¿Cuáles son algunas aplicaciones del procesamiento de señales analógicas? ¿Hay algunas aplicaciones que no pueden tolerar errores de cuantificación?

Answer 1

El error de cuantización es similar al ruido, que también sufren los circuitos analógicos.

La principal ventaja de lo analógico es la potencia y la velocidad (menos potencia, más velocidad) y menos área de silicio (más barato). Lo digital gana cuando los algoritmos se vuelven demasiado complejos para implementarse en analógico, o el ruido se acumula de manera negativa. Los ADC absorben mucho silicio.

En estos días, en el proceso de vanguardia, la capacidad de hacer circuitos analógicos de la forma en que se han hecho (desde los primeros circuitos integrados) es casi imposible, muchos diseñadores de circuitos integrados analógicos están atascados en ~ 180 nm, por lo que se utilizan enfoques híbridos con señal analógica ” caminos “combinados con sintonización digital – ver 22FDX®.

Desafortunadamente, no muchas personas tienen las habilidades para hacer circuitos híbridos: debe conocer las técnicas del diseño analógico a nivel de placa donde los dispositivos no suelen coincidir con las técnicas de nivel IC y los circuitos digitales, y tolerar herramientas que no hacen bien la señal mixta (no desea hacer las piezas digitales en simulación analógica para el diseño).

Answer 2

Si. Hasta donde yo sé, hay al menos tres razones para usar el procesamiento de señales analógicas.

1. Como dijiste, a veces hay un error de cuantificación en el camino. El caso más común es el cancerador de eco. Los ecos pueden ser mucho, mucho más fuertes que la señal recibida (de 80 a 100 dB). Debemos eliminar al menos algunos de ellos antes de ADC, de lo contrario, el rango dinámico requerido no es práctico. Puede ver un ejemplo en este documento técnico : http://web.stanford.edu/~skatti/ …

2. Las distorsiones se crean en el dominio analógico y no se pueden modelar fácilmente en el dominio digital. Esta es también una razón para el cancelador de eco analógico, como se discutió anteriormente. Ese documento también abordó este tema.

3. Es costoso tener múltiples cadenas ADC. Si podemos combinar señales en un dominio análogo, sería más barato. Esto se aplica a algunos sistemas de formación de haces (transmisión o recepción), donde una cadena digital alimenta a múltiples antenas, cada una con ganancia independiente y control de fase.

Answer 3

La exageración sobre el procesamiento de señal digital es que es muy fácil de hacer. piensas prácticamente lo difícil que es realizar una convolución incluso matemáticamente. en digital? solo multiplicación matricial !! pero usted paga el precio en términos de ruido de cuantización como usted indicó. y sí, hay algunas aplicaciones que no pueden tolerarlos. pero para esas aplicaciones, simplemente usa #bits más altos (cuantización extra fina). desde entonces, hay algunos lugares donde no puede descuidar el procesamiento analógico. me gusta:-

• frente de una antena

• aquí no puede muestrear y cuantificar directamente la señal, ya que es muy débil. El ruido es demasiado alto. así que el primer ruido se separará. Las cortadoras analógicas son útiles.

¿Cómo se puede enviar la señal digital? ¿puedes? no, no puedes primero necesitas convertir a analógico. y el hecho más glamoroso acerca de la señal analógica es que es una banda muy estrecha que la señal digital equivalente. entonces sus filtros, convolutores, correlacionadores son de banda estrecha. ¿No es fácil diseñar? y una vez que esté en dominio analógico (para transmisión), solo necesita procesamiento analógico. AM, FM todavía están en uso como técnicas de modulación.

así que no se trata solo del error de cuantización. eso se puede superar cortando la señal muy minuciosamente. pero por la razón indicada anteriormente, necesita procesamiento analógico. También puede pensar en muchos otros módulos donde se requiere analógico. como EMI / EMC, ECM, ECCM, etc.

Espero que hayas recibido tu respuesta.

gracias.

Answer 4

Las computadoras analógicas tienen bloques de procesamiento básicos con operaciones matemáticas básicas como sumar, restar, multiplicar, dividir, logaritmos, diferenciadores exponenciales, integradores, etc. Las entradas provienen de generadores de señales y
Las condiciones iniciales y los coeficientes podrían establecerse con potenciómetros de precisión de 10 vueltas con diales vernier.

Se usaron ampliamente en los años 60 y 70 cuando el procesamiento digital estaba en su infancia y sufría límites de velocidad y digitalización.
Las computadoras analógicas presentaron:
resolución ilimitada, sin desbordamiento, redondeo o errores de truncamiento
procesamiento paralelo ya que cada operación se realizó de forma independiente por un bloque
velocidad en tiempo real

Finalmente, los procesadores digitales y los A / D aumentaron la precisión, la velocidad, el paralelismo y los algoritmos, por lo que las computadoras analógicas son bastante obsoletas.

Pero cuando se usaron, hicieron cosas que involucraron una gran cantidad de cálculo, como el objetivo de artillería, simulaciones mecánicas y térmicas,

Answer 5

Para agregar a Feng Ouyang una gran respuesta (votarlo)

# 4 Analógico a menudo puede ser de menor potencia.

Por ejemplo, el ecualizador en un audífono está diseñado para usar muy poca batería: a menudo es mejor hacer un ecualizador analógico que ADC => DSP => cadena DAC

Hay algunos circuitos de potencia ultra baja que operan en una región sub-lineal y pueden hacer cosas extrañas / sorprendentes con nanoamplificadores.

Una startup del Reino Unido haciendo cosas aquí es Inicio | Toumaz Group (el material médico, no el DAB)

# 5 Analog puede ser mayor ancho de banda.
Bueno, casi siempre 😉

Pero estoy pensando en cancelar la distorsión en los amplificadores de potencia de RF. Una forma de hacerlo es con ecualizadores analógicos de banda ancha, pero con un bucle de control basado en DSP (más lento)