DSP濾波器用于擴展數字化儀器的性能(06-100)

　　泰克公司長期領導數字示波器的發展，在運用DSP技術方面同樣成績突出，它的高檔數字濾波器TDS6000系列采用任意FIR濾波器來補償通常和禁帶的頻響特性。它的任意FIR濾波器的濾波系數是根據校準數據計算出來的，因而能夠對每臺示波器的各個通道的電壓量程作準確補償，保證某一型號的數字示波器具有規范化的頻響特性。用戶可使用不同型號的數字示波器獲得同樣的測量結果，保證測量重復性和一致性。另外，在擴展DSP帶寬的同時，保持擴展帶所帶來的噪聲在適度范圍內，泰克公司認為它的模擬前端電路具有較低的背境噪聲，能夠比競爭對手的高檔數字示波器提供更高的DSP帶寬，例如TDS6154C的模擬帶寬是12 GHz，DSP帶寬擴展到15 GHz，相應上升時間從35ps提高到28ps。而且TDS6000系列都提供250MHz和20MHz 兩種頻率限制DSP的濾波器。

　　在波形重建和降低數字信號的瞬變失真方面，TDS6000系列的DSP濾波器應用亦有特點。TDS6124C和TDS6154C的最高實時取樣率是40GS/s(25ps/點)，借助sinx/x函數的內插濾波器使時間分辨率增加到2000GS/s(0.5ps/點)，等效于取樣率擴大250倍。還有，如果DSP濾波器在通帶和禁帶的濾波響應不準確，則在數字信號的瞬態過程出現預沖和過沖，并伴隨有衰減振蕩，這種現象稱為吉布斯(Gibbs)效應。TDS6154C除了擴展DSP帶寬至15 GHz，還要補償相位的線性度，達到線性相移12.1度/ GHz，相當群延時33.5ps。此時，吉布斯效應減至最小，瞬態過程的波形失真被限制在±5%以內。

　　眾所周知，第一代數字信號處理器的貢獻是促進有線電話系統數字化，開創寬帶數字網絡，以及催生移動電話。第二代數字信號處理器推動消費電子，誕生了數字電視，高清晰度電視，數碼相機，以及串流多媒體。數字信號處理器在數字化測量儀器中的應用亦隨著增加，DSP濾波器取得的成果令人注目，今后必將出現更多的DSP在測量儀器中的應用成果。(李儀)