Разрядность и частота дискретизации Опции

[Faul]

Подскажите, как вычились разрядность и частоту дискретизации АЦП если:
Стредства измерения параметров тех. процессов. (2 канала)
Максимальное входное напряжение 1канал=300мВ, 2=канал=6,5В.
Максимальная частота 1 канал=10Гц, 2канал = 100Гц.
Точность = 0,1%.

Сообщение отредактировал Faul - Jun 14 2012, 17:03

[AlexFTF]

Частота дискретизации должна быть как минимум в 2 раза выше максимальной частоты измеряемого сигнала, в Вашем случае она должна быть больше 200 Гц для 2 канала и больше 20 Гц для 1 канала.
Что касается разрядности, то 0.1% это 1000 единиц младшего разряда или примерно 2¹⁰ степени, т. е. 10 разрядов, для надежности возьмите 12 разрядов (да и АЦП с таким разрешением найти не проблема).
Однако в Вашем случае надо использовать либо два АЦП, либо максимальное входное напряжение 1 канала подогнать ко второму, в этом случае можно будет использовать один АЦП.

[Plain]

Правильный ответ — задача не имеет решения, т.к. не указаны вид и тип сигнала.

[skyv]

Что касается разрядности, то 0.1% это 1000 единиц младшего разряда или примерно 2¹⁰ степени, т. е. 10 разрядов, для надежности возьмите 12 разрядов ...

На 10-ти разрядах точность 0.1% никогда не получить, поэтому 12 разрядов надо рассматривать не из надежности, а из возможности выполнить задачу.

[AlexFTF]

На 10-ти разрядах точность 0.1% никогда не получить, поэтому 12 разрядов надо рассматривать не из надежности, а из возможности выполнить задачу.

Если условия идеальны то получиться, а если реальные, то может и 12 разрядов не хватить....

Сообщение отредактировал NSTU - Jun 15 2012, 10:21

[MrAlex]

На 10-ти разрядах точность 0.1% никогда не получить, поэтому 12 разрядов надо рассматривать не из надежности, а из возможности выполнить задачу.

Погрешность измерительного инструмента 0.5 деления шкалы, если не указано иное. Так что можно и 10 битной линейкой 0.1% получить если она прямая и в умелых руках.

Сообщение отредактировал MrAlex - Jun 18 2012, 09:18

[skyv]

Погрешность измерительного инструмента 0.5 деления шкалы, если не указано иное. Так что можно и 10 битной линейкой 0.1% получить если она прямая и в умелых руках.

О какой линейке и о каких руках идет разговор?
Аппаратура АЦП и все, что ей обеспечивает работу (резисивные делители, источник опорного, активные элементы, топология печатной платы и многое другое)
создает свои дополнительные погрешности. Суммарная погрешность канала с 10-ти разрядным АЦП всегда будет более 0.1%.
Если Вы утверждаете обратное, то приведите реальную схему канала. Я уверен, что всем будет интересно на нее посмотреть и поучиться у Вас.

[MrAlex]

О какой линейке и о каких руках идет разговор?

Поучится Вам действительно не помешает.
Есть такая наука метрология.

Аппаратура АЦП и все, что ей обеспечивает работу (резисивные делители, источник опорного, активные элементы, топология печатной платы и многое другое)
создает свои дополнительные погрешности.

Именно эти погрешности никак не связаны с разрядностью АЦП, референс не дающий точность 0.1% при 10 бит не даст ее и при 12.(Попробуйте все перевести в Вольты).
Исключая собственные погрешности АЦП : смещения нуля, нелинейность характеристики, и тд, и тп. И если посмотреть графики на которых эти параметры характеризуются, можно увидеть что они бывают и 0.1 и 0.2 и 0.3LSB. Что составляет для 10 бит никак не хуже 0.0488%.
Тогда как при 12 бит с заявленной погрешностью 5LSB уложится только в .12%.
Звучит просто.

[skyv]

Поучится Вам действительно не помешает.
Есть такая наука метрология.

Именно эти погрешности никак не связаны с разрядностью АЦП, референс не дающий точность 0.1% при 10 бит не даст ее и при 12.(Попробуйте все перевести в Вольты).
Исключая собственные погрешности АЦП : смещения нуля, нелинейность характеристики, и тд, и тп. И если посмотреть графики на которых эти параметры характеризуются, можно увидеть что они бывают и 0.1 и 0.2 и 0.3LSB. Что составляет для 10 бит никак не хуже 0.0488%.
Тогда как при 12 бит с заявленной погрешностью 5LSB уложится только в .12%.
Звучит просто.

Приведите пожалуйста тип 10-ти разрядного АЦП у которого смещение нуля 0.1 и 0.2 и 0.3LSB.

[MrAlex]

Зачем?
Если сомневаетесь, что такое возможно погуглите chopper в соответствующем контексте.

[skyv]

Зачем?
Если сомневаетесь, что такое возможно погуглите chopper в соответствующем контексте.

Вопросов к Вам больше нет, спасибо.

[ToR_TDA]

Приведите пожалуйста тип 10-ти разрядного АЦП у которого смещение нуля 0.1 и 0.2 и 0.3LSB.

Ради интереса к AD заглянул и нашел AD7467
Table 2.
Offset Error ±0.2 LSB max

[Herz]

Ради интереса к AD заглянул и нашел AD7467
Table 2.
Offset Error ±0.2 LSB max

Итого 0.4. А если посмотреть Total Unadjusted Error (TUE), то всего получается ±1 LSB, что в сумме даст две единицы младшего разряда.

[skyv]

А что нам скажет MrAlex по поводу данного
АЦП в части реализации на нем погрешности (разумеется суммарной и только его) в 0.1%.

[Herz]

А что нам скажет MrAlex по поводу данного

Вопросов к Вам больше нет, спасибо.

Уж если нет, то нет...

[xemul]

Итого 0.4. А если посмотреть Total Unadjusted Error (TUE), то всего получается ±1 LSB, что в сумме даст две единицы младшего разряда.

Погрешность - отклонение от истинного значения, а не амплитуда "peak to peak". ±1 LSB и есть 1 LSB погрешности.

[jks]

Ради интереса к AD заглянул и нашел AD7467
Table 2.
Offset Error ±0.2 LSB max

По спецификации смещение дают для полного температурного диапазона −40°C to +85°C и напряжения питания 1,6В.
Для 3,3В параметры будут раза в два лучше.

Да и учитывать надо шумовую полосу. Если они дают параметры для частоты дискретизации 100кГц, то надо полагать что и полоса сигнала 50кГц.
А если у ТС максимальная частота сигнала 100Гц, то и полоса ему нужна не более чем 200 Гц по минус 3 дБ.
А Sqrt (49800/200) = 15,77 раз - это плюс 24 дБ в отношении С/Ш.

[ToR_TDA]

По спецификации смещение дают для полного температурного диапазона −40°C to +85°C и напряжения питания 1,6В.
Для 3,3В параметры будут раза в два лучше.

Да и учитывать надо шумовую полосу. Если они дают параметры для частоты дискретизации 100кГц, то надо полагать что и полоса сигнала 50кГц.
А если у ТС максимальная частота сигнала 100Гц, то и полоса ему нужна не более чем 200 Гц по минус 3 дБ.
А Sqrt (49800/200) = 15,77 раз - это плюс 24 дБ в отношении С/Ш.

Это все верно, тут надо вернутся к требованиям, а именно - точность 0.1%. Касательно AD7467 заявлено: SINAD 61 dB min это значит 10бит без ±1 LSB или точность 0,0978%. Какой бы SNR на входе системы не был точность выше этой не получить (надеюсь мы ЦОС не рассматриваем).
Если бы меня спросили можно ли на 10 битном АЦП получить точность 0.1% то я бы сказал да. А если бы сказали сделать, я бы взял АЦП на 12 бит.

[Herz]

Погрешность - отклонение от истинного значения, а не амплитуда "peak to peak". ±1 LSB и есть 1 LSB погрешности.

Согласен, это и есть абсолютная погрешность. Имелось в виду, что истинное значение может лежать в пределах "peak to peak".

[xemul]

Согласен, это и есть абсолютная погрешность. Имелось в виду, что истинное значение может лежать в пределах "peak to peak".

Вы впадаете в субъективизм и абсолютизируете средство измерения супротив данного нам в ощущениях.

[AlexFTF]

Вы впадаете в субъективизм и абсолютизируете средство измерения супротив данного нам в ощущениях.

У меня чуть мозг не сломался

[jks]

Это все верно, тут надо вернутся к требованиям, а именно - точность 0.1%. Касательно AD7467 заявлено: SINAD 61 dB min это значит 10бит без ±1 LSB или точность 0,0978%.

Но я так понимаю что ±1 LSB как раз и относится к полной шкале то есть 1023 отсчетам и погрешность получается ±1 LSB/1023 = ±0,0978%.

[skyv]

Имеем сигнал амплитудой 1В (т.е. полный размах 2В).
Нам надо его измерить с относительной погрешностью не хуже, чем +-0.1% .
Для этого нам нужен инструмент с разрешающей способностью не хуже +- 1мВ.
Пусть у нас имеется 10-ти разрядный АЦП с полной шкалой 2В.
Для этого АЦП разрешение составит +-1.95 мВ.
На мой взгляд, разрешения АЦП недостаточно для измерения сигнала с заданной погрешностью.

[xemul]

Имеем сигнал амплитудой 1В (т.е. полный размах 2В).
Нам надо его измерить с относительной погрешностью не хуже, чем +-0.1% .
Для этого нам нужен инструмент с разрешающей способностью не хуже +- 1мВ.
Пусть у нас имеется 10-ти разрядный АЦП с полной шкалой 2В.
Для этого АЦП разрешение составит +-1.95 мВ.
На мой взгляд, разрешения АЦП недостаточно для измерения сигнала с заданной погрешностью.

Разрешающая способность указывается без "+-", просто 1 мВ.
Стоит рассматривать не относительную погрешность, а приведённую к полной шкале. Для шкалы 2 В приведённая погрешность 0.1% соответствует 2 мВ.
1 LSB 10-разрядного АЦП с опорой 2 В составляет 2*1/1024 = 1.953125 мВ.
Погрешность дискретизации АЦП составляет 0.5 LSB.
Т.е. 10-разрядный _идеальный_ АЦП (у которого есть только погрешность дискретизации) вполне справится с задачей. Или реальный, доведённый до состояния идеального. (вопрос только, во что это обойдётся)