專利名稱：一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器的仿真實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路設(shè)計仿真領(lǐng)域，特別是一種ADC(Analog-DigitalConverter，即模數(shù)轉(zhuǎn)換器)的仿真實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
在用硬件實現(xiàn)一個系統(tǒng)之前，往往需要對系統(tǒng)進行一定程度的仿真，以驗證系統(tǒng)的可行性。仿真可以有兩種辦法硬件仿真、軟件仿真。硬件仿真速度較快，而軟件仿真成本較低。
對于系統(tǒng)中的數(shù)字電路部分，可以很容易地進行軟件仿真。但是對于系統(tǒng)中的ADC，常見的仿真方式是用一個實際的器件來進行硬件仿真。那么，對于應(yīng)用了ADC的數(shù)字系統(tǒng)，就需要進行軟硬件協(xié)同仿真，花費大而且不易實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于提供一種ADC的仿真實現(xiàn)方法，運用該方法可以方便地用軟件實現(xiàn)ADC的仿真，從而實現(xiàn)帶有ADC的數(shù)字系統(tǒng)的仿真。
為了達到上述目的，本發(fā)明模數(shù)轉(zhuǎn)換器的仿真實現(xiàn)方法，包括以下步驟(a)以一個數(shù)字信號序列代替輸入的模擬信號；(b)用與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣頻率相等的頻率，對所述數(shù)字信號序列進行采樣，即可得到輸出數(shù)據(jù)。
優(yōu)選的，所述輸入的數(shù)字信號序列的頻率為模數(shù)轉(zhuǎn)換器工作時采樣頻率的整數(shù)倍。
優(yōu)選的，所述整數(shù)倍為2或2以上倍數(shù)。
優(yōu)選的，所述輸入的數(shù)字信號的位數(shù)不小于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的位數(shù)。
優(yōu)選的，輸入的數(shù)字信號序列中每個數(shù)據(jù)都右移若干位，其移動的位數(shù)為輸入數(shù)字信號的位數(shù)與模數(shù)轉(zhuǎn)換器位數(shù)之差，即可得到輸出數(shù)據(jù)。
本發(fā)明用數(shù)字序列來模擬代替原本輸入ADC的模擬信號，以所需仿真的ADC的采樣頻率對所述數(shù)字序列進行采樣，以得到原有ADC輸出的數(shù)字序列，這樣可以實現(xiàn)用軟件方法進行ADC的仿真；在此基礎(chǔ)上，還可以令輸入數(shù)據(jù)的位數(shù)據(jù)或精度大于輸出數(shù)據(jù)，這樣可以更為逼真地模擬ADC的具有無限精度的模擬輸入信號。利用本發(fā)明可以容易地實現(xiàn)用軟件對ADC進行仿真，有效地提高系統(tǒng)仿真的速度，可廣泛應(yīng)用于含有ADC的數(shù)字系統(tǒng)仿真實驗中。


圖1為現(xiàn)有ADC的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換示意圖；圖2為本發(fā)明方法中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換示意圖。
具體實施例方式
ADC是用來將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的電子器件。如圖1所示，一個理想的ADC，能夠?qū)⒁粋€具有無限精度的連續(xù)時間信號A-in轉(zhuǎn)化為有限精度的離散序列D-out。
可以說ADC對數(shù)據(jù)的變換有兩個過程連續(xù)時間信號→離散序列；無限精度→有限精度。
ADC都是工作在一定的采樣頻率Fs下，而ADC所獲得的離散數(shù)字信號序列的頻率和它的采樣頻率Fs是一致的。那么對于ADC來說，就可以將頻率遠大于Fs的數(shù)字信號序列，視為連續(xù)的模擬信號。
另外，ADC都有一定的量化精度，表現(xiàn)為ADC生成的數(shù)字信號都有一定位數(shù)，如8位的ADC可以將模擬信號轉(zhuǎn)換成D7、D6、D5...D0共8位數(shù)據(jù)所表示的數(shù)字信號。那么相對于一個8位的有限精度數(shù)字信號，寬度遠大于8位的數(shù)字信號可以近似視為具有無限的精度。
本發(fā)明的核心思想是利用ADC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的特點，在進行帶有ADC的數(shù)字系統(tǒng)仿真時，用頻率為數(shù)倍于ADC采樣頻率的數(shù)字信號代替ADC的模擬輸入信號，對其進行采樣得到輸出數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)用軟件進行ADC的仿真；同時令輸入信號的精度不小于、甚至遠大于ADC輸出信號的精度，以便提高ADC的轉(zhuǎn)換精度。
下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明的方法。
假設(shè)需要進行仿真的ADC的采樣頻率Fs為12KHz。
ADC的輸入應(yīng)該為圖1中所示的模擬信號A-in，但是在本發(fā)明中，如圖2所示，所述的輸入信號A-in用頻率為N*Fs(N為一個大于等于2的整數(shù))的一個離散的數(shù)字信號序列D-in來模擬表示。在本例中，所述D-in的頻率取值為Fs的4倍，即48KHz。
如圖1所示，在輸入的數(shù)字序列D-in中，每4個數(shù)據(jù)，抽取1個數(shù)據(jù)，就得到了頻率為12KHz的D-out序列，這樣就成功地模擬了采樣頻率為12KHz的ADC。
并且，如果D-in的頻率遠大于Fs，例如，D-in取值為Fs的80倍甚至100倍，那么D-in就可以更好地模擬表示輸入的模擬信號。
另外，還可以令D-in序列中的數(shù)據(jù)位數(shù)B’遠大于ADC量化精度B，即大于D-out的數(shù)據(jù)位數(shù)B，這樣便可以成功地仿真從無限精度的A-in到有限精度的D-out的轉(zhuǎn)變。
假設(shè)輸出數(shù)據(jù)的位數(shù)為8，則可以令輸入數(shù)據(jù)的位數(shù)為12位或16位甚至更多。輸入數(shù)據(jù)的位數(shù)越多，則其精度越高，如果數(shù)據(jù)的位數(shù)遠大于8，則數(shù)據(jù)可以近似看作具有無限精度。
當B’大于B時，為了得到D-out，需要將D-in中經(jīng)過采樣后得到的每個數(shù)據(jù)都向右移動B’-B位。
假設(shè)需要仿真的ADC，其參考電壓為1V，并且輸入數(shù)據(jù)為12位，那么0.125V對應(yīng)的數(shù)據(jù)應(yīng)該為(001000000000)；而輸出數(shù)據(jù)為8位，那么將輸入數(shù)據(jù)向右移動(12-8)位，即去掉后四位，就可以得到用8位數(shù)據(jù)(00100000)表示的0.125V。
綜上所述，假設(shè)系統(tǒng)中需要仿真的ADC的數(shù)據(jù)位數(shù)為B位、采樣頻率為Fs，那么就可以輸入一個數(shù)據(jù)位數(shù)為B’(B’≥B)、頻率為N*Fs(N為大于等于二的整數(shù))的離散數(shù)字序列，用以仿真連續(xù)的具有無限精度的模擬信號；然后以采樣頻率Fs對該數(shù)字序列進行采樣，并將得到的數(shù)據(jù)都向右移動B’-B位；就可以得到位數(shù)為B，采樣頻率為Fs的輸出數(shù)據(jù)了。這樣就可以完全用軟件實現(xiàn)ADC的仿真。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器的仿真實現(xiàn)方法，包括以下步驟a)以一個數(shù)字信號序列代替輸入的模擬信號；b)用與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣頻率相等的頻率，對所述數(shù)字信號序列進行采樣，即可得到輸出數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征為，所述輸入的數(shù)字信號序列的頻率為模數(shù)轉(zhuǎn)換器工作時采樣頻率的整數(shù)倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征為，所述整數(shù)倍為2或2以上倍數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征為，所述輸入的數(shù)字信號的位數(shù)不小于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的位數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征為，輸入的數(shù)字信號序列中每個數(shù)據(jù)都右移若干位，其移動的位數(shù)為輸入數(shù)字信號的位數(shù)與模數(shù)轉(zhuǎn)換器位數(shù)之差，即可得到輸出數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器的仿真實現(xiàn)方法，包括以下步驟以一個數(shù)字信號序列代替輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬信號；以一定頻率對所述數(shù)字信號序列進行采樣，即可得到模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)。應(yīng)用該方法可以容易地實現(xiàn)用軟件對ADC進行仿真，可以有效地提高系統(tǒng)仿真的速度，可廣泛應(yīng)用于含有ADC的數(shù)字系統(tǒng)仿真實驗中。
文檔編號G06F17/50GK1750014SQ20051010803
公開日2006年3月22日 申請日期2005年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月9日
發(fā)明者溫小勇, 高曉宇 申請人:北京中星微電子有限公司