前不久一位老朋友寫(xiě)信問(wèn)我如何提取一個(gè)低頻模擬信號(hào)(不到50KHz)上的調(diào)制信息,他用了各種低噪聲放大、濾波等等辦法,系統(tǒng)搞得非常復(fù)雜,穩(wěn)定性依然很差,手下的工程師對(duì)模擬電路也不擅長(zhǎng)(估計(jì)90%的工程師都是稀里糊涂的)。
我粗略估算了一下,問(wèn)他有沒(méi)有想過(guò)用一個(gè)高分辨率的ADC(14位的精度的ADC應(yīng)該就夠了,價(jià)格也不貴)去量化到數(shù)字域,再通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理提取所需要的信息呢?這樣不僅系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化,成本降低,更重要的是省去了工程師頭疼的模擬鏈路的設(shè)計(jì)、調(diào)試、電源,一致性、穩(wěn)定性都會(huì)大幅提升,而且將信號(hào)量化到數(shù)字域,可以通過(guò)算法提取出更多有價(jià)值的信息。
他問(wèn),可行么?我說(shuō)當(dāng)然,想想通信,尤其是無(wú)線通信領(lǐng)域從20年前就開(kāi)始采用直接中頻采樣、全數(shù)字解調(diào)、軟件無(wú)線電(SDR)等技術(shù),系統(tǒng)也高度集成、可靠,處理的信號(hào)無(wú)論從頻帶、功率的動(dòng)態(tài)范圍、背景的干擾都要比我們傳統(tǒng)的測(cè)量領(lǐng)域要復(fù)雜得多。
最簡(jiǎn)單的就是隨便看一個(gè)傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu),幾乎都在內(nèi)部采用了ADC,量化后將數(shù)據(jù)通過(guò)I2C或SPI送到MCU通過(guò)算法進(jìn)行信息提取。
他問(wèn)了我一個(gè)問(wèn)題,為什么他們的這個(gè)行業(yè)都還是用傳統(tǒng)的模擬方式呢?
這倒是引起了我的思考,尤其是在我們的技術(shù)交流群里看到一些工程師朋友的聊天,更是讓我覺(jué)得這個(gè)現(xiàn)象之普遍 - 太多的傳統(tǒng)企業(yè)的工程師固守在他們的領(lǐng)域,就像瑞士的鐘表師傅一樣精益求精地打磨他們自己的產(chǎn)品,可他們不知道這個(gè)世界上有更便宜、更精準(zhǔn)的電子表。
ADC/DAC就像連接模擬世界和數(shù)字世界的一座橋梁,生活在模擬世界和數(shù)字世界的是兩波人群 - 你調(diào)你的模擬信號(hào)放大器、濾波器,我編我的MCU程序、寫(xiě)FPGA的Verilog代碼;你用Spice仿真頻響曲線,我用ModelSim驗(yàn)證我數(shù)字邏輯的時(shí)序,彼此相安無(wú)事。做模擬的覺(jué)得玩嵌入式、fpga的深不可測(cè),玩數(shù)字的、寫(xiě)MCU代碼的認(rèn)為模擬電路太玄妙,根本就不可能搞懂,互相崇拜者,你在這頭、我在那岸,相望于電子產(chǎn)品的江湖。
我國(guó)的硬件民工除了在逆向工程、山寨產(chǎn)品方面具有讓全世界人民口服心服的功力之外,我們太缺乏能夠站在系統(tǒng)層面、進(jìn)行舉一反三創(chuàng)新應(yīng)用的人才;我們的傳統(tǒng)企業(yè)固守著靠喝酒、xx鞏固下來(lái)的客戶關(guān)系,很少愿意冒險(xiǎn)去嘗試用另外一種方式來(lái)創(chuàng)新。
當(dāng)然,還有應(yīng)試教育、語(yǔ)言、大環(huán)境等等等因素。。。
扯遠(yuǎn)了,還回來(lái),我們下面的幾篇文章就談?wù)剻M跨在這兩個(gè)世界之間的橋梁 - ADC和DAC,目的是讓我們兩個(gè)世界的人增加對(duì)彼此的了解,開(kāi)闊一下視野,從而能夠更多地從系統(tǒng)層面優(yōu)化自己的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。
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數(shù)字信號(hào)處理
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模擬信號(hào)
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原文標(biāo)題:ADC/DAC ——連接模擬、數(shù)字世界的橋,多數(shù)工程師被橋隔開(kāi)
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