DSA (Dynamic Signal Acquisition) 은 왜 임펄스, 사각파, 삼각파나 톱니파형을 제대로 수집하지 못합니까?



하드웨어: Modular Instruments>>Dynamic Signal Acquisition and Analysis (DSA)

문제점: DSA (Dynamic Signal Acquisition) 장비를 이용해 각진 파형들 (사각, 삼각, 톱니 등)이나 임펄스를 수집하거나 생성하고 있는데 결과가 납득하기 힘듭니다. 왜 이런 결과가 발생하고, 어떻게 하면 방지할 수 있습니까?

솔루션:

이러한 현상은 보간 필터를 이용하는데 필요한 Delta-Sigma 변조를 수행하는데 발생하는 노이즈입니다. 보통 구형파의 상승, 하강 에지에서 발생하거나  Overshoot이후 안정화 시간에 나타나게 됩니다.

아래 예를 보면 잘 나타나 있습니다.

수학적으로, 이는  Gibbs Phenomenon이라고 불리며 유한한 샘플을 갖고 있는 시스템의 순간적인 변화에 대한 응답입니다. 순수한 사인파는 깨끗한 단일톤을 가지며 고조파를 가지지 않습니다. 그리고 사각파는 무한한 주파수 성분을 가지고 있습니다. 사인파는 기본 고조파를 더해나감으로써 사각파로 변형될 수 있습니다. 따라서, 무한대의 고조파는 완벽한 사각파형을 만들 수 있습니다. 그러나 시스템의 대역폭이 제한되어 있을 경우에는 일부 고조파는 신호에 존재하지 않을 것입니다. 이것이 파형 왜곡을 일으키는 이유입니다.

사각파를 만드는 고조파의 합은 아래 그림에서 확인할 수 있습니다.

이 현상은 National Instrument DSA에서 정상 동작이며 제거할 수 없습니다. 게다가 보간필터는 Delta-Sigma 컨버터가 필요하기 때문에 비활성화 하는것도 불가능 합니다. DSA는 소리나 진동 등과 같은 동적인 신호를 수집하거나 생성할수 있게 디자인 되어 있습니다.

National Instrment Multifunction DAQ 장비들 (M,X Series etc)은 정적인 신호를 수집하는데 최상의 성능을 제공합니다. 또한 순수한 디지털 어플리케이션을 위해, National Instruments Digital I/O 제품을 추천합니다.



관련 링크: Product Manuals: NI Dynamic Signal Acquisition User Manual
Products and Services: Data Acquisition (DAQ)
Products and Services: Digital I/O

첨부:





리포트 날짜: 09/26/2011
마지막 업데이트: 11/27/2014
문서 번호: 5PPA82PC