插值查找表：實(shí)現DSP功能的簡(jiǎn)便方法

　　線(xiàn)性化非線(xiàn)性傳感器

　　目前許多企業(yè)在工業(yè)控制系統中使用“智能傳感器”，以滿(mǎn)足低占用空間、低功耗、高性能、最低成本以及最短開(kāi)發(fā)時(shí)間等要求。通用智能傳感器可視為一個(gè)由傳感器及其信號控制線(xiàn)路、模數轉換器(ADC)、帶或不帶嵌入式處理器的相關(guān)DSP子系統組成的功能組件，所有這些功能塊都集成在的同一器件上，如圖4所示。

　　智能傳感器的目的是將物理量(如電機中的電流)轉化為數字電路能夠處理的數字信號。構建這類(lèi)傳感器所采用的技術(shù)及組件的某些特性通常會(huì )導致諸如失調、增益和非線(xiàn)性等誤差，進(jìn)而導致總體傳遞函數呈非線(xiàn)性。

　　一般來(lái)說(shuō)，客戶(hù)會(huì )校正他們產(chǎn)品中運行的DSP子系統所出現的上述誤差。如果y=f(x)是來(lái)自傳感器和ADC級聯(lián)的數字輸出信號，那么DSP必須執行其反函數g(y)=f-1(y)來(lái)補償非線(xiàn)性函數，這樣總體輸出z即為：

　　這是直線(xiàn)方程，其斜率為m，縱截距為b。

　　最簡(jiǎn)單的線(xiàn)性化方法是LUT法，采用存儲在ROM中的傳感器校準點(diǎn)。不過(guò)，對16位的ADC來(lái)說(shuō)，ROM顯得過(guò)大了，且需要64個(gè)BRAM單元。而內插LUT則不然，是一個(gè)良好的解決方案。

　　舉例來(lái)說(shuō)，我們假定非線(xiàn)性傳遞函數是一條拋物線(xiàn)。下一MATLAB分段碼說(shuō)明了如何生成最終直線(xiàn)的m和b參數，以及如何計算g(y)(即f(x)的反函數)。圖5用三種顏色顯示了三條不同曲線(xiàn)。請注意在計算f(x)的反函數g(y)過(guò)程中會(huì )丟失一些值。這是因為有幾個(gè)y值相同的點(diǎn)對應著(zhù)不同的x點(diǎn)。因此，需要對g(y)進(jìn)行平滑化，填補所有缺失的點(diǎn)。為精確起見(jiàn)，我沒(méi)有把這部分運算包括在MATLAB分段碼中，見(jiàn)代碼清單。

　　我采用非常類(lèi)似于圖3的設計，在SystemGeneratorforDSP中運行基于定點(diǎn)周期的仿真，在非線(xiàn)性傳感器的總體輸出范圍內得到了92.48dB的信噪比。