Analiza wybranych właściwości sygnału wytwarzanego przez cyfrowe źródło wzorcowego napięcia przemiennego z interpolatorem pierwszego rzędu

W artykule przedstawiono analizę właściwości sygnału generowanego przez cyfrowe źródło sinusoidalnego wzorcowego napięcia przemiennego wyposażone w interpolator pierwszego rzędu. Interpolator pierwszego rzędu pozwala na uzyskanie sygnału aproksymowanego odcinkowo w miejsce sygnału aproksymowanego sygnałem schodkowym. Głównym celem analizy było uzyskanie odpowiedzi na pytanie, czy zastosowanie interpolatora pierwszego rzędu rzeczywiście umożliwia zmniejszenie zawartości harmonicznych w widmie wytwarzanego przez źródło sygnału. Zaproponowano również przykładowe rozwiązania układowe analogowych i cyfrowych interpolatorów pierwszego rzędu.

The paper presents analysis of the signal generated by a digital source of the standard sinusoidal voltage. In the source the digital-to-analog converter (DAC) used for reconstruction of the sinusoidal waveform is followed with a first-order interpolator. The interpolator approximates a staircase waveform at the DAC output with piecewise approximation of the signal. It is shown in the paper that use of the first-order interpolator improves the spectral purity of the generated sine wave significantly and is especially beneficial for low number of samples per period of the generated sinusoidal waveform. The disadvantage of the source with the first-order interpolator is the need to use two digital-to-analog converters. Nonlinearities of both DACs may generate harmonics located close to the fundamental and difficult to be filtered out. Despite this drawback, the authors speculate that use of modern electronic components in the interpolator will increase the stability and accuracy of the signal produced by the source. The paper presents a few ideas of the circuits of analog and digital first-order interpolators. The presented analysis does not include the effect of finite resolution of digital-to-analog converters, their nonlinearity, the impact of analog circuits, and other phenomena.