这里有一篇192l用于信号发生器的文章, Trd你看看文章里说的192L的噪声是不是真的那样。
声卡输出波形分析
下面采用界面缺省参数输出信号,即信号周期为29.5kHz,上升段时间为15ms,平稳段时间为70ms,下降段时间为15ms,周期为1s,也可以推算出每周期有900ms是没有信号输出。对信号的采样波形如图2所示,经过仪器分析,时间误差可达到小于0.1ms。
对周期信号的傅立叶频谱分析如图3所示,信号的能量主要集中在29.5kHz的窄带范围内,是符合设计要求的。
信号的信噪比分析:通过对输出0伏值段分析即可判断信号信噪比和噪音信号类型,从而找出消除噪音的方法。对噪音波形进行局部放大,可看出此噪音为频率大于1M的锯齿波,波形如图4所示(这个论坛不能贴图吗?)。
声卡输出噪音分析
Waveterminal 192L声卡的输出信号峰峰值为6V,而噪音信号的峰峰值为40mV,因而信噪比为20log(6000/40)=43.5dB,当数据宽度为8位时,D/A精度为1位;数据宽度为16位时,D/A精度为9位;数据宽度为24位时,D/A精度为17位。而Waveterminal 192L声卡的信噪比为104位,因此,噪音信号主要为电脑本身、电脑辐射和环境噪音。电脑本身的噪音主要来自于主机电源,声卡的电源信号取自计算机主板,因此主机电源的噪音会引入声卡。另外,接收T型波的设备,如被检验设备和示波器等,往往就放在主机旁边,主机的高频辐射会通过机箱缝隙而形成噪音。环境噪音是最容易被忽视的一个部分,因为这是一个频率仅有50赫兹的噪音分量,对于低频输出信号会有很大的影响。
降低噪音的解决方法
a. 通过消除噪声源来减小噪音分量
通过上述分析可知,噪音源主要来自于电脑本身、电脑辐射和环境噪音。选择信噪比较高的主机电源将会对消除噪音源起到重要作用。另外,测试设备再利用信号源时应尽量与主机保持1米以外的距离,以减少电磁辐射对设备的影响。对于环境噪音,当信号频率与50赫兹相差很大时可以忽略环境噪音对设备的影响,但当信号频率接近50赫兹时,应对被检测设备采取适当的屏蔽措施。
b. 采用滤波消除声卡输出的噪音
经实验测定,声卡输出的噪音大于1MHz,因此对于29.5kHz的T形波来说,通过滤波可以轻易地将噪音滤掉,同时还应考虑到环境噪音的影响,因此使用带通滤波器会得到更好的效果。当然,是否采取措施减小噪音,还应根据试验的要求决定,对于要求特别严格的信号源来说,靠MATLAB和声卡也是难以实现的。
本文小结
采用MATLAB和声卡来实现信号源,使设计者能快速实现多种方案,对信号源进行采集、分析和处理都带来了极大的方便。MATLAB有丰富的数据处理函数,可提供任意形式的数据源,同时也有很多音频处理函数支持声卡的运行。MATLAB强大的图形可视化功能可以做出友好的操作界面。使用这种方法实现信号源的不足是受采样频率的限制、噪音的影响较大,因此实际应用时还需使用专门的滤波仪器对输出信号进行处理。所以,用这种方案实现信号源,更适合与对输出信号质量要求不是很高,又需要在很短时间内得到一种或多种信号源的技术人员。
参考文献:
【1】 Shi Xiaohong, Zhou Jia, master GUI graph interface, Peking univ. press,2003.
【2】 Xue Dingyu, Chen Yangquan, System Simulation technology and application based on MATLAB/simulink, Tsinghua press, 2002.
【3】 Fan Yingle, Yang Shengtian, Li Tie, simulink application in detail of MATLAB, people's post-electronics press,2001.
【4】 James R.Armstrong F.Gail Gray,VHDL Design representation and Synthesis(Second Edition),China Machine Press,2002.
【5】 Hou Boting, Gu Xin,VHDL program and digital logic electronics design, XiAn electeonics science institute,1997.
作者:孙亚光,目前工作于北京九州恒润科技有限公司,主要从事FPGA和MATLAB仿真系统设计,应用于航空、航天和射频领域。
Email: SYGBJ@yahoo.com.cn