前不久一位老朋友寫信問我如何提取一個低頻模擬信號(不到50KHz)上的調制信息,他用了各種低噪聲放大、濾波等等辦法,系統搞得非常復雜,穩定性依然很差,手下的工程師對模擬電路也不擅長(估計90%的工程師都是稀里糊涂的)。
我粗略估算了一下,問他有沒有想過用一個高分辨率的ADC(14位的精度的ADC應該就夠了,價格也不貴)去量化到數字域,再通過數字信號處理提取所需要的信息呢?這樣不僅系統大大簡化,成本降低,更重要的是省去了工程師頭疼的模擬鏈路的設計、調試、電源,一致性、穩定性都會大幅提升,而且將信號量化到數字域,可以通過算法提取出更多有價值的信息。
他問,可行么?我說當然,想想通信,尤其是無線通信領域從20年前就開始采用直接中頻采樣、全數字解調、軟件無線電(SDR)等技術,系統也高度集成、可靠,處理的信號無論從頻帶、功率的動態范圍、背景的干擾都要比我們傳統的測量領域要復雜得多。
最簡單的就是隨便看一個傳感器的內部結構,幾乎都在內部采用了ADC,量化后將數據通過I2C或SPI送到MCU通過算法進行信息提取。
他問了我一個問題,為什么他們的這個行業都還是用傳統的模擬方式呢?
這倒是引起了我的思考,尤其是在我們的技術交流群里看到一些工程師朋友的聊天,更是讓我覺得這個現象之普遍 - 太多的傳統企業的工程師固守在他們的領域,就像瑞士的鐘表師傅一樣精益求精地打磨他們自己的產品,可他們不知道這個世界上有更便宜、更精準的電子表。
ADC/DAC就像連接模擬世界和數字世界的一座橋梁,生活在模擬世界和數字世界的是兩波人群 - 你調你的模擬信號放大器、濾波器,我編我的MCU程序、寫FPGA的Verilog代碼;你用Spice仿真頻響曲線,我用ModelSim驗證我數字邏輯的時序,彼此相安無事。做模擬的覺得玩嵌入式、fpga的深不可測,玩數字的、寫MCU代碼的認為模擬電路太玄妙,根本就不可能搞懂,互相崇拜者,你在這頭、我在那岸,相望于電子產品的江湖。
我國的硬件民工除了在逆向工程、山寨產品方面具有讓全世界人民口服心服的功力之外,我們太缺乏能夠站在系統層面、進行舉一反三創新應用的人才;我們的傳統企業固守著靠喝酒、xx鞏固下來的客戶關系,很少愿意冒險去嘗試用另外一種方式來創新。
當然,還有應試教育、語言、大環境等等等因素。。。
扯遠了,還回來,我們下面的幾篇文章就談談橫跨在這兩個世界之間的橋梁 - ADC和DAC,目的是讓我們兩個世界的人增加對彼此的了解,開闊一下視野,從而能夠更多地從系統層面優化自己的產品設計。
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原文標題:ADC/DAC ——連接模擬、數字世界的橋,多數工程師被橋隔開
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