Как сделать дифференциальное смещение?, Как сделать дифф. смещение для дифф. сигнала. Опции

[MegaVolt]

Имеем выход с трансформатора 100 Ом. Имеем дифф. вход шустрого АЦП 100 Ом. Сигнал не симметричен относительно нуля. Есть медленный ЦАПчик выдающий некое постоянное значение.

Как сделать дифф. смещение для дифф. сигнала. Желательно внося минимальные искажения в сам сигнал.

Решение в лоб - это два усилка. Первый преобразует напряжение ЦАП в дифференциальный сигнал. На втором операционнике суммируем входной сигнал и смещение.

В результате имеем лишний повторитель который добавляет шумы в сигнал.

Собственно может есть другие пути как внести дифф. смещение в дифф сигнал?

[Tanya]

Как сделать дифф. смещение для дифф. сигнала. Желательно внося минимальные искажения в сам сигнал.

Решение в лоб - это два усилка. Первый преобразует напряжение ЦАП в дифференциальный сигнал. На втором операционнике суммируем входной сигнал и смещение.

Будьте любезны - во избежание излишней загрузки мозгов, читающих это, изложите все это более доступными словами и рисунками . Будьте любезны...

[MegaVolt]

Будьте любезны - во избежание излишней загрузки мозгов, читающих это, изложите все это более доступными словами и рисунками . Будьте любезны...

C удовольствием. Какие из высказанных мною слов являются недоступными? С удовольствием разъясню.

Картинки:

Подключение АЦП без смещения. (АЦП взят от балды)



Дифференциальный сигнал.



Реальный сигнал



Нужно из сигнала Б сделать сигнал А в зависимости от некого постоянного напряжения. (Только без инверсии. Картинка с инета по этмому не совсем верная.)

Сообщение отредактировал MegaVolt - Dec 18 2015, 09:06

[prig]

Имеем выход с трансформатора 100 Ом. Имеем дифф. вход шустрого АЦП 100 Ом.
...
Решение в лоб - это два усилка. ...

- "Решение в лоб" - это транформатор со средней точкой. Соответственно, понадобится опорный источник напряжения для средней точки.
- Если входное сопротивление 100 Ом АЦП реализовано в виде внешнего или отключаемого резистора,
можно использовать пару делителей на землю с эквивалентными 50 Ом и запитать их от подходящего опорного источника напряжения.

...
Картинки:

Подключение АЦП без смещения. (АЦП взят от балды)
....

Фантастика...

Есть там смещение. И можно докрутить до потребного.

[MegaVolt]

"Решение в лоб" - это транформатор со средней точкой. Соответственно, понадобится опорный источник напряжения для средней точки.

Не совсем. Вы предлагаете сделать из сигнала Б сигнал Г. А мне нужно из Б сделать А.

Поясню на цифрах.

На входе сигнал S. В дифф виде Vcomm+S/2 и Vcomm-S/2. Если я меняю Vcomm как предлагаете вы задавая смещение средней точки я получу на выходе Vcomm+X+S/2 и Vcomm+X-S/2. Или если их вычесть бужет тот же S.

Мне же нужно ввести смещение в сам сигнал. Т.е. из Vcomm+(S/2+Vсм/2) и Vcomm-(S/2+Vсм/2) B вычитая их мы получим S+Vсм. Т.е. смещение самого сигнала.

Мне нужно ввести в сигнал не синфазное смещение а дифференциальное смещение.

[Herz]

Мне нужно ввести в сигнал не синфазное смещение а дифференциальное смещение.

Извиняюсь спросить, а для чего это может быть нужно? Вы хотите добавить в сигнал постоянную составляющую, а не "дифференциальное смещение". Это только ухудшит эффективность преобразования.

[MegaVolt]

Извиняюсь спросить, а для чего это может быть нужно? Вы хотите добавить в сигнал постоянную составляющую, а не "дифференциальное смещение". Это только ухудшит эффективность преобразования.

Сигнал не симметричен относительно нуля. Соответственно возможности АЦП используются не полностью. Если же добавить постоянную составляющую то можно использовать АЦП по максимуму.

Например если сигнал представляет собой короткие импульсы одной полярности то мы теряем практически половину диапазона АЦП. Или 1 бит. Что не есть гуд

[khach]

НЧ дифференциальное смещение делали двухобмоточным трансформатором. Среднюю точку вторисной обмотки делили, по ВЧ обьединяли конденсатором и на каждую полуобмотку подавали постоянное смещение относительно Vref

[MegaVolt]

НЧ дифференциальное смещение делали двухобмоточным трансформатором.

Что значит двухобмоточный? Чем он отличается от обычного?

Среднюю точку вторисной обмотки делили, по ВЧ обьединяли конденсатором и на каждую полуобмотку подавали постоянное смещение относительно Vref

Тот же эффект как я понимаю можно получить поставив после транса разделительные конденсаторы?

Как подвали смещение чтобы оно не влияло на согласование?

[Ariel]

Чтобы "из сигнала Б сделать сигнал А", его просто надо усилить дифференциальным усилителем. Или я не понял задачу?

[Lmx2315]

..на первой приведённой картинке АЦП есть смещение и полнота использования АЦП зависит лишь от уровня входного сигнала, если он недостаточен его надо усилить, сигнал автоматически будет симметричен относительно средней точки.

[MegaVolt]

Чтобы "из сигнала Б сделать сигнал А", его просто надо усилить дифференциальным усилителем. Или я не понял задачу?

..на первой приведённой картинке АЦП есть смещение и полнота использования АЦП зависит лишь от уровня входного сигнала, если он недостаточен его надо усилить, сигнал автоматически будет симметричен относительно средней точки.

Если сигнал в диапазоне от 0 до 2В а АЦП понимает от -1 до +1 то усилением этого не достичь. Нужно именно смещение.

Идея с разделением общей точки трансформатора очень даже удачная. Может есть ещё какие варианты?

[Lmx2315]

Если сигнал в диапазоне от 0 до 2В а АЦП понимает от -1 до +1 то усилением этого не достичь. Нужно именно смещение.

..на приведённой картинке стоит трансформатор который отрезает постоянную составляющую и смещает сигнал от (0 - 2) к (-1 до +1) .

[blackfin]

Если сигнал в диапазоне от 0 до 2В а АЦП понимает от -1 до +1 то усилением этого не достичь. Нужно именно смещение.

Идея с разделением общей точки трансформатора очень даже удачная. Может есть ещё какие варианты?

Возможно, пригодится: AN-1026.

ADC drivers—circuits often specifically designed to provide such signals—perform many important functions, including amplitude scaling, single-ended to differential conversion, buffering, common-mode offset adjustment, and filtering.

И там же приведена ссылка на: DiffAmpCalc™

[MegaVolt]

..на приведённой картинке стоит трансформатор который отрезает постоянную составляющую и смещает сигнал от (0 - 2) к (-1 до +1) .

Да. Но не каждый сигнал лишённый постоянной составляющей симметричен относительно нуля. Для примера вот сигнал: _________/\_______________/\_______________ после транса он будет занимать положительный диапазон и чуть чуть отрицательный. Соответствено если его сдвинуть уже после транса вниз мы сможем достоверно видеть гораздо большие по амплитуде пички. А точнее практически в два раза.

Возможно, пригодится: AN-1026.
И там же приведена ссылка на: DiffAmpCalc™

Увы по этим ссылкам нет ответа на заданный вопрос. Пдфка очень толковая. Софтина глючнейшая Падает от малейшего чиха. Но в ней я тоже не вижу того что нужно.

[Lmx2315]

Да. Но не каждый сигнал лишённый постоянной составляющей симметричен относительно нуля. Для примера вот сигнал: _________/\_______________/\_______________ после транса он будет занимать положительный диапазон и чуть чуть отрицательный. Соответствено если его сдвинуть уже после транса вниз мы сможем достоверно видеть гораздо большие по амплитуде пички. А точнее практически в два раза.

..после трансформатора будет два таких сигнала, инвертированных друг относительно друга и АЦП будет оцифровывать их разность.
Достаточно будет усилить сигнал чтобы максимальная разность занимала весь динамический диапазон АЦП. Ничего смещать не надо.
з.ы.
в приложении файл для LTspice c прохождением сигнала через трансформатор.

Прикрепленные файлы

 Draft1.rar ( 532 байт ) Кол-во скачиваний: 9

 

[MegaVolt]

..после трансформатора будет два таких сигнала, инвертированных друг относительно друга и АЦП будет оцифровывать их разность.
Достаточно будет усилить сигнал чтобы максимальная разность занимала весь динамический диапазон АЦП. Ничего смещать не надо.
з.ы.
в приложении файл для LTspice c прохождением сигнала через трансформатор.

Вот я утверждаю что если в вашей схеме добавить смешение то можно оцифровать вдвое большие входные пички тем же самым АЦП.

По вашей схеме с цифрами:
После транса имеем два диф сигнала. Первый от 0 ... +3 второй 0... -3. Предположим что АЦП способен принять этот дифф сигнал без искажений т.е. на вход АЦП можно подавать сигнал от +3 до -3В. Это означает что полная шкала АЦП от +6 до -6В

Смотрим тот сигнал что получиться после транса он будет от 0 до 6В.

Сравниваем с входным диапазоном АЦП и видим что мы не используем половину диапазона ацп. О чём я и говорил раньше.

И само собой самым логичным оказывается сдвинуть сигнал на входе АЦП вниз. И получить способоность обрабатывать вдвое больший диапазон.

[Herz]

Предположим что АЦП способен принять этот дифф сигнал без искажений т.е. на вход АЦП можно подавать сигнал от +3 до -3В. Это означает что полная шкала АЦП от +6 до -6В

Это что за фокус такой?

[MegaVolt]

Это что за фокус такой?

Где фокус? Если вход пик то пик = 6В то вычитая диф сигналы с этими начениями мы получим два крайних значения либо +6 вольт либо -6вольт. Что не так?

[Lmx2315]

Вот я утверждаю что если в вашей схеме добавить смешение то можно оцифровать вдвое большие входные пички тем же самым АЦП.

..я привёл схему чтобы показать как сигналы на выходе транса выглядят, а смещение там и так должно быть как на вашем рисунке - половина динамического диапазона АЦП.
В своём сообщении выше я хотел сказать что не нужно какого-то "особенного смещения" подстраиваемого под тип обрабатываемых сигналов, для полного использования динамического диапазона , достаточно рекомендованного common-mode voltage.

[MegaVolt]

для полного использования динамического диапазона , достаточно рекомендованного common-mode voltage.

Давайте зайдём с другой стороны. Пусть АЦП выдаёт:
код 0000 если на входе разность сигналов -6В (+in=-3; -in=+3В)
код 8000 если на входе разность сигналов 0 (+in=0; -in=0)
и код FFFF если разность +6В (+in=+3; -in=-3В)

Какие коды выдаст АЦП если его подключить к вашей схеме сразу после транса?

Предположу что как то так: XXXXXYYYXXXXXXYYY
Вот чему по вашему равны X и Y

[MegaVolt]

Кстати вот ещё вариант. Схемы когда можно задать на каждую линию своё смещение.