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[参考译文] ADS1283:FIR 设计

Guru**** 2502205 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1283

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/903339/ads1283-fir-design

器件型号:ADS1283

尊敬的支持团队:

我们购买了使用 ADS1283的地震采集系统、我对 FIR 阶段在数据中应用的相位延迟感到惊讶。

在表9中详述的第3节和第4节(线性相位)中、如果系数数组末尾添加了一些零(section3上2个、section4上1个)、则详细的 FIR 将具有对称形状。 它不会对振幅产生任何影响,但会影响相位延迟,这与理论(PHASE_DELAY =(N-1)/2样本)不再对应。 这就是为什么我的系统受到这个额外相位延迟的影响。 您为什么这样设计? 是否有实际原因? 从我的角度来看、它除了更多的相移之外、什么都没有。

我还注意到系数、除最后一个部分外的所有部分都不过滤奈奎斯特频率以下的所有频率。 在我看来、这对奈奎斯特定理来说是一个巨大的转变。 那么、我的第二个问题几乎是一样的:设计滤波器的方法是否有充分的理由?

I 包含在第1节的 FFT 图下方(抽取因子2、因此滤波器应低于0.25)

非常感谢您的支持。

最大

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    尊敬的 Max:

    欢迎访问 TI E2E 论坛!

    我已向我们的设计团队发送请求、询问附加零系数对整体相位延迟的原因。 我将在听到他们的反馈后提供更新。

    关于数字滤波器的其他两个评论/问题:

    • 对于线性相位 FIR 滤波器、添加的零点不应影响相位线性;但是、如您所述、添加的零点将会增加总相移。

    • 关于最后一个滤波器部分、预期小通带纹波当您说该滤波器不会过滤奈奎斯特以下的所有频率时、我不确定您的意思...当我绘制第四个滤波器级的振幅响应时、我得到的结果如下:

      这只是4kSPS 数据速率下的第4个 FIR 滤波级的响应。 截止频率约为1.65kHz。 请记住、ADS1283 FIR 滤波器是一种多速率滤波器、其中每个部分将输入数据速率抽取至下一个滤波器级。 因此、通带以输入数据速率的整数倍重复(最后一个滤波器级为8kHz)。 但是、当您组合所有滤波器级的响应时、总体响应将不包括第4级 FIR 滤波器的反射通带、如下所示:

     

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    尊敬的 Chris:

    感谢您的回答。

    我真的同意你的意见,但我的关注是以前的金融机构。

    对于4kHz 时的总体输出 SPS、让我们来看第3个 FIR 部分。

    其输入数据速率为32kHz (位于抽取因子8处的正弦滤波器之后、每个抽取因子2处的2个 FIR 滤波器段之后)。 其抽取因子为4。 因此、它必须过滤低于32kHz/8 = 4kHz 的任何频率、以便允许以8kHz 的频率进行抽取。

    但它仅针对低于~6.3kHz 的频率进行适当滤波(请参阅所附图像)。 这一问题也适用于第一和第二个 FIR 部分。

    此致、

    Maxime

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    尊敬的 Maxime:

    我不确定我是否会关注第三个 FIR 滤波器级需要在4kHz 时具有如此大的衰减的原因。 如果您有任何资源可以让我了解更多信息、我欢迎您的参与!

    不过、据我了解、第三个 FIR 滤波器级以32kSPS 的速率接收采样数据、并以8kSPS 的速率输出数据。 第三个滤波器级的带宽为16kSPS、而第四个滤波器级的带宽仅为4kSPS。 第三个滤波器级已经证明噪声衰减大约为4kHz (虽然仅为-15dB);但在第四个滤波器级中、4kHz 的衰减将更加明显。

    因此、我认为不存在噪声混叠问题、因为奈奎斯特频率随着每个额外的滤波器级的衰减越来越多。

    我希望这会有所帮助!

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    尊敬的 Chris:

    感谢您的回答。

    好的、关于您的评论、我只理解了以下内容:

    全局抽取过程(即从32个样本中挑选一个样本)是否位于全局筛选过程之后(即应用所有筛选阶段)?

    在这种情况下、第4个滤波器级会由于前几级的衰减较低而衰减每一个剩余的混叠噪声、这是有道理的。 我认为在每个阶段之后都完成了中间抽取...

    您对第3阶段和第4阶段系数中的后零是否有任何反馈?

    此致、

    最大

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    尊敬的 Max:

    在将数据提供给下一级之前、每个滤波器级都应应用抽取、这意味着您可以将每个连续滤波级建模为具有下降的采样率、该采样率由上一级的抽取率降低。 因此、这不是全局抽取、但每个滤波器级都在 数据抽取之前使用所有的滤波器抽头。

    遗憾的是、此滤波器的原始设计人员不会回答此问题。

    此时、我的最佳猜测是这些额外的零不会显著影响器件的稳定时间。 第3个 FIR 滤波器级抽取4倍、因此其延迟在4kSPS 输出数据速率下小于1/2样本(即第3级和第4级之间的延迟小于1个样本、因为第3级抽取因子为4、 然后第四级抽取另一个因子2)。 此外、ADC 将在滤波器之后引入一些额外的数字延迟、以便应用校准比例因子、将数据加载到输出移位寄存器中、并将设置/DRDY 引脚置为低电平。 数字滤波器之后的这些额外延迟与下一个转换结果(如流水线处理器)并行发生。 因此、即使在滤波器系数中没有额外的零、我不确定您是否会看到输出数据速率有任何增加、但如果有、可能会导致非常奇怪的数据速率、例如3.963 kSPS。