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硬件與軟件權(quán)衡——第 1 部分：比較器

2075121 2022-11-25 | pdf | 275.59KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

編者注：這是一個(gè)經(jīng)典的架構(gòu)決策：哪些功能在硬件中實(shí)現(xiàn)，哪些功能在軟件中實(shí)現(xiàn)。這個(gè)由兩部分組成的系列的第 1 部分將使用比較器作為示例來研究設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)和權(quán)衡。編者注：這是一個(gè)經(jīng)典的架構(gòu)決策：哪些功能在硬件中實(shí)現(xiàn)，哪些功能在軟件中實(shí)現(xiàn)。這個(gè)由兩部分組成的系列的第 1 部分將使用比較器作為示例來研究設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)和權(quán)衡。第 2 部分第 2 部分將使用峰值檢測器作為示例。將使用峰值檢測器作為示例。假設(shè)實(shí)現(xiàn)各種基本構(gòu)建塊系統(tǒng)功能的最佳、最快和最簡單的方法是通過軟件算法和最少的“硬件”（電路），這很容易并且在某種程度上可以理解。畢竟，功能強(qiáng)大的處理器、內(nèi)存以及模數(shù) (ADC) 和數(shù)模 (DAC) 轉(zhuǎn)換器隨處可用、易于使用且相對便宜。假設(shè)實(shí)現(xiàn)各種基本構(gòu)建塊系統(tǒng)功能的最佳、最快和最簡單的方法是通過軟件算法和最少的“硬件”（電路），這很容易并且在某種程度上可以理解。畢竟，功能強(qiáng)大的處理器、內(nèi)存以及模數(shù) (ADC) 和數(shù)模 (DAC) 轉(zhuǎn)換器隨處可用、易于使用且相對便宜。然而現(xiàn)實(shí)是，全硬件、基于電路的解決方案通常是更好的方法。為了在給定情況下得出“最佳”答案，設(shè)計(jì)人員需要考慮許多設(shè)計(jì)因素和性能目標(biāo)之間的權(quán)衡。本文將從無處不在的比較器的角度探討這些觀點(diǎn)，無論是否有附加滯后。然而現(xiàn)實(shí)是，全硬件、基于電路的解決方案通常是更好的方法。為了在給定情況下得出“最佳”答案，設(shè)計(jì)人員需要考慮許多設(shè)計(jì)因素和性能目標(biāo)之間的權(quán)衡。本文將從無處不在的比較器的角度探討這些觀點(diǎn)，無論是否有附加滯后。從基本的比較器電路開始從基本的比較器電路開始該比較器廣泛用于從近直流到射頻，以及多種類型的系統(tǒng)和應(yīng)用。它的功能描述非常簡單，看似簡單的電路或幾行代碼就可以實(shí)現(xiàn)。該比較器廣泛用于從近直流到射頻，以及多種類型的系統(tǒng)和應(yīng)用。它的功能描述非常簡單，看似簡單的電路或幾行代碼就可以實(shí)現(xiàn)。概念上很簡單，它同時(shí)查看兩個(gè)模擬信號作為其輸入，其中一個(gè)通常是參考信號（圖 1）。如果信號大于另一個(gè)信號，它會(huì)呈現(xiàn)高電平（邏輯 1）輸出，反之則呈現(xiàn)低電平（邏輯 0）輸出（圖 2）。概念上很簡單，它同時(shí)查看兩個(gè)模擬信號作為其輸入，其中一個(gè)通常是參考信號（圖 1）。如果信號大于另一個(gè)信號，它會(huì)呈現(xiàn)高電平（邏輯 1）輸出，反之則呈現(xiàn)低電平（邏輯 0）輸出（圖 2）。圖 1：比較器功能的符號非常簡單，其功能也是如此；它顯示了兩個(gè)輸入，其中一個(gè)通常（但不一定）是相對靜態(tài)的閾值。（圖片來源：ElProCus）圖 1：比較器功能的符號非常簡單，其功能也是如此；它顯示了兩個(gè)輸入，其中一個(gè)通常（但不一定）是相對靜態(tài)的閾值。（圖片來源：ElProCus）圖 2：在這個(gè)基本的典型應(yīng)用中，當(dāng)輸入信號低于或高于 2.5 伏閾值時(shí)，比較器通過其 5 伏輸出打開或關(guān)閉 LED。（圖片來源：ElProCus）圖 2：在這個(gè)基本的典型應(yīng)用中，當(dāng)輸入信號低于或高于 2.5 伏閾值時(shí)，比較器通過其 5 伏輸出打開或關(guān)閉 LED。（圖片來源：ElProCus）在許多但并非所有情況下，兩個(gè)輸入信號之一不是未知信號，而是相當(dāng)靜態(tài)的閾值、限制或警報(bào)值，第二個(gè)信號將與之進(jìn)行比較。在其他情況下，比較器用于在分集天線或多輸入/多輸出 (MIMO) 接收器場景中選擇首選信號，以判斷兩個(gè)（或更多）動(dòng)態(tài)信號中哪個(gè)更強(qiáng)，因此更受歡迎。