Dataforth工程师克服了混叠“gremlin”

电磁干扰(EMI)、噪声、接地、精度、分辨率、老化、漂移、隔离和噪声电源会在应用中造成问题。一个微妙的小妖精往往不被注意，但可以潜伏在背景几个月。被称为混叠，它可以隐藏在孤立的信号调理模块和任何有模数转换器的地方。

Dataforth隔离信号调理模块(scm)的一个关键特性是模块上的输入抗混叠滤波器，可以消除可能导致混叠的异常频率。

"别名"定义为"别名或"别名"Dataforth说，正是从这个概念，另一个词或名字可以用来识别给定的主题，“别名”一词被用于数据转换、处理和翻译。

因为提供隔离的scm通常使用某种形式的模拟采样转换过程来跨越隔离屏障移动模拟信息，所以系统工程师仔细检查应用程序以确定是否会发生混叠是很重要的。Dataforth工程师非常熟悉别名gremlin，并采取预防措施来防止它在他们的隔离scm中出现。尽管Dataforth不能防止用户传感器信号中出现不良频率，但公司设计工程师已经定制了采样频率和重建过程，以避免混叠，确保SCMs在指定的频率范围内工作。

数字沉浸:随着数字世界沉浸感的增加，用于过程通信和控制的真实世界信息参数(温度、电压、电流、速度、流量、压力、距离)本质上是模拟的。处理信息主要是通过数字信号处理技术实现的。微电子技术使数字处理能力扩展到传感器所在的领域;该公司表示，预处理可以在主计算机或个人电脑之外完成。

将模拟数据转换为数字数据需要以特定的速率对信号进行采样，称为采样频率。这个转换过程的结果是一个新的函数，即频谱中所有频率分量的原信号时间函数。该过程的傅里叶变换数学表明，变换后的频谱由信号频谱加上被采样频率的所有谐波移位的频谱组成。

混叠:如果(a)原始模拟信号在转换过程中以至少两倍于模拟信号中所含的最高频率分量进行采样，并且(b)如果重建过程仅限于原始信号的最高频率，则重建信号准确地复制原始模拟信号。如果(a)或(b)失败，则该过程可能导致混叠。

Dataforth的一个例子:考虑一个由两个正弦波组成的时间函数信号，一个为25Hz，另一个预计为180Hz。此采样过程使用400Hz的采样频率，重构过程的带宽限制为200Hz。在转换中出现的唯一频率成分是25Hz和180Hz。现在，如果原始信号的最高频率不是预期的180Hz，而是213Hz呢?这种情况导致重构信号由25Hz和187Hz(400-213)组成。213Hz信号组件在输出中显示为187Hz组件-并且混叠gremlin已经到达(187Hz“alias”213Hz)。这个例子不是很实际，因为采样频率通常要高得多，但它仍然说明了与采样过程相关的混叠现象。

要下载基本的初学者MATLAB程序文件和交互式Excel电子表格，以实验不同类型的信号和采样频率的影响，请转到:dataforth.com/catalog/software/FFT8.zip

您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?你应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得你和你的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。