数字合成波形失真度计算及实验验证

"一种数字波形合成失真度的计算方法及实验验证，主要涉及数字正弦波形的失真度（THD）计算，与离散点数M和数模转换器（DAC）的分辨率N的关系，以及D/A转换器的特性对失真度的影响。" 数字合成波形在电子工程领域广泛应用，尤其是在信号发生和处理中。数字正弦波形由于其可精确控制的特性和便于数字化处理的优势，被广泛用于测试、仿真和通信系统。然而，由于量化和采样过程，数字波形合成不可避免地会导致失真，其中最常见的衡量指标就是总谐波失真（Total Harmonic Distortion，简称THD）。 THD是指在合成波形中除基波外的谐波分量与基波幅度之比，通常以百分比表示。在本研究中，作者深入探讨了THD与正弦波形在一个周期内离散点的数量M以及DAC的分辨率N之间的关系。离散点数M决定了波形在时间和幅度上的精度，而DAC的分辨率N则影响了输出模拟信号的精度，更高的位数意味着更小的量化误差，从而可能降低失真度。 论文首先从时域分析入手，推导出THD与M和N的具体计算公式，这为理解和优化数字波形合成提供了理论依据。然后，作者选择了一款16位高速DAC芯片LTC1597，构建了D/A测试系统，通过实验来验证这些理论计算。实验不仅考察了D/A转换器的分辨率，还关注了建立时间（settling time）等特性对THD的影响。建立时间是指DAC输出达到最终稳定值所需的时间，过短的建立时间可能导致输出信号的瞬态失真，从而影响THD。 实验结果以表格的形式呈现，展示了不同参数下THD的变化趋势，这为实际应用中如何选择合适的DAC和优化波形合成提供了实践指导。此外，该计算方法还可应用于谐波分析，对理解和评估数字信号处理系统的性能至关重要。 这篇论文对数字波形合成中的失真问题进行了深入研究，提供的计算方法和实验数据对于理解和减少数字信号合成过程中的失真具有重要的理论和实践意义。对于从事电子测量、信号处理和通信系统设计的工程师来说，这些都是不可或缺的知识点。