|
|
  |
Как поднять разрешающую способность АЦП, с 10-разрядов до 12..16 разрядов |
|
|
|
Feb 16 2008, 10:46
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 312
Регистрация: 21-10-05
Пользователь №: 9 952

|
Цитата(GetSmart @ Feb 16 2008, 03:57)  Единственное, что меня всё ещё интересует, это - неужели всё делается через шум только? Неужели подмешивание более предсказуемого сигнала (синуса, пилы, которые и сформировать-то проще) не улучшит степень приближения к заветному логарифму? Подмешивайте любое внеполосное, лучше более высокочастотное. Но обо всем этом написано в статье по ссылке, которую я привел. И про уровни там тоже написано. Уровни по статье немного (в разы) большие приводятся, чем 1-2 ЕМР. Вот еще одна статья -http://www.analog.com/en/content/0,2886,760%255F%255F91251%255F65,00.html
Сообщение отредактировал 729 - Feb 16 2008, 10:52
|
|
|
|
|
Feb 16 2008, 18:03
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 312
Регистрация: 21-10-05
Пользователь №: 9 952

|
Цитата(Stanislav @ Feb 16 2008, 02:42)  И какое же отношение С/Ш на выходе этих модуляторов?  Да такое же, как у компаратора, хреновое то есть, на всей частотной оси. Цитата(Stanislav @ Feb 16 2008, 02:42)  Дык, это и ежу понятно.  Отсюда и выходные значения С/Ш, которые соответствуют "16 и более разрядов". Как видите, ежу это как раз и не понятно. А нелинейностей у АЦП пруд пруди. Их можно называть всякими разными красивыми и не очень словами. Большую часть из них можно размазывать по спектру подмешиванием шумов, а лучше внеполосных сигналов (не важно, шумов или набора синусов), о чем и речь шла. Цитата(Stanislav @ Feb 16 2008, 02:42)  Вопрос увеличения разрешающей способности больше философский; на мой взгляд, правильно его определить количеством возможных выходных состояний системы. Это эквивалентно увеличению двоичной разрядности на  . Впрочем, на данном положении не настаиваю - статистический подход через плечо не перебросишь. С этим полностью согласен.
Сообщение отредактировал 729 - Feb 16 2008, 18:07
|
|
|
|
|
Feb 18 2008, 10:15
|
Бывалый
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 584
Регистрация: 7-08-07
Пользователь №: 29 615

|
Цитата(729 @ Feb 15 2008, 22:20)  Немного уточню. Снижение полосы пропускания было не в 2000, а в 10000 раз. То есть, шум, приведенный ко входу АЦП, был примерно 250-300мкВ. Но тут шумело всё - тракт до АЦП, АЦП, NCO DDC (на таких уровнях уже может проявляться, да и частота "кривая"), недофильтрованные полосы при децимации (в AD6620 был включен режим максимального коэффициента децимации, а допустимо ли это для заданного уровня шумов в полосе, я не считал), генератор тоже шумел. 100мкВ RMS шума АЦП был измерен при неподключенном входе модуля и минуя DDC. Кроме того, у АЦП при наличии шума на входе, соизмеримого с минимум 1 ЕМР, есть свойство "вытягивать" сигналы, которые по уровню значительно (раз в 10) меньше ЕМР. Но смысл не в этом, а в том, о чем тут уже говорили, - при определённых условиях (очень на пальцах, но чем меньше полоса сигнала по сравнению с частотой дискретизации, тем лучше) последующей обработкой эффективную разрядность уже условного АЦП вытянуть можно. В приведенном мной примере прибавка была примерно в 6 разрядов. Это, кстати, относится и к однорязрядным АЦП (компараторам). Там, правда, есть еще одно (ИМХО, экспериментально полученное) правило, но это уж другая песня. Вот насчет прибавки в 6 разрядов - это самообман. Реально это 4. Остальное все понятно. Интересно услышать про экспериментально полученное правило (если это не ноу-хау). Цитата(Stanislav @ Feb 16 2008, 02:42)  Вкратце: 1. Передискретизация с последующей НЧ фильтрацией в цифрЕ, при наличии достаточно мощного (~0,3-0,5 МЗР СКЗ) белого в полосе преобразования шума способна уменьшить шумы дискретизации примерно в  , где  - степень передискретизации. Вопрос увеличения разрешающей способности больше философский; на мой взгляд, правильно его определить количеством возможных выходных состояний системы. Это эквивалентно увеличению двоичной разрядности на  . Впрочем, на данном положении не настаиваю - статистический подход через плечо не перебросишь. 2. Для увеличения точности за счёт уменьшения дифференциальной нелинейности АЦП (о ней почему-то все забыли) шум нужно делать несколько бОльшим (~1-2 МЗР СКЗ). Степень передискретизации, если шум именно белый в полосе, нужно делать также более высокой, для ослабления влияния шума на результаты преобразования. 3. Для того, чтобы увеличить шумы дискретизации АЦП при меньших степенях оверсэмплинга, шум нужно подмешивать внеполосный, т.е., который не залезает в интересующую нас спектральную область. Тогда отношение  удаётся во много раз превысить, и приблизиться к заветному  увеличению числа эффективных разрядов. Да и я об этом. PS. Единственное, что могу сказать, корень квадратный - это без проблем, а логарифм - это от лукавого.
|
|
|
|
|
Feb 18 2008, 10:44
|
Бывалый
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 584
Регистрация: 7-08-07
Пользователь №: 29 615

|
Цитата(Designer56 @ Feb 18 2008, 13:34)  Ну так имеется ввиду статистически, в среднем. Смотря по какому объему выборок/периоду интегрирования смотреть. Все равно если на входе системные нч шумы, то приходится это долго делать, N получается в этом случае большая. Это понятно. На примере. Для 256 выборок. Корень квадратный = 16 раз или 4 разряда, а логарифм - 8 разрядов. 6 разрядов - саломоново решение. Тут видна разница между: - пессимистами - 4 разряда: - реалистами - 6 разряда; - оптимистами - 8 разрядов.
|
|
|
|
|
Feb 18 2008, 11:03
|
Бывалый
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 584
Регистрация: 7-08-07
Пользователь №: 29 615

|
Цитата(Designer56 @ Feb 18 2008, 13:47)  При сужении полосы в 256 раз ( по количеству выборок) полоса в частотной области сужается в 128 раз. Все сходится вроде бы... С частотной полосой все ясно. Речь немного о другом. Пусть для начала имеем постоянный сигнал. Его измеряем 256 раз, т.е. имеем выборку из 256 значений. Отклонения от среднего (среднеквадратичного) подчиняются закону нормального распределения погрешности (т.е. чем больше отклонение, тем реже и наоборот) причем в этой формуле есть квадратная зависимость (экслоненциальная там тоже есть, но понимание этой формулы не для среднего ума ). Я в первую очередь имею ввиду себя. http://teorver-online.narod.ru/teorver33.html
|
|
|
|
|
Feb 18 2008, 11:30
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 450
Регистрация: 21-12-06
Пользователь №: 23 757

|
Цитата(Stanislav @ Feb 16 2008, 02:42)  ... и приблизиться к заветному  увеличению числа эффективных разрядов. Дело наверно и есть в том, что понимать под эффективным числом разрядов. Число возможных значений повысить ес-но можно, это банально. Но, ежели 10 битный АЦП имеет интегральную нелинейность (ИН) +-1МЗР, то соответствующий "16 битный" будет иметь +-64МЗР ИН и соответвенно такую же точность. Насколько корректно называть его 16 битным? Подобный подход можно использовать в случаях, где достаточно монотонности, а точность особого значения не имеет.
|
|
|
|
|
Feb 18 2008, 11:37
|
Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 2 932
Регистрация: 13-10-06
Из: Уфа
Пользователь №: 21 290

|
Цитата Но, ежели 10 битный АЦП имеет интегральную нелинейность (ИН) +-1МЗР, то соответствующий "16 битный" будет иметь +-64МЗР ИН и соответвенно такую же точность. Насколько корректно называть его 16 битным? Корректно в смысле разрешающей способности. но, разумеется, говорить, например о "24-битной точности", что здесь довольно часто происходит, ни в какие ворота не лезет.
--------------------
"...Дьяволу ведомо многое не потому, что он- Дьявол, а потому, что он стар..."
|
|
|
|
|
Feb 18 2008, 12:06
|
Бывалый
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 584
Регистрация: 7-08-07
Пользователь №: 29 615

|
Цитата(Alex255 @ Feb 18 2008, 14:30)  Дело наверно и есть в том, что понимать под эффективным числом разрядов. Число возможных значений повысить ес-но можно, это банально. Но, ежели 10 битный АЦП имеет интегральную нелинейность (ИН) +-1МЗР, то соответствующий "16 битный" будет иметь +-64МЗР ИН и соответвенно такую же точность. Насколько корректно называть его 16 битным? Подобный подход можно использовать в случаях, где достаточно монотонности, а точность особого значения не имеет. Нелинейность - нелинейностью остается. Тут ничего не сделаешь. Это инструментальная погрешность, проще говоря. Но есть один интересный моментик. За счет биений отсчетов больших 1 дискреты, она линеаризируется. Проще говоря, интегральная состовляющая больших биений оказывает линеаризирующее влияние. Цитата(GetSmart @ Feb 18 2008, 14:43)  В том-то и дело, что очень часто в реальных ситуациях многоразрядные АЦП приходится применять для большого дин.диапазона, и требования к ним в одном - в монотонности. Для этого можно применять и малоразрядный, но высокоскоростной АЦП (как и в приведённой чуть раньше статье от Analog Devices) с хорошими показателями линейности. Разумеется эту линейность доп. обработкой не поднять, если только это не диф.нелинейность. Не уверен в этом.
|
|
|
|
|
  |
3 чел. читают эту тему (гостей: 3, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|