447x 시리즈 중 저주파 엘리어스(alias)를 방지해 주는 장비



하드웨어: Modular Instruments>>Dynamic Signal Acquisition and Analysis (DSA)>>PXI-4472, Modular Instruments>>Dynamic Signal Acquisition and Analysis (DSA)>>PXI-4472B

문제점: 447x 보드 중 저주파 엘리어스(alias)를 방지해 주는 것에는 어떤것이 있습니까?

솔루션:
현재, 다음과 같은 장비가 저주파 앨리어스(Alias) 주입 방지를 지원합니다; 
*NI PCI-4474는 이 기능을 지원하지 않습니다.
이 기능은 446X의 초기설정(default)에 의해서 설정이 가능하지만 447x와 449x 시리즈의 1kS/s 이상의 속도에서는 불가능합니다.

이 기능은 DAQmx 채널 프로퍼티 노드(Property»Analog Input»General Properties»Advanced»Enhanced Alias Rejection Enable)의 AI.EnhancedAliasRejectionEnable 프로퍼티 노드에서 설정할 수 있습니다.

저주파 앨리어스 방지 활성화 프로퍼티는 25.6kS/s보다 작은 샘플링 속도에서 사용하는 것이 좋습니다. 델타 시그마 컨버터(Delta Sigma converter)의 특성 때문에 샘플링 속도의 배수의 간격으로 집중된 노이즈가 디지털 필터링 과정에서 통과하게 됩니다. 디지털 필터를 통과할 수 있는 노이즈 영역(bandwidth)은 항상 하나의 넓은 Fs영역과 Fs의 배수로 집중된 영역으로 나눌 수 있습니다.

디지털 필터에서 노이즈가 통과되는 것을 방지하기 위해서, 최대 샘플링 속도보다 높은 범위의 컷오프 주파수를 가진 아날로그 필터를 디지털 필터링 전에 장치하므로써 해결할 수 있습니다. 보통 Fs 배수들은 아날로그 저역통과 필터(low pass filter)의 컷오프 주파수 범위 바깔에 있으며 이러한 노이즈들이 디지털 필터에 도달하기 전에 아날로그 필터로써 제거할 수 있습니다.


예를 들어, USB-4431로 102.4kS/s 속도의 샘플을 수집할 때 첫번째 오버 샘플링된 Fs배수는 다음과 같습니다:

64*Fs (각 DSA 제품들의 오버샘플링 속도를 스펙시트(Specifications sheet)에서 확인할 수 있습니다)
= 64*102.4kS/s
= 6.55MHz

6.55MHz는 보통 아날로그 필터의 컷오프 주파수보다 높은 경우가 많기 때문에 6.4988MHz에서 6.6012MHz 사이(6.55MHz±102,400/2)의 어떤 노이즈라도 디지털 필터에 도달하기 전에 아날로그 필터에 의해서 제거됩니다. 다시 말해서 이론적으로 디지털 필터를 통과할 수 있는 노이즈라 할지라도 아날로그 필터 때문에 디지털 필터 자체에 도달할 수 없게 됩니다.


25.6kS/S보다 낮은 속도에서 아날로그 저역필터는 오버샘플된 Fs 배수의 노이즈를 필터링할 수 없습니다. 그 이유는 노이즈가 고정값의 아날로그 컷오프 주파수보다 낮은 주파수를 갖기 때문입니다.

예를 들어 USB-4431로 1kS/s의 샘플 수집을 진행할 때 첫번째 오버샘플된 Fs 배수는 64kS/s입니다. 이는 아날로그 컷오프 주파수보다 충분히 낮은 값입니다. 결과적으로 63kS/s에서 65kS/s 사이의 노이즈는 아날로그와 디지털 필터를 통과할 수 있고 이는 앨리어스 신호로써 디지털화됩니다.


이를 방지하기 위해서 25.6kS/s 아래로 실제 샘플링속도가 낮아지지 않도록 강제하는 Enhanced Alias Rejection을 활성화할 수 있습니다. 사용자는 25.6kS/s보다 낮은 샘플링 속도를 정의할수 있다면 드라이버는 자동적으로 샘플링 속도를 아래와 같이 원하는 샘플링 속도의 정수배로 설정할 수 있습니다:




신호가 디지털화되었을 때 결과 웨이브폼은 같은 정수배로 감소하게 됩니다. 그러므로 오직 X번째 샘플만이 반환됩니다. 그래서 사용자 정의된 샘플링 속도는 수집 후에 얻어지게 됩니다. 25.6kS/s보다 낮은 샘플링 속도에서 Enhanced Alias Rejection의 이점은 Fs 배수의 주파수 성분을 포함한 노이즈가 델타 시그마 컨버터(delta sigma converter)에 도달할 수 없다는 점이며 이는 신호 성분들이 앨리어스되는 것을 방지할 수 있는 것을 의미합니다.

저역 주파수 앨리어스 방지에 관한 더 자세한 정보를 원한다면 다이나믹 신호수집 유저매뉴얼(Dynamic Signal Acquisition User Manual)을 참고하십시요.


관련 링크: National Instruments Dynamic Signal Acquisition Help

첨부:





리포트 날짜: 04/04/2005
마지막 업데이트: 02/21/2010
문서 번호: 3K3DTFSF