Добрый день.
Разрабатываю прибор, который оцифровывает сигнал поступающий с магнитоиндукционного датчика (подключен с помощью коаксиала).
Диапазон частот 20-10000 Гц, динамический диапазон 75-80 Дб, минимальная амплитуда сигнала на выходе датчика, которую необходимо оцифровать - 15-20 мкВ. Прибор будет как в одноканальном так и 2-х канальном исполнении (измерения ведутся одновременно). Необходимо добиться точности 0,1-0,2 Дб.
Сигнал необходимо вывести на наушники. Также на STM32F4 производится цифровая обработка сигнала, которая заключается в разбивке сигнала на пару полос с применением фильтров 10-12 порядка и последующим расчетом СКЗ.

А вопрос заключается в следующем: как лучше сделать входной тракт?
1. Аудио кодек.
Тут пугает излишняя сложность этих устройств. Не понятно, будет ли на выходе цифровой сигнал относительно опорного напряжения или же будет в "попугаях". Многие параметры кодека не нормированы (например температурный дрейф). Привлекает низкая цена и наличие ЦАП, т.е. можно и на наушники сразу выдать сигнал.
2. Предусилитель с Ку = 10..50 + сигма-дельта ads1274 или с похожими параметрами. Пугает стоимость АЦП и предусилителя. Не нашел хорошего АЦП на 1 или 2 канала, возможно это бы снизило стоимость.
3. Предусилитель + PGA + АЦП, встроенный в микроконтроллер. В таком решении не нравится, что измерение производится в узком диапазоне, а сигнал может иметь пики. При переключении усиления необходимо время на установление сигнала (из-за развязки по постоянному напряжению), т.е. невозможно переключить усиление "на лету".

В дальнейшем возможно будет FFT.
Посоветуйте, пожалуйста, как поступить, чтобы пройти по наименьшему количеству граблей.

15 мкВ с диапазоном 80 дБ?
Ну-ну..

Амплитуда сигнала от 15 мкВ до 150 мВ.

Излагайте правильным техническим языком, что Вам надо.
Оцифровка 15 мкВ с диапазоном 80 дБ (10000), это 15/10000 = 1.5 нВ дискрет.

Сигма дельта АЦП который выдаёт больше 18 значащих бит. Будет экономия на усилителе А вообще частота то не большая. Можно какой нибудь дешовенький SPI АЦП поставить бит на 14. Плюс усилок тоже не шибко крутой. Опять же полоса небольшая же.

я так понял что шаг квантования должен быть не менее 15 мкВ. Минимальная амплитуда 15 мкВ * 80 дБ. Итого диапазон входных напряжений на АЦП от -0.15 до 0.15 В. Причём тут нановольты.

ADS8866IDRCR меньше 3 баксов на дижикее. + Операционник

OPA317 меньше бакса.

Или цены нужны ещё меньше?

SAR я почему-то даже не рассматривал, точнее мельком по ним пробежался. Всегда казалось что они сильно шумят, нужно ознакомиться подробнее. Приемлемая цена за канал около 15 баксов. Может ADS1271 для хорошего запаса по диапазону?

Да вроде они сейчас почти к идеальным приближаются. Странная микрушка у неё интегральная нелинейность задана в % от шкалы а не в LSB... это настораживает. Может оказаться что запаса она не даст ибо эти самые проценты на уровне 16 бит.

Два кодека, калибруемых в чередовании с перекрытием.

Я бы кодек поставил. Выдают они от опорного, параметры вписываются в пределы по ДШ по диапазону. Сложного ничего нету, полно линуховых драйверов исходников

Для запаса - лучше ads8887, если канал все-таки 1. Если 2 и больше - выгоднее 1274. 1271 был плохо доставаем, сейчас не знаю, не смотрел давно. Операционник 317 я бы не поставил. Конечно, 80 дБ не очень много, но лучше выбрать малошумящий. Если есть приличное питание - то ADA4004, если нет - ADA4841.
Ставить аудио кодек не советую, если есть хоть какие-то требования к метрологии. Там очень большие дрейфы и встроенная непредсказуемая опора. Они годятся только если нужно взять спектр в одной временнОй точке или просто заук послушать, не измеряя его амплитуду.

Может мы о разных? Деджиттер клока делают, а опора с дрейфом? И на все это стоит ОУ SiGe с 60 МГц BW зачем то? Любой любитель оправит такое в помойку, хотя стоит всего баксов 40 ли силы такая комплектация. Посмотрю марки вечером, что то от Sabre вроде. ADA4897-2 opamp точно на выход

- Во первых, нафига SAR? Он потребует аккуратной фильтрации или приличного оверсамплинга с дальнейшим прикручиванием прореживающего FIR.
По-хорошему, SAR стоит ставить лишь там, где он действительно нужен, или требования к частотному диапазону совсем смешные, а он уже есть под рукой.

- Любой аудио кодек не уплывёт за потребные ТС 1...2%. Ну, разве что особо экзотичный.
Да и кодек кодеку рознь. В своё время тестил несколько вариантов, уложиться в 1000 ппм дрейфа на +-10С получалось на всех, попадались и с парой сотен.
Даже картинки с дрейфом у некоторых встречались, но давно это было, за ныне доступные не скажу.
Т.е., у аудио кодеков только начальный разброс опоры достаточно велик, но это легко лечится калибровкой.

- По-любому, сигма-дельта для такой задачи вне конкуренции. Если задержка устраивает, ессно.
Но в общем-то, лучше работать с заведомо известными спеками. А у аудио кодеков с этим действительно не всё хорошо.
Что-то типа ADS1271 - это действительно оптимальный вариант. Входной буфер тоже не доставит больших проблем.

С 8887 я лопухнулся - не увидел сразу, что он SAR. Тогда его нельзя ни в коем случае, надо будет вешать фильтр серьезный на вход. Так что 1271 или 1274.
А откуда цифра 1-2%? Сначала был разговор про 16 разрядов, чуть ли не все значащие. Да и температурный диапазон не определен. У кодеков уход до 300 ppm/C - мне кажется, это очень много.
А операционников мы перебирали много разных по куче параметров. Те, которые я привел - нас полностью удовлетворили. Если ограничений меньше, можно, наверное, найти дешевле.