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Simulationstestumgebung zur Unterstützung der Realisierung von applikationsspezifischen digitalen Mittelwert bildenden Filtern

IP.com Disclosure Number: IPCOM000201686D
Original Publication Date: 2010-Nov-18
Included in the Prior Art Database: 2010-Nov-18
Document File: 5 page(s) / 329K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Bei der realen Umwandlung analoger Werte in digitale Signale, entspricht die effektive Auflösung oft nicht der nominalen Auflösung mit der ein kontinuierliches Signal diskret dargestellt wird. Es entsteht ein sogenanntes Quantisierungsrauschen (Abbildung 1). Durch nachträgliche Mittelwertbildung, mit digitalen Filtern, wie z. B. CIC-Filtern (Cascaded-Integrator-Comb), kann dieses Quantisierungsrauschen reduziert werden (Abbildung 2). Derartige Mittelwert bildende Filter werden durch Parameter bestimmt. Diese Parameter sind spezifisch für die jeweilige Anwendung festzulegen. Sie werden unter anderem aufgrund des Signal-Rausch-Abstands des verwendeten Analog-Digital-Wandlers, dessen Art und Abtastrate sowie der geforderten Nutzfrequenz bestimmt. Daher sind eine universelle Dimensionierung und insbesondere eine Verifikation, z. B. eines CIC-Filters, nicht möglich. In der Literatur wir oft auf bestimmte Parameter verwiesen, mit denen das Filter aber nicht in jedem Falle hinreichend dimensioniert ist.

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Simulationstestumgebung zur Unterstützung der Realisierung von applikationsspezifischen digitalen Mittelwert bildenden Filtern

Idee: Markus Haspel, DE-Fürth

Bei der realen Umwandlung analoger Werte in digitale Signale, entspricht die effektive Auflösung oft nicht der nominalen Auflösung mit der ein kontinuierliches Signal diskret dargestellt wird. Es entsteht ein sogenanntes Quantisierungsrauschen (Abbildung 1). Durch nachträgliche Mittelwertbildung, mit digitalen Filtern, wie z. B. CIC-Filtern (Cascaded-Integrator-Comb), kann dieses Quantisierungsrauschen reduziert werden (Abbildung 2). Derartige Mittelwert bildende Filter werden durch Parameter bestimmt. Diese Parameter sind spezifisch für die jeweilige Anwendung festzulegen. Sie werden unter anderem aufgrund des Signal-Rausch-Abstands des verwendeten Analog-Digital- Wandlers, dessen Art und Abtastrate sowie der geforderten Nutzfrequenz bestimmt. Daher sind eine universelle Dimensionierung und insbesondere eine Verifikation, z. B. eines CIC-Filters, nicht möglich. In der Literatur wir oft auf bestimmte Parameter verwiesen, mit denen das Filter aber nicht in jedem Falle hinreichend dimensioniert ist.

Ein neuartiges Konzept sieht vor, Design und Verifikation des Filters mit einem parametrierbaren Modell eines Analog-Digital-Wandlers applikationsspezifisch durchzuführen. Dazu wird eine Testumgebung von Matlab SIMULINK verwendet um die Auslegung eines digitalen Mittelwert bildenden Filters zu simulieren. Die vorschlagsgemäße Testumgebung besteht aus dem Modell eines parametrierbaren mathematischen Analog-Digital-Wandlers, einem Mittelwert bildenden Filter und einem Ausgabefenster zur systematischen Analyse (Abbildung 3). Das Modell des Analog-Digital-...