硬件与软件权衡——第 1 部分：比较器

2075121 2022-11-25 | pdf | 275.59KB | 次下载 | 免费

资料介绍

编者注：这是一个经典的架构决策：哪些功能在硬件中实现，哪些功能在软件中实现。这个由两部分组成的系列的第 1 部分将使用比较器作为示例来研究设计注意事项和权衡。编者注：这是一个经典的架构决策：哪些功能在硬件中实现，哪些功能在软件中实现。这个由两部分组成的系列的第 1 部分将使用比较器作为示例来研究设计注意事项和权衡。第 2 部分第 2 部分将使用峰值检测器作为示例。将使用峰值检测器作为示例。假设实现各种基本构建块系统功能的最佳、最快和最简单的方法是通过软件算法和最少的“硬件”（电路），这很容易并且在某种程度上可以理解。毕竟，功能强大的处理器、内存以及模数 (ADC) 和数模 (DAC) 转换器随处可用、易于使用且相对便宜。假设实现各种基本构建块系统功能的最佳、最快和最简单的方法是通过软件算法和最少的“硬件”（电路），这很容易并且在某种程度上可以理解。毕竟，功能强大的处理器、内存以及模数 (ADC) 和数模 (DAC) 转换器随处可用、易于使用且相对便宜。然而现实是，全硬件、基于电路的解决方案通常是更好的方法。为了在给定情况下得出“最佳”答案，设计人员需要考虑许多设计因素和性能目标之间的权衡。本文将从无处不在的比较器的角度探讨这些观点，无论是否有附加滞后。然而现实是，全硬件、基于电路的解决方案通常是更好的方法。为了在给定情况下得出“最佳”答案，设计人员需要考虑许多设计因素和性能目标之间的权衡。本文将从无处不在的比较器的角度探讨这些观点，无论是否有附加滞后。从基本的比较器电路开始从基本的比较器电路开始该比较器广泛用于从近直流到射频，以及多种类型的系统和应用。它的功能描述非常简单，看似简单的电路或几行代码就可以实现。该比较器广泛用于从近直流到射频，以及多种类型的系统和应用。它的功能描述非常简单，看似简单的电路或几行代码就可以实现。概念上很简单，它同时查看两个模拟信号作为其输入，其中一个通常是参考信号（图 1）。如果信号大于另一个信号，它会呈现高电平（逻辑 1）输出，反之则呈现低电平（逻辑 0）输出（图 2）。概念上很简单，它同时查看两个模拟信号作为其输入，其中一个通常是参考信号（图 1）。如果信号大于另一个信号，它会呈现高电平（逻辑 1）输出，反之则呈现低电平（逻辑 0）输出（图 2）。图 1：比较器功能的符号非常简单，其功能也是如此；它显示了两个输入，其中一个通常（但不一定）是相对静态的阈值。（图片来源：ElProCus）图 1：比较器功能的符号非常简单，其功能也是如此；它显示了两个输入，其中一个通常（但不一定）是相对静态的阈值。（图片来源：ElProCus）图 2：在这个基本的典型应用中，当输入信号低于或高于 2.5 伏阈值时，比较器通过其 5 伏输出打开或关闭 LED。（图片来源：ElProCus）图 2：在这个基本的典型应用中，当输入信号低于或高于 2.5 伏阈值时，比较器通过其 5 伏输出打开或关闭 LED。（图片来源：ElProCus）在许多但并非所有情况下，两个输入信号之一不是未知信号，而是相当静态的阈值、限制或警报值，第二个信号将与之进行比较。在其他情况下，比较器用于在分集天线或多输入/多输出 (MIMO) 接收器场景中选择首选信号，以判断两个（或更多）动态信号中哪个更强，因此更受欢迎。