|
Sigma-delta ADC vs. аналоговый интегратор. |
|
|
|
Oct 23 2005, 11:05
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 312
Регистрация: 21-10-05
Пользователь №: 9 952

|
[/quote] Для чего же тогда, по-вашему, перед любым АЦП необходимо ставить фильтр защиты от наложения спектров? [/quote] Да это всё понятно. Не понятно только, почему внутри ДС-АЦП стоит очень качественный 60%, а не 50% фильтр? Не поверю, что просто не получилось. Тут какие-то другие мотивы. Позвольте Вам вопрос. Беру ДС-АЦП, подаю на него сигнал с полосой 100кГц (из них мне нужны только 20кГц полосы, но это уже потом). Первый делитель ДС-АЦП на 512, тактовая частота ДС-АЦП 25МГц, второй делитель на 1. Вопрос - чему равна частота Найквиста и частота дискретизации в этом случае? Из Вашего объяснения терминов, если честно, не понял.
|
|
|
|
|
Oct 23 2005, 15:10
|

Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 185
Регистрация: 26-10-04
Из: Moscow, Zelenograd
Пользователь №: 987

|
Если в общем, то в СД АЦП есть только две частоты... 1)Oversampling (sampling) freq - частота передискретизации, частота дискретизации, тактовая частота. Это частота выходных данных СД модулятора. 2) частота Найквиста = Oversampling (sampling) freq/OSR, где OSR (Oversampling ratio) - коэффициент передискретизации. OSR, как правило, зафиксирован. В принципе, Oversampling freq(OF) и OSR определяют входную полосу сигнала, которая может изменяться путем масштабирования OF, это справедливо только для модуляторов на основе фильтров на ПК. Выходная частота формируется фильтром-дециматором и, как правило, понижается до частоты Найквиста. Кстати, есть СД АЦП, в которых может изменяться не только OF, но и OSR. В этом случае программируются и коэффициенты фильтров, входящих в состав СД модулятора. Цитата Да это всё понятно. Не понятно только, почему внутри ДС-АЦП стоит очень качественный 60%, а не 50% фильтр? Не поверю, что просто не получилось. Тут какие-то другие мотивы. Невозможно же создать идеальный цифровой фильтр... ИМХО, идут на компромисс между наклоном АЧХ(порядок фильтра) и занимаемой им площади на кристалле. Цитата подаю на него сигнал с полосой 100кГц (из них мне нужны только 20кГц полосы, но это уже потом). Первый делитель ДС-АЦП на 512, тактовая частота ДС-АЦП 25МГц, второй делитель на 1. Вопрос - чему равна частота Найквиста и частота дискретизации в этом случае? Что подразумевается под первым и вторым делителем? Частота Найквиста СД АЦП определяется как 25 МГц/OSR(512)?=50 КГц Т.е. max входная полоса АЦП - 25 КГц.
|
|
|
|
|
Oct 24 2005, 19:47
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 312
Регистрация: 21-10-05
Пользователь №: 9 952

|
Цитата(KMC @ Oct 23 2005, 18:10) Если в общем, то в СД АЦП есть только две частоты... 1)Oversampling (sampling) freq - частота передискретизации, частота дискретизации, тактовая частота. Это частота выходных данных СД модулятора. 2) частота Найквиста = Oversampling (sampling) freq/OSR, где OSR (Oversampling ratio) - коэффициент передискретизации. OSR, как правило, зафиксирован. В принципе, Oversampling freq(OF) и OSR определяют входную полосу сигнала, которая может изменяться путем масштабирования OF, это справедливо только для модуляторов на основе фильтров на ПК. Выходная частота формируется фильтром-дециматором и, как правило, понижается до частоты Найквиста. Кстати, есть СД АЦП, в которых может изменяться не только OF, но и OSR. В этом случае программируются и коэффициенты фильтров, входящих в состав СД модулятора. Цитата Да это всё понятно. Не понятно только, почему внутри ДС-АЦП стоит очень качественный 60%, а не 50% фильтр? Не поверю, что просто не получилось. Тут какие-то другие мотивы. Невозможно же создать идеальный цифровой фильтр... ИМХО, идут на компромисс между наклоном АЧХ(порядок фильтра) и занимаемой им площади на кристалле. Цитата подаю на него сигнал с полосой 100кГц (из них мне нужны только 20кГц полосы, но это уже потом). Первый делитель ДС-АЦП на 512, тактовая частота ДС-АЦП 25МГц, второй делитель на 1. Вопрос - чему равна частота Найквиста и частота дискретизации в этом случае? Что подразумевается под первым и вторым делителем? Частота Найквиста СД АЦП определяется как 25 МГц/OSR(512)?=50 КГц Т.е. max входная полоса АЦП - 25 КГц.
Не буду больше придераться к Вашим словам, а то наша дискуссия далеко зайдет. Но, как мне кажется, на приведенной Вами схеме над поменять местами дециматор с ФНЧ. Первый и второй делитель это в Вашей терменологии OSR и что-то типа OF, например в CS5361. Но непонятки всё таки остались. С одной стороны частота Найквиста для приведенных данных, по Вашим словам, должна быть 200кГц (удвоенная полоса входного сигнала), а с бругой стороны она, опять же по Вашим словам, =50кГц. И Вы, как я понял, совершенно не допускаете, чтобы на вход ДС-АЦП с приведенными параметрами подавался сигнал с полосой в 100кГц. Тогда почему? Или мы говорим о разных вещах?
|
|
|
|
|
Oct 25 2005, 14:06
|
Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 2 563
Регистрация: 8-04-05
Из: Nsk
Пользователь №: 3 954

|
Цитата(monya @ Oct 19 2005, 01:10) На выходе интегратора получите интеграл от функции на входе. (sin-> - cos) Каким аналоговым интегратором Вы пользуетесь? На практике, часто тяжело получить идеальный инегратор с частотной функцией 1/s, из за неидеальностей различного рода получается 1/(s+A), что есть фильтр низких частот. Вот если воспользоваться интегратором на переключаемых конденсаторах (или токовая (MOSFET) версия на переключаемых токах) то возможно получить приличный интегратор, добавьте к этому дискретизатор и обратную связь вот вам и сигма-дельта первого порядка.
А вы пробовали в Симуллинке промоделировать? Там даже можно и шум прибавить. Очень солидно получается. а может кто-нибудь популярно объяснить чем интегратор на переключаемых емкостях лучше обычного на операционнике? большие частоты переключения => маленькие емкости => утечки и набросы ключей должны все изгадить?? опять же во время фазы когда сбрасывается заряд с первого входного конденсатора, сигнал со входа не интегрируется => интеграл можно насчитать неправильно, если что-нибудь интересное на входе произойдёт пока мы заряд сбрасываем, хотя наверное можно взять два конденсатора, которые в противофазе будут подключаться то ко входу то к "интегратору" Цитата(jasper) Обратите внимание на микросхемы DDC112 и DDC114 от Texas Instruments. Возможно, они помогут решить вашу проблему. да это интересно, спасибо. я их что-то проглядел когда смотрел кто какие СД АЦП вообще делает.
|
|
|
|
|
Oct 26 2005, 09:08
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 130
Регистрация: 25-03-05
Из: Edinburgh,UK
Пользователь №: 3 683

|
Цитата(_pv @ Oct 25 2005, 14:06) а может кто-нибудь популярно объяснить чем интегратор на переключаемых емкостях лучше обычного на операционнике? большие частоты переключения => маленькие емкости => утечки и набросы ключей должны все изгадить?? опять же во время фазы когда сбрасывается заряд с первого входного конденсатора, сигнал со входа не интегрируется => интеграл можно насчитать неправильно, если что-нибудь интересное на входе произойдёт пока мы заряд сбрасываем, хотя наверное можно взять два конденсатора, которые в противофазе будут подключаться то ко входу то к "интегратору" Ну если популярно то так. В схемах на переключаемых конденсаторах функция схемы зависит от отношения конденсаторов (С1/C2). Практически такое отношение легче реализовать, более точная и менее зависимая от паразитных эффектов, чем скажем схема на RC элементах, в которых точность зависит от абсолютного значения резистора и конденсатора. К тому же схемы на переключаемых конденсаторах зависят от тактовой частоты, можно управлять функцией схемы (в определённых пределах). Наличие тактовой частоты, так же позитивно с точки зрения низких частот, не нужны компоненты с большими абсолютными значениями.
|
|
|
|
|
Oct 26 2005, 16:53
|

Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 185
Регистрация: 26-10-04
Из: Moscow, Zelenograd
Пользователь №: 987

|
Цитата Но непонятки всё таки остались. С одной стороны частота Найквиста для приведенных данных, по Вашим словам, должна быть 200кГц (удвоенная полоса входного сигнала), а с бругой стороны она, опять же по Вашим словам, =50кГц. И Вы, как я понял, совершенно не допускаете, чтобы на вход ДС-АЦП с приведенными параметрами подавался сигнал с полосой в 100кГц. Тогда почему? Или мы говорим о разных вещах? Про 200 кГц я нигде не упоминал. Имелась в виду входная полоса СД АЦП равная 25 кГц. Вы можете на него подавать сигнал полосой хоть 10 МГц, но все, что выше 25 кГц отфильтруется цифровым фильтром и antialiasing-фильтром. Вот здесь все просто и подробно описывается на русском про сигма-дельта АЦП. Думаю, на многие вопросы найдете ответы:
|
|
|
|
|
Oct 28 2005, 20:04
|

Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 185
Регистрация: 26-10-04
Из: Moscow, Zelenograd
Пользователь №: 987

|
Оригинал на английском находится здесь: http://www.analog.com/processors/training/...techniques.htmlНа русском, к сожалению, не смог найти (по-моему, находится на том же сайте). Действительно, изложено все просто и красиво... При реальном же проектировании сталкиваются с большим количеством подводных камней. ИМХО, чтобы сделать по настоящему стоящий СД АЦП требуется хорошая команда квалифицированных специалистов.
|
|
|
|
|
Oct 28 2005, 22:25
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 312
Регистрация: 21-10-05
Пользователь №: 9 952

|
На русском, как мне кажется, в не очень качественном переводе, Вы мне ссылку дали. У Погребного (сейчас лень ссылку искать) дельта-модуляция определяется не как наука, а как религия. То есть, при всей кажущейся линейности модулятора, всё это жесткая нелинейка, теория которой основана только на экспериментальных данных. И все линейные модели дельта (сигма) модуляторов - суть есть некие танцы с бубном. Почему, например, у линейного дельта-модулятора мощность шума преобразования в частотной области несколько больше в полосе, чем у дельта-сигма модулятора 1-го, 2-го и прочих порядков? А у адаптивного дельта-модулятора? Ну а формула в статье - чистая профанация экспериментальной науки. А, ить, писал статью один из деятелей технической поддержки Analog Devices, как я понял. Но Analog Devices к таким изыскам относися весьма сдержанно, пока их не припрешь к стенке. Потом они извиняются, признают свои ошибки, обещают всё исправить, но в умы подрастающего поколения информация уже вложена. А список замеченных опечаток, или "Errata" по-ихнему, почти ни кто не читает. Так что не стоит аппелировать к статьям сомнительного содержания. Тем паче рекомендовать их (статьи) к изучению с целью познания основ.
|
|
|
|
|
Oct 31 2005, 17:27
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(monya @ Oct 26 2005, 12:08) Цитата(_pv @ Oct 25 2005, 14:06) ...хотя наверное можно взять два конденсатора, которые в противофазе будут подключаться то ко входу то к "интегратору" Ну если популярно то так. В схемах на переключаемых конденсаторах функция схемы зависит от отношения конденсаторов (С1/C2). Практически такое отношение легче реализовать, более точная и менее зависимая от паразитных эффектов, чем скажем схема на RC элементах, в которых точность зависит от абсолютного значения резистора и конденсатора. К тому же схемы на переключаемых конденсаторах зависят от тактовой частоты, можно управлять функцией схемы (в определённых пределах). Наличие тактовой частоты, так же позитивно с точки зрения низких частот, не нужны компоненты с большими абсолютными значениями. Да, и еще. На первом переключаемом кондере делается устройство выборки-хранения (о нем как-то забыли).
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
2 чел. читают эту тему (гостей: 2, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|