一种使用Python来分析混合模式信号链中噪声的简单方法

发布时间：2023-2-13 17:47 发布者：eechina

作者：ADI系统设计/架构工程师Mark Thoren和ADI SW系统设计工程师Cristina Șuteu

摘要

涉及对真实世界进行敏感测量的应用都是从准确、精密的低噪声信号链开始。现代高度集成的数据采集器件通常可以直接连接到传感器输出，在单个硅器件上执行模拟信号调理、数字化和数字滤波，这极大地简化了系统电子组成。但是，要使这些现代器件发挥出色性能，并对它们进行调试，仍然需要深入了解信号链的噪声源和噪声限制滤波器。

简介

混合模式信号链无处不在。简单地说，任何将真实世界的信号转换为电子表示（然后数字化）的系统都可以被归类为混合模式信号链。在信号链的每个点上，信号都以各种方式降级，从特征来看，可能是出现一定程度的失真，或是出现相加噪声。在进入数字领域之后，对数字化数据的处理也不是完美的，但至少，实际上可以不受许多影响模拟信号的因素的影响——部件公差、温度漂移、邻近信号的干扰或电源电压变化。

随着行业不断扩展物理限制，有一点是肯定的：仪器仪表的模拟和混合信号部件始终存在可改进的空间。如果市场上出现的模数转换器(ADC)或数模转换器(DAC)在速度、噪音、功率、精度或价格方面都表现出色，制造商会很乐意用其来解决现有问题，然后要求进行更多改进。但是，为了给客户应用提供最佳的采集系统，就必须了解每种部件的限制，然后做出相应选择。

本教程ADI将侧重介绍单个信号链元件的噪声，（可视作转换器连接教程的续篇1,2），并使用Python/SciPy3和LTspice®来模拟这些噪声。然后，使用Python，通过libm2k和Linux®工业输入输出(IIO)框架来驱动ADALM2000多功能测试仪器来验证模拟结果。关于源代码和更多讨论，请参见配套的主动学习实验室练习。

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