需要數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)也是如此。一個(gè)典型案例是交流功率測(cè)量。如果被測(cè)信號(hào)是一種簡(jiǎn)單的50 Hz或60 Hz正弦波而且其負(fù)載為阻性負(fù)載，那么這種測(cè)量就很簡(jiǎn)單。但是如果被測(cè)信號(hào)比較復(fù)雜，負(fù)載為電抗性負(fù)載，或工作頻率較高，那么必須對(duì)負(fù)載上的電壓和電流進(jìn)行過(guò)采樣來(lái)測(cè)定其有效功率，從而增加了對(duì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(ADC和DAC)和數(shù)字信號(hào)處理器的要求。一個(gè)由負(fù)載中的電壓和電流驅(qū)動(dòng)的模擬乘法器，其輸出與瞬時(shí)功率成比例，如果對(duì)它進(jìn)行積分和采樣可能會(huì)很慢。 即便我們只對(duì)復(fù)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(jì)算——比過(guò)采樣數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)快100倍。 當(dāng)然，ADC最高分辨率的動(dòng)態(tài)范圍低于模擬對(duì)數(shù)放大器20或30 dB。因此仍有許多其它的模擬信號(hào)處理在成本和性能方面明顯超越數(shù)字信號(hào)處理的應(yīng)用案例。 |
