Повышение разрядности АЦП, путем деления сигнала. Опции

[Sinoptic555]

Подскажите, кто-нибудь пробовал делить входной сигнал идущий на АЦП. для того чтобы подать части одного сигнала на несколько каналов АЦП в MSP430. Таким образом, можно повысить разрядность АЦП встроенными средствами.

На пример, сигнал с датчика 4 Вольта делим на 2 + 2 Вольта (относительно общего 0, так чтобы удовлетворить требованиям SAR12 в MSP430). Таким образом повышаем количество разрядов АЦП в 2 раза с 12 до 24. В общем, при уровне сигнала между 2 – 4 В на одном из каналов 2В, а на втором 0-2В (анализируем канал); при уровне сигнала 0-2В на АЦП анализируется другой канал.

Пытаюсь применить операционные усилители для деления сигнала (расчитываю), но там проблема возникает при переходе с одного канала на другой, так как достигается 0, а питание с батарей однополярное. Может кто-то посоветует еще способ поделить сигнал.

Сообщение отредактировал Sinoptic555 - Nov 18 2006, 17:41

[Владимир]

На пример, сигнал с датчика 4 Вольта делим на 2 + 2 Вольта (относительно общего 0, так чтобы удовлетворить требованиям SAR12 в MSP430). Таким образом повышаем количество разрядов АЦП в 2 раза с 12 до 24. В общем, при уровне сигнала между 2 – 4 В на одном из каналов 2В, а на втором 0-2В (анализируем канал); при уровне сигнала 0-2В на АЦП анализируется другой канал.

Ну загнули. Уж не с 12 до 24 а с 12 до 13.
Игра не стоит ничего. Родной АЦП и 12 не тянет. 2 разряда и так скачут, если верит PDF/ Да и практика показываеттоже, и даже хуже

[rezident]

Простым делением сигнала увеличить разрядность АЦП никак не получится. Тем более до 24! Разрядность можно ненамного увеличить математическими методами. Мы увеличивали примерно до 13,5 разрядов путем усреднения по нескольким результатам измерений. При этом диапазон входного сигнала желательно растягивать на всю измерительную шкалу АЦП, которая ограничивается VREF- и VREF+. Иначе получите те же 12 разрядов в лучшем случае.

[Dog Pawlowa]

Может кто-то посоветует еще способ поделить сигнал.

Уже советовали Вам применить получше АЦП.
А метод тупиковый - потери точности на смещении операционников съедят и один бит, с таким трудом добытый.

[Прохожий]

Простым делением сигнала увеличить разрядность АЦП никак не получится. Тем более до 24! Разрядность можно ненамного увеличить математическими методами. Мы увеличивали примерно до 13,5 разрядов путем усреднения по нескольким результатам измерений. При этом диапазон входного сигнала желательно растягивать на всю измерительную шкалу АЦП, которая ограничивается VREF- и VREF+. Иначе получите те же 12 разрядов в лучшем случае.

А нельзя ли по подробнее про усреднение?
Я, к примеру, мыслю следующим образом:
1. Берем 18 последовательных измерений.
2. Отбрасываем максимальное и минимальное значения.
3. То, что осталось складываем.
4. Полученный результат делим на 8.
В итоге получаем увеличение разрядности на 1 разряд. Таким же образом можно получить увеличение разрядности и на 2 и на 3 разряда.
Можно делать это в динамике после каждого измерения. В этом случае новое измерение добавляется к массиву, а самое старое исключается из него.
Вопрос следующий. Будет ли это математически правильно? Будут ли полученные таким образом младшие разряды, отражать реальную действительность или они будут зависеть от погоды на северном полюсе?

[rezident]

На пример, сигнал с датчика 4 Вольта делим на 2 + 2 Вольта (относительно общего 0, так чтобы удовлетворить требованиям SAR12 в MSP430). Таким образом повышаем количество разрядов АЦП в 2 раза с 12 до 24.

Извиняюсь за оффтопик, но эти два предложения мне напомнили недавнюю историю, рассказанную знакомым консультантом, который работает в магазине, торгующим радиодеталями. Знакомый мой с большим чувством юмора и комментировать смайликами его историю я специально не буду. Следует просто вникнуть в комизм ситуации и логику мышления плохо образованного покупателя (задача продавца - продать, поэтому его логику можно тут не учитывать).
Приходит в магазин юноша и просит продать ему переменный резистор 10кОм-47кОм. Не в диапазоне от 10к до 47к, а именно такой у которого сопротивление меняется от 10кОм до 47кОм. Продавец вызывает консультанта. Консультант огорчает юношу, что таких резисторов у них в продаже нет, все переменные резисторы имеющиеся в продаже имеют диапазон от нуля Ом. И уходит. Через некоторое время продавец опять вызывает консультанта, т.к. юноша настойчивый. Консультант объясняет, что такие резисторы наверное могут изготовить, но только по спецзаказу в количестве не менее 1000 штук и только за рубежом. И опять уходит. Через некоторое время он, проходя мимо прилавка видит, как радостный юноша что-то наконец покупает. Покупатель сообщает консультанту, что они с продавцом решили-таки проблему. Консультант интересуется, как именно? Юноша сообщает, что он купил полосковый переменный резистор на 47кОм и собирается дома отпилить у него часть резистора, соответствующую примерно 10кОм.

[rezident]

А нельзя ли по подробнее про усреднение?
Я, к примеру, мыслю следующим образом:
1. Берем 18 последовательных измерений.
2. Отбрасываем максимальное и минимальное значения.

Зачем? Зачем отбрасывать что-то?

3. То, что осталось складываем.
4. Полученный результат делим на 8.

Почему на 8? Делить нужно на количество измерений. Именно так считается среднее арифметическое.

В итоге получаем увеличение разрядности на 1 разряд. Таким же образом можно получить увеличение разрядности и на 2 и на 3 разряда.

Ничего подобного. Усреднением, можно добиться увеличения лишь на 1-2 доп. разряда, усредняя полезный сигнал на фоне шумов или другого сигнала. Иногда для этого в полезный сигнал специально подмешивают помеху с широким спектром. Постоянный сигнал (постоянное напряжение) точнее, чем вес младшего разряда при имеющейся разрядности АЦП измерить нельзя.

Можно делать это в динамике после каждого измерения. В этом случае новое измерение добавляется к массиву, а самое старое исключается из него.

Это будет уже среднее скользящее.

Вопрос следующий. Будет ли это математически правильно? Будут ли полученные таким образом младшие разряды, отражать реальную действительность или они будут зависеть от погоды на северном полюсе?

Это зависит от того, что вы хотите? Тип фильтрации сигнала зависит от спектра измеряемого сигнала и шума, от которого нужно избавится.

По ссылке можете посмотреть про типы и реализацию цифровых фильтров.
http://www.may.nnov.ru/mak/DSP/Contents.shtml

[Владимир]

Простым делением сигнала увеличить разрядность АЦП никак не получится. Тем более до 24! Разрядность можно ненамного увеличить математическими методами. Мы увеличивали примерно до 13,5 разрядов путем усреднения по нескольким результатам измерений. При этом диапазон входного сигнала желательно растягивать на всю измерительную шкалу АЦП, которая ограничивается VREF- и VREF+. Иначе получите те же 12 разрядов в лучшем случае.

Тоже так делаем. И тоже получаем.
Но есть нюанс
Пожаловались ка кто.
Поставили на прогон.
Неделю стоял прибор со сверх медленным изменение датчика(самоостывание в термостате). Так вот ночью, когда шума нет по сети итп. веден резкий переход от одного кода к соседнему. Днем- нет
А это теоретически уже не выйгрыш.
ГПИ не пройдешь

[Прохожий]

Зачем? Зачем отбрасывать что-то?

Так делают в мат. статистике. Перед проведением стат. анализа из произвольной выборки удаляют максимальный и минимальный элементы.

Почему на 8? Делить нужно на количество измерений. Именно так считается среднее арифметическое.

Мне не нужно среднее арифметическое. Мне нужно получить квази-увеличение разрядности. Смотрите:
Было 18 измерений. Отбросили 2. Осталось 16. Просуммировали 16 измерений и получили число, занимающее, в общем случае, на 4 разряда больше, чем каждое из измерений. Не секрет, что деление на 8 выполняется с помощью сдвига числа вправо на 3 разряда. Таким образом, мы получаем увеличение разрядности результата измерений на один разряд и заодно некоторое усреднение этого результата.

Постоянный сигнал (постоянное напряжение) точнее, чем вес младшего разряда при имеющейся разрядности АЦП измерить нельзя.

А как же Ваш тезис об увеличении разрядности на 1-2 разряда?

По ссылке можете посмотреть про типы и реализацию цифровых фильтров.

Спасибо за ссылку, но в данном случае речь не о методах фильтрации (я с ними знаком, хотя и не очень глубоко), а о математически непротиворечивых методах увеличения разрядности АЦП за счет обработки некоторого числа последовательных измерений.

[rezident]

Зачем? Зачем отбрасывать что-то?

Так делают в мат. статистике. Перед проведением стат. анализа из произвольной выборки удаляют максимальный и минимальный элементы.

Дык выборка-то НЕ произвольная. В нашем случае мы привязывали период усреднения группы выборок к частоте промышленной сети 50Гц.

Почему на 8? Делить нужно на количество измерений. Именно так считается среднее арифметическое.

Мне не нужно среднее арифметическое. Мне нужно получить квази-увеличение разрядности. Смотрите:
Было 18 измерений. Отбросили 2. Осталось 16. Просуммировали 16 измерений и получили число, занимающее, в общем случае, на 4 разряда больше, чем каждое из измерений. Не секрет, что деление на 8 выполняется с помощью сдвига числа вправо на 3 разряда. Таким образом, мы получаем увеличение разрядности результата измерений на один разряд и заодно некоторое усреднение этого результата.

Это ваше личное чисто умозрительное заключение. Без характеристики измеряемого сигнала вот так с наскоку сделать заключение о реальном количестве разрядов довольно трудно. У нас заключение о 13,5 разрядах было получено по результатам эксперимента/измерений.

Постоянный сигнал (постоянное напряжение) точнее, чем вес младшего разряда при имеющейся разрядности АЦП измерить нельзя.

А как же Ваш тезис об увеличении разрядности на 1-2 разряда?

Дык вы внимательно читаете или как? Математически можно реализовать эквивалент увеличения разрядности измерения АЦП переменного сигнала на фоне шума. Это соответствует увеличению SNR. Постоянный сигнал (постоянное напряжение) квантовать на бОльшее, чем может АЦП, число состояний нельзя.

[Dr.NoA]

Мне не нужно среднее арифметическое. Мне нужно получить квази-увеличение разрядности. Смотрите:
Было 18 измерений. Отбросили 2. Осталось 16. Просуммировали 16 измерений и получили число, занимающее, в общем случае, на 4 разряда больше, чем каждое из измерений. Не секрет, что деление на 8 выполняется с помощью сдвига числа вправо на 3 разряда. Таким образом, мы получаем увеличение разрядности результата измерений на один разряд и заодно некоторое усреднение этого результата.

Очень интересно. Я правильно понимаю, что для вашего примера получается, что если после суммирования 16 отсчетов вообще ничего не делить и не сдвигать, то получим увеличение разрядности на 4 бита? Тогда можно вообще на сколько угодно увеличивать разрядность.
Замечательный метод.

[Прохожий]

Дык выборка-то НЕ произвольная. В нашем случае мы привязывали период усреднения группы выборок к частоте промышленной сети 50Гц.

Но я то про это не знал, когда задавал вопрос.

Это ваше личное чисто умозрительное заключение. Без характеристики измеряемого сигнала вот так с наскоку сделать заключение о реальном количестве разрядов довольно трудно.

Дык, никто с наскоку заключения и не делал. Я просто спрашивал можно так делать или нет.

У нас заключение о 13,5 разрядах было получено по результатам эксперимента/измерений.

А вот с этого места, если можно, поподробнее. Про методику получения заключения о 13,5 разрядах по результатам эксперимента/измерений. Если это не секрет.

Дык вы внимательно читаете или как?

Давайте без эмоций. Ну пропустил я что-то. Время позднее... Читаю как могу.

Математически можно реализовать эквивалент увеличения разрядности измерения АЦП переменного сигнала на фоне шума. Это соответствует увеличению SNR. Постоянный сигнал (постоянное напряжение) квантовать на бОльшее, чем может АЦП, число состояний нельзя.

Сразу три вопроса:
1. Где взять информацию про реализацию эквивалента увеличения разрядности измерения АЦП переменного сигнала на фоне шума?
2. Совершенно постоянного сигнала в природе нет. С какой частоты сигнал является постоянным.
3. Нельзя ли сделать так. Отдельно измерить постоянную и переменную составляющие. Затем по Вашей методике увеличить разрядность переменной составляющей, оставив постоянную в покое?

[Прохожий]

Мне не нужно среднее арифметическое. Мне нужно получить квази-увеличение разрядности. Смотрите:
Было 18 измерений. Отбросили 2. Осталось 16. Просуммировали 16 измерений и получили число, занимающее, в общем случае, на 4 разряда больше, чем каждое из измерений. Не секрет, что деление на 8 выполняется с помощью сдвига числа вправо на 3 разряда. Таким образом, мы получаем увеличение разрядности результата измерений на один разряд и заодно некоторое усреднение этого результата.

Очень интересно. Я правильно понимаю, что для вашего примера получается, что если после суммирования 16 отсчетов вообще ничего не делить и не сдвигать, то получим увеличение разрядности на 4 бита? Тогда можно вообще на сколько угодно увеличивать разрядность.
Замечательный метод.

Господа! Что Вы меня постоянно в чем то обвиняете? Я отнюдь не дурак и прекрасно понимаю, что метод, родившийся буквально час назад не может быть абсолютно верным. Но допустить что что-то в этом есть я имею право?

[rezident]

А вот с этого места, если можно, поподробнее. Про методику получения заключения о 13,5 разрядах по результатам эксперимента/измерений. Если это не секрет.

Сигнал, измеренный с точностью около 1/12000 от величины напряжения опоры эквивалентен примерно 13,5 разрядам АЦП. Так будет понятно?

Сразу три вопроса:
1. Где взять информацию про реализацию эквивалента увеличения разрядности измерения АЦП переменного сигнала на фоне шума?

Вот привязались к разрядности! Давайте изменим формулировку и будем оперировать не разрядностью АЦП, а точностью измерения сигнала. В конце-концов разрядность АЦП ограничивает точность с которой можно квантовать измеряемый сигнал относительно опорного и назначать ему величину соответствующую дискретным состояниям этого опорного сигнала.

2. Совершенно постоянного сигнала в природе нет. С какой частоты сигнал является постоянным.

Куда это вас понесло? Вы хотите дойти до определения точки? Ну тогда давайте будем считать постоянным такой сигнал, который не изменяется за период времени наблюдения.

3. Нельзя ли сделать так. Отдельно измерить постоянную и переменную составляющие. Затем по Вашей методике увеличить разрядность переменной составляющей, оставив постоянную в покое?

Можно конечно разделить переменную и постоянную составляющую сигнала. И измерять их по отдельности тоже можно. Более того, так довольно часто делают. Вопрос лишь в том, что именно вам требуется-то? Увеличение разрядности это ведь не самоцель, а лишь прием для увеличения точности измерения при ограниченных возможностях аппаратуры.

P.S. вдогонку, чтобы заранее исключить другие не очень умные вопросы.
Измерить означает сравнить с чем-либо.
АЦП сравнивает измеряемый сигнал с какой-либо долей опорного сигнала. Разрядность АЦП определяет эту самую долю опоры относительно которой дискретизируется измеряемый сигнал.

[Прохожий]

Значит получается так, что имея на руках 10 разрядный АЦП. Я могу получить точность только 1/1024 от напряжения опоры. Методики получения точности 1/4096 от напряжения опоры с помощью 10 разрядного АЦП из постоянного сигнала не существует. Так?

P.S. вдогонку, чтобы заранее исключить другие не очень умные вопросы.

А где Вы видели у дураков умные вопросы ?

[shasik]

Напоминает разговор глухого с немым.
rezident и Прохожий говорят, о разных вещах. По-моему Прохожий под рязрядностью понимает просто абсолютное значение числа, полученного от АЦП. Т.е. если АЦП вместо 1023 будет выдать 65535, то будет счастье. Отсюда и предложение делить на 8.

Возникает вопрос: если результат АЦП - 24 бита, при этом при постоянном уровне сигнала имеется разброс показаний +/-512, понравятся ли вам такие 24 бита. Видели в pdf-ах на АЦП такой параметр как количество "нешумящих" разрядов (sorry за волность перевода)?

Вам предлагают следующее: если есть смесь сигнала с шумом, то неизбежно будет какой-то "дребезг" показаний даже идеального АЦП. Этот дребезг определяется дисперсией шума. Но как правило шум имеет нулевое мат. ожидание, т.е. если в идеале сложить много-много-много измеренных показаний АЦП, то мы можем получить "чистый сигнал", т.к. сумма всех отсчетов шума даст 0. Это в идеале. Но выше головы этот метод прыгнуть не даст. Для получения идеального нуля, необходимо сложить бесконечное количество отсчетов. Это еще на первом курсе в голову вбивают: можно разменять скорость на точность (вероятность ошибки). Разрядность при этом не повышается, снижается количество "шумовых" битов. Так надеюсь понятнее.

А если Прохожему нужна научная база для исследований, то поистине кладезем ответов для него будет любой учебники по статистической радиотехнике и теории кодирования. Там же можно найти и формулы по оптимальному отношению сигнал/шум для многих-многих случаев. Читайте, а через пару лет приходите снова.

Сообщение отредактировал shasik - Nov 19 2006, 03:15

[Прохожий]

Откуда столько эмоций? Непонятно... Я может быть вообще не учил эту... как его там... статистическую радиотехнику. Поэтому и спрашиваю.
За ответ, тем не менее, спасибо.

[vvs157]

Разрядность при этом не повышается, снижается количество "шумовых" битов. Так надеюсь понятнее.

А как же тогда работает сигма-дельта АЦП? У них повышение разрядности как раз обеспечивается путем увеличения интервала усреднения.

[Oldring]

Давайте не путать повышение разрядности с улучшением других параметров АЦП. Если нужно только увеличить разрядность - это можно сделать очень просто. Нужно дописать к показанию АЦП в конце сотню-другую нулей, и получится самый высокоразрядный АЦП в мире

И, кстати, если в конце приписать сотню-другую не нулей, а случайных битов, то получим АЦП с самым лучшим в мире значением параметра "No missing codes"

[shasik]

А как же тогда работает сигма-дельта АЦП? У них повышение разрядности как раз обеспечивается путем увеличения интервала усреднения.

Ну, что будем стрелять из пушки по зайцам? Ну тогда, в свою очередь, могу сказать, что в SD ADC не усреднение, а фильтрация. Надеюсь, согласитесь, что это немного разные процессы. А насчет SD я и говорю: размениваем скорость на точность. Наглядный пример из жизни: некоторые советские спутники каждую фотографию планет солнечной системы передавли несколько часов, что компенсировало очень низкое отношение сигнал/шум и давало очень четкие фотографии.
Человек решил делить на 8, а вы ему в ответ теорию дискретизации, квантования и пр. Издеваетесь? Здесь же шла речь про встроеный SAR (вроде бы).

[Dog Pawlowa]

Смешно. Книжек полно, так нужно напрягаться и эмоционировать :-) И за час изобретать "новые" методы

1. "В АЦП все должно быть прекрасно".
Обычно параметры АЦП так соответствуют друг другу, что само по себе увеличение разрядности не ведет к увеличению точности. Например, начинает ограничивать нелинейность входных каскадов, влияение входного сопротивления,etc. ИОН, в конце концов. Не удивлюсь, если автор собирается использовать встроенную опору от MSP430. А?

2. Методов достаточно простого увеличения разрядности существует много. Например, подмешивание сигнала с ЦАП. Но см. п1.

3. Я в свое время получил на неинтегральном slope-ADC 15 разрядов. Но это стоило пару месяцев экпериментов, три версии печатной платы. Это время прошло, сейчас выбрал то, что нужно, и счастлив. Нужно назад, к арифмометру?

4. Кстати, а не приходило в голову задуматься, почему же существуют точные АЦП (и дорогие), если это так просто - сложить результаты всех измерений?

[Sinoptic555]

Спасибо кто понял и дал совет. Мой вопрос, наверное, не в том топике - из электроники. Отсюда и некоторое непонимание.

Я неправильно выразился, когда сказал повышение точности с 12 до 24, я имел в виду 12 разрядов + 12 разрядов. 2^12+2^12 = 2^13
Теоретически, простым делением сигнала пополам получаем истинное увеличение точности в 2 раза или на 1 бит АЦП.
Хотя, как видно из обсуждения, метод квантования с усреднением
(от rezident) проще в реализации.

Уже советовали Вам применить получше АЦП.
А метод тупиковый - потери точности на смещении операционников съедят и один бит, с таким трудом добытый.

Мои расчеты с операционными усилителями и эмуляция именно это и показывают. Я и спрашивал о методах, и вообще о возможности, поделить сигнал без операционников, без потерь на смещении, ну и вообще, когда игра стоит свеч.

[otrog]

AVR121: Enhancing ADC resolution by oversampling (118кб)

Думаю это то, что автору надо.

[singlskv]

на www.atmel.com
AN AVR120: Characterization and Calibration of the ADC on an AVR
AN AVR121: Enhancing ADC resolution by oversampling

Все очень подробно расписанно.

P.S. ничего, что я здесь про AVR

--- о, уже опередили

[Sinoptic555]

Помогло
Спасибо, хорошая статья.

[vvs157]

Ну тогда, в свою очередь, могу сказать, что в SD ADC не усреднение, а фильтрация. Надеюсь, согласитесь, что это немного разные процессы.

Усреднение есть частный случай фильтрации
А также см. AN AVR121: Enhancing ADC resolution by oversampling

[Stanislav]

4. Кстати, а не приходило в голову задуматься, почему же существуют точные АЦП (и дорогие), если это так просто - сложить результаты всех измерений?

Простите, но как быть с тем, что существуют точные и недорогие АЦП, в которых делается именно взвешенное сложение отсчётов малой разрядности, (напр., сигма-дельта)?

[Dog Pawlowa]

Простите, но как быть с тем, что существуют точные и недорогие АЦП, в которых делается именно взвешенное сложение отсчётов малой разрядности, (напр., сигма-дельта)?

Это Вы меня простите, все параметры не перечислил. Есть еще другие - быстродействие, потребление, корпус, условия эксплуатации,etc. Выбор, конечно же, производится по всем параметрам.
А что касается сигма-дельта... Вот, использую и AD7683, AD7788. Первый дороже второго раза в три при одинаковом разрешении. Догадайтесь, почему.
Потому что сигма-дельта точные, недорогие, и медленные...

[shasik]

Простите за оффтопик, но задета профессиональная гордость.

Ну тогда, в свою очередь, могу сказать, что в SD ADC не усреднение, а фильтрация. Надеюсь, согласитесь, что это немного разные процессы.

Усреднение есть частный случай фильтрации
А также см. AN AVR121: Enhancing ADC resolution by oversampling

Ну, что займемся буквоедством? Давайте.

Пример из школьной программы по физике. Сформулируйтем второй закон Ньютона. В 99,99% случаев получаешь ответ, что сила равна произведению массы на ускорение. Так вот, с точки зрения здравого смысла это неверно. Правильная формулировка: ускорение прямо пропорционально приложенной силе и обратно пропорционально массе. Т.е. вместо F=ma нужно a=F/m, иначе нарушается "причинно следственная связь", хотя математически все верно, т.е. ток является следствием приложенного напряжения, а не нооборот.

Теперь вернемся к нашим баранам. Усреднение и фильтрация могут давать одинаковые(!) результаты, но они являются процессами разной(!) природы и ни в коем случае не являются частными случаями друг друга. А как же Фильтр скользящего среднего, спросите Вы? Вот именно, что фильтр, со своей частотной и импульсной характеристикой, вычисление которой просто что-то напоминает. Кроме того, усреденение по одной реализации шумового процесса дает то, что именно Вы от него ожидаете, если выполняется ряд условий. Для начала как минимум необходимо согласовать скорость изменения свойств процесса со временем наблюдения, о чем говорил rezident привязываясь к 50 Гц. И не надо тыкать в меня какой-то там pdf-иной, в которой, кстати, есть слова "It is important to remember that normal averaging does not increase the resolution of the conversion", да и шум не менее 1LSB. Чувствует подвох

[Stanislav]

Есть еще другие - быстродействие, потребление, корпус, условия эксплуатации,etc. Выбор, конечно же, производится по всем параметрам.

Мне кажется, верный ответ должен звучать так:
- разрешающая способность практически любого АЦП может быть повышена путём передискретизации;
- точность измерения определяется точностью самогО АЦП и путём передискретизации может быть улучшена только частично (уменьшается дифф. нелинейность). Интегральная нелинейность практически уменьшена быть не может.

А что касается сигма-дельта... Вот, использую и AD7683, AD7788. Первый дороже второго раза в три при одинаковом разрешении. Догадайтесь, почему.
Потому что сигма-дельта точные, недорогие, и медленные...

Позволю себе не согласиться с Вами. Сейчас мультибитовые сигма-дельта имеют частоту выдачи вых. отсчётов в сотни килогерц (даже более мегагерца где-то встречал).
Кроме того автор темы про быстродействие не упоминал...

[Dog Pawlowa]

Мне кажется, верный ответ должен звучать так:

Потому что сигма-дельта точные, недорогие, и медленные...

Позволю себе не согласиться с Вами. Сейчас мультибитовые сигма-дельта имеют частоту выдачи вых. отсчётов в сотни килогерц (даже более мегагерца где-то встречал).
Кроме того автор темы про быстродействие не упоминал...

Но я упоминал цену:-) Видимо, быстрые сигма-дельта АЦП не попали даже в предварительный круг для отбора для типичных моих проектов по этому параметру. А я, как чукча - что вижу, то пою
Строго говоря, сигма-дельта или нет - не так существенно. Или?

[Stanislav]

...Видимо, быстрые сигма-дельта АЦП не попали даже в предварительный круг для отбора для типичных моих проектов по этому параметру.

А аудио не подошли? Дешевле не бывает.

...Строго говоря, сигма-дельта или нет - не так существенно. Или?

Принцип верен для любых АЦП. Кроме того, мультибитовые сигма-дельта - это гибриды собственно сигма-дельта и флеш АЦП/ЦАП. Только в сигма-дельта формирование эквивалентного внеполосного шума осуществляется в модуляторе, а для "обычного" нешумящего АЦП такой шум (dither noise) нужно создавать внешними средствами.

[Smate]

Объясняю на пальцах..Положим что у Вас распрекрасный точно меряющий 12 битовый АЦП и ваше входное значение равно 1000,3 кода АЦП. Так как оно распрекрасное, то в результате 18 измерений Вы получите 18 значений 1000. После отбрасываний, 16 сложений и деления на 8 Вы получите результат 2000. Ваше виртуальное АЦП действительно 13-ти разрядное, но точность его не увеличилась ни на грамм, просто шаг квантования стал равен 2.
Положим, что АЦП имеет небольшой гауссовский шум, не более 1 LSB. Тогда среди измеренных результатов действительно появятся значения 1001, но появляться они будут очень редко, а вовсе не как Вы ожидаете одно 1001 на два 1000. Т.е Ваша процедура практически всегда будет давать 2000, а вовсе не ожидаемое 2001 (Округление в большую от 1000,3+1000,3 = 2000,6). Оценка окажется смещенной.
И, вообще, улучшение оценок без знания реальных статистических характеристик АЦП, входного сигнала и шумов - дело бесполезное.

На увеличении разрядной сетки путем деления диапазона входного сигнала построен 14-ти битовый АЦП в старых не флеш версиях MSP430. Соответствующий материал есть в документации TI.
Принципиально эта идея работает, вопрос только в том как точно Вы можете выставить VREF или идентифицировать его на разных диапазонах.
Я, например, использовал переменный диапазон, когда мне нужно было получать оценку отношения двух измеряемых величин, но не значений самих величин.

[subver]

Объясняю на пальцах..Положим что у Вас распрекрасный точно меряющий 12 битовый АЦП и ваше входное значение равно 1000,3 кода АЦП. Так как оно распрекрасное, то в результате 18 измерений Вы получите 18 значений 1000. После отбрасываний, 16 сложений и деления на 8 Вы получите результат 2000. Ваше виртуальное АЦП действительно 13-ти разрядное, но точность его не увеличилась ни на грамм, просто шаг квантования стал равен 2.
Положим, что АЦП имеет небольшой гауссовский шум, не более 1 LSB. Тогда среди измеренных результатов действительно появятся значения 1001, но появляться они будут очень редко, а вовсе не как Вы ожидаете одно 1001 на два 1000. Т.е Ваша процедура практически всегда будет давать 2000, а вовсе не ожидаемое 2001 (Округление в большую от 1000,3+1000,3 = 2000,6). Оценка окажется смещенной.

Вообще-то для оверсэмплинга наличие шума на входе является обязательным условием, причем шум этот не должен быть коррелирован с частотой выборки. меня по крайней мере, так учили.

[Smate]

В примере показано, что обязательным, но недостаточным.

[subver]

В примере показано, что обязательным, но недостаточным.

Ну так и параметры этого шума должны быть соответствующими

[Sinoptic555]

Шум обязателен, а если не достаточен то добавляется "дребезг" (dithering) в канал.
Я думаю о теории можно долго спорить, но без практики это трата времени.
Надо сделать и проверить.

Я уже взял и MSP430 c 12-bit АЦП и дополнительно к нему ADS1100 - 16- bit
поставлю в паралель и буду сравнивать.

Получу результаты обязательно напишу что получилось,
так как тема выдалась горячей.

[Smate]

Да сравнивать их практически невозможно. Они из разных опер. Одно очень медленное 16-ти битовое дельта-сигма, другое относительно быстрое 12-ти битовое, да еще и встроенное .. У них и области приложений не совпадают ..

[sphera]

Так как эдесь знающие люди обсуждают возможности ADC в MSP430FE427 то хочу задать несколько вопросов.
1) Действительно ли ADC может работать при уровнях входного от –Vref до +Vref т.е. при напряжении менее GND. Во всяком случай схема подключения MSP430 в документе slaa203b явно указывает на то что это именно так.
2) Если кто знает каким образом это реализуется в чипе.
3) Где явно указанно диапазон входных напряжений (рабочий и максимально допустимый) на выводах I1+, I1-, I2+, I2-, U1+, U1-.

[rezident]

Так как эдесь знающие люди обсуждают возможности ADC в MSP430FE427 то хочу задать несколько вопросов.
1) Действительно ли ADC может работать при уровнях входного от –Vref до +Vref

Да.

т.е. при напряжении менее GND.

А вот это нет. С чего вы такое предположили? Входы ADC смещены так, что на них всегда положительное относительно GND напряжение.

Во всяком случай схема подключения MSP430 в документе slaa203b явно указывает на то что это именно так.

Схема этого вовсе не указывает. Там даже цепи питания MSP430 полностью не приведены.

2) Если кто знает каким образом это реализуется в чипе.

Чудес на свете не бывает. См. absolute maximum ratings в datasheet MSP430FE427.

3) Где явно указанно диапазон входных напряжений (рабочий и максимально допустимый) на выводах I1+, I1-, I2+, I2-, U1+, U1-.

Там же, в datasheet.

[Sinoptic555]

1) Действительно ли ADC может работать при уровнях входного от –Vref до +Vref т.е. при напряжении менее GND. Во всяком случай схема подключения MSP430 в документе slaa203b явно указывает на то что это именно так.

Начнем с того что MSP430F427 вообще не предлагает ножки -Vref.
Vref меняется от 1В до 1.5 В

Отрицательное напряжение создается от того что оба плеча изменяются от 0 до 0.5 в противофазе.

[Serj78]

вообще я убедился на собственном опыте, что повышение разрешающей способности ацп , путем наличия некоторого шума в сигнале вполне реально. правда на avr ... в высотомере у меня 1 разряд соответствует 8 м высоты, реально получается разрешающая полметра, но нелинейностьпри этом оставляет делать лучшего... поэтому выбран дискрет 1м. Нормально работает более 5 лет, сделано их около сотни... повторяемость хорошая. единственный нюанс, в первые 2 мин высота плывет до 3м, потом устаканивается.. я думаю, это связано с прогревом датчика.

[Sinoptic555]

вообще я убедился на собственном опыте, что повышение разрешающей способности ацп , путем наличия некоторого шума в сигнале вполне реально. правда на avr ... в высотомере у меня 1 разряд соответствует 8 м высоты, реально получается разрешающая полметра, но нелинейностьпри этом оставляет делать лучшего... поэтому выбран дискрет 1м. Нормально работает более 5 лет, сделано их около сотни... повторяемость хорошая. единственный нюанс, в первые 2 мин высота плывет до 3м, потом устаканивается.. я думаю, это связано с прогревом датчика.

А какой датчик?
На AVR я так понял используется 12-bit ADC?
А ваш высотомер насколько дешевле Brauniger?
У меня схожая задача.

[cupertino]

Повышение разрядности дискретизации путем прибавления к сигналу белого шума и последующим усреднением результатов - это хорошо известный в мат статистике метод Монте-Карло. Этим методом можно добится любой точности измерений - было бы достаточно отсчетов

[Stanislav]

Повышение разрядности дискретизации путем прибавления к сигналу белого шума и последующим усреднением результатов - это хорошо известный в мат статистике метод Монте-Карло. Этим методом можно добится любой точности измерений - было бы достаточно отсчетов

Простите, ещё раз уточню.
Любой точности добиться не удастся. Можно теоретически добиться только любого разрешения.
Точность АЦП определяется многими факторами, в частности, стабильностью его опорного источника, параметров УВХ, и интегральной нелинейностью самогО прибора.
Прибавлять к сигналу белый шум - не слишком рационально. Лучше прибавлять внеполосный шум с широким спектром, не влияющий на отношение С/Ш в интересующем частотном диапазоне.

[serg_ok]

На увеличении разрядной сетки путем деления диапазона входного сигнала построен 14-ти битовый АЦП в старых не флеш версиях MSP430.

Хочу применить такой-же метод с ADC12 для 4хх серии. Вопрос: стоит-ли с этим заморачиваться и что я реально могу получить; или лучше поставить внешний АЦП, например ADS1110 ?

Нужно измерять постоянное напряжение, точность 0,1 %. Важно: низкие стоимость и потребление.

[condor]

А какой датчик?
На AVR я так понял используется 12-bit ADC?
А ваш высотомер насколько дешевле Brauniger?
У меня схожая задача.

Поздновато увидел сообщение...
Мы тоже делали высотомер+вариометр. Получилось дешевле простого Brauniger'а раза в 4.
Дискретность ~0,1м (почти 18 бит).
Использовал MPX2102A. И 16-бит АЦП AD7798.

Еще не облетывал, только в лифте и на эскалаторе проверял

[Сергей Борщ]

Хочу применить такой-же метод с ADC12 для 4хх серии. Вопрос: стоит-ли с этим заморачиваться и что я реально могу получить;

Подумайте вот над чем - резисторы делителя в случае интегрального исполнения имеют лазерную подгонку, обеспечивающую согласование не хуже половины разряда 14-битного АЦП. Вы сможете обеспечить такую же точность внешними дискретными резисторами и обеспечить компенсацию их температурного ухода? Вы можете компенсировать неточность резисторов за счет заведомого перекрытия поддиапазонов и, как следствие, сужения всего диапазона и последующей программной коррекции, но подозреваю, что задача почти неподъемная.

или лучше поставить внешний АЦП, например ADS1110 ?

Да, лучше. Как минимум исключает необходимость индивидуальной калибровки каждого устройства во всем диапазоне.