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[原创] Sigma-Delta ADC调制器的一些仿真和作图参考

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发表于 2023-3-21 10:11:26 | 显示全部楼层 |阅读模式

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1.ADC的THD测试
音频THD的一些理解

       总谐波失真是指用信号源输入系统到时,输出信号比输入信号多出的额外谐波成分。功放工作时,由于电路不可避免的振荡或其他谐振产生的二次、三次谐波与实际输入信号叠加,在输出端输出的信号就不单纯是与输入信号完全相同的成分, 而是包括了谐波成分的信号,这些多余出来的谐波分量的均方根值与实际输入信号(基波)RMS值的比,用百分比来表示就称为总谐波失真。总谐波失真是系统不是完全线性造成的,谐波失真的本质是相对于输入信号产生了新的频率成分导致的。总谐波失真与频率有关,一般说来,1000Hz频率处的总谐波失真最小,因此不少产品均以该频率的失真作为它的指标。对于音频系统总谐波失真在1%以下时,一般耳朵分辨不出来,超过10%就可以明显听出失真的成分。一些产品说明书的总谐波失真表示为THD<0.5%,1W,这样看来总谐波失真较小,但只是在输出功率为1W的总谐波失真,这与标准要求的测量条件下得到的总谐波失真是不同的。

       THD+N用相对于信号电平的方法表示的,国内标准用百分比表示,即THD+N占基波能量的百分比,国外一些音频设备用两个绝对的分贝数值表示,如THD+N: < -110dBFS(-30dBFS),其表达的意思是当输入-30dBFS时,THD+N小于-110dBFS,也就是THD+N比基波信号至少低80dB, 根据分贝的定义,换算百分比如下:20lgA = -110-(-30) = -80 ⇒ A = 0.0001,也就是输入-30dBFS, THD+N小于-110dBFS,即THD+N是基波的0.0001倍, THD+N = 0.01%。

      当用纯正弦波信号激励被测设备时,从输出信号的频谱上看,除了有反映输入信号的基波外,还有基于基波频率的2次,3次,4次等高次谐波的能量,这些高次谐波在输入信号中是没有的,而是由于音频设备中电子元器件的非线性引起的,这些新的频率分量导致输出信号的波形产生了畸变,对音质产生了影响。THD = (高次谐波的均方根值/基波)x 100% 。

      由于音频设备始终存在噪声,采用各种方法只能减小而无法根本消除。如果某台音频设备的总谐波失真满足国家/行业标准,但噪声较大,信噪比不达标,其技术指标仍然不能达到要求,因此仅用总谐波失真是不够的,还应考虑噪声的影响因素。目前最常用的失真测量方法是总谐波失真加噪声(Total Hormonic Distorion + Noise,THD+N)。THD+N技术是极为吸引人的,低的THD+N测量结果不仅说明谐波失真低,而且也说明电源噪声,干扰信号,以及宽带白噪声也是比测量值低(或等于测量值),所以THD+N比任何其他的失真测量技术更能说明问题,它只用一个数据就能说明设备是否存在大的问题。在音频设备中,除了电子元器件的非线性导致的谐波失真,还有器件的噪声造成的影响,通常用THD+N表示,它是音频设备的一个重要性能指标。从输出信号的频谱上分析,除了基波及各次谐波外,还有噪声的影响。音频设备噪声是随机噪声,通常用宽带白噪声表示。



1.1 simulink 的powergui模块
1.2 simulink 的THD模块

2.做图(将多个图合并)
       点击图片的白色箭头,点击图像数据复制,对第二张图片进行同样操作,复制更改为粘贴。

powergui1.png
powergui2.png
scope.png
THD.png
图合并.jpg
发表于 2023-3-21 14:56:17 | 显示全部楼层
不明觉厉
发表于 2023-3-22 14:45:00 | 显示全部楼层
牛啊,谢谢大佬!
发表于 2023-9-10 16:00:29 来自手机 | 显示全部楼层
感谢楼主的分享
发表于 2024-3-26 16:52:24 | 显示全部楼层
cy加bd
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