前面我们介绍了PDM编码和1bit sigma-deleta ADC。MATLAB具备丰富的工具箱,可以进行相关的仿真分析,比如Delta Sigma ToolBox。我们这篇就分享下MATLAB R2023B的安装以及体验下基于simulink的样例SigmaDeltaADConversionExample.m分析SigmaDeltaADC的原理。
链接:https://pan.baidu.com/s/1IuNKnhqEAqEd9MjVdQARLw?pwd=g1um
提取码:g1um
双击MATLAB R2023b Installation package.7z解压
整个安装包存放的路径不要有中文名,后面安装路径也不能有中文名。
右键点击MATLAB R2023b Installation package\MATLAB_R2023b_Win64\setup.exe以管理员身份运行。
弹出用户账户控制对话框点击是。
高级选项点击我有文件安装密钥
接受许可,下一步
输入密钥,点击下一步
19888-45209-61323-29230-25497-43412-35108-15123-25580-54377-05875-31006-25681-45018-46907-09460-23253-25339-58435-17194-52867-38929-08174-61608-35890-10321
点击浏览,选择许可证文件,再下一步
MATLAB R2023b Installation package\MATLAB_R2023b_Win64_Crack\license_standalone.lic
。
指定安装路径,再点击下一步
勾选需要的组件,再点击下一步
勾选添加快捷方式,再下一步
点击开始安装
接近20分钟安装完
将MATLAB R2023b Installation package\MATLAB_R2023b_Win64_Crack\bin
复制到安装目录D:\Program Files\MATLAB\R2023b\bin替换原来的文件。
桌面打开图标即可运行。
打开matlab,点击simulink,示例搜索sigma-delta
打开Sigma-Delta A/D Conversion样例(需要联网)
命令行中输入SigmaDeltaADConversionExample回车启动
有一个浮点和定点版本
我们来看定点版本
信号源,可以选择其他信号比如正弦
低通滤波器
增益
加法器
这里是sigma-delta核心
首先是积分器对偏差积分
1bit量化,就是比较器
采样保持,前面看到信号源是80Hz, 这里设置采样率是512k, 一个正弦波采样
512000/80个点。
数据格式转换
降采样抽取
格式转换
示波器观察信号
Ctrl+鼠标放在1-bit Error Signal处,拉出线到示波器观察该信号
视图布局,选择一列四行,显示4个图形
为了方便观察,减小时间,运行
工具-缩放x,滚动鼠标放大
可以看出输入信号和1-bit Error Signal求差,对偏差积分,积分结果决定量化器的输出是1还是-1还是0,如果偏差的积分大于0,说明输入值比采样的值大,则需要继续增大采样值,这里增加的单位是1,看到中间CIC这个图的上升的台阶,这样CIC就会跟踪输入的结果。
这里调整单位为1好处是比较精细,但是跟踪慢,可能输入信号已经增加的很快,需要很多次采样才能跟上输入信号。
看到Error也是锯齿状的,因为一个采样周期才能调整一次,这个过程中输入信号在缓慢增加,但是CIC不变,所以这时误差偏大,下一个采样周期,根据误差调整会补偿所以误差变小。
1bit Error Signal就是表示电压变化的趋势,1表示采样值在向上跟踪输入值,输入值大于采样值,-1表示采样值在向下跟踪输入值,输入值小于采样值。
以上使用样例既可以比较直观的看到整个系统的原理,可以先了解下各个过程,然后再设计自己的系统。