АЦП и источник опорного напряжения, Соотношение разрядности АЦП и абс.точности опорного напряжения Опции

[bingo]

Здравствуйте.

Возник вопрос о соотношении разрядности/точности АЦП (ЦАП) и абсолютной точности источника опорного напряжения для этого АЦП (ЦАП).

Следует ли понимать, что если, например, разрядность нашего АЦП (ЦАП) 16-бит, т.е. больше 2^16=65000 квантов, то точность источника опорного напряжения для этого случая должна быть лучше, чем (100%/65000) % , т.е. < 0,0015% ?

Но таких источников опорного напряжения найти будет трудновато!
Да и в документации к применению АЦП указаны рекомендуемые опорные источники с меньшей абсолютной точностью. Например, 0,05%.

Если же имеется в виду не абсолютная точность источника опорного напряжения, а его стабильность, то мы уже получаем не абсолютную итоговую точность АЦП (ЦАП), а его разрешающую способность. Что не одно и то же.

Пожалуйста поясните мне эти соотношения.

Заранее благодарен за ответы.

[MegaVolt]

Следует ли понимать, что если, например, разрядность нашего АЦП (ЦАП) 16-бит, т.е. больше 2^16=65000 квантов, то точность источника опорного напряжения для этого случая должна быть лучше, чем (100%/65000) % , т.е. < 0,0015% ?

Да и в документации к применению АЦП указаны рекомендуемые опорные источники с меньшей абсолютной точностью. Например, 0,05%.

Если мы берём источник с 0,05% точностью то и наши измерения будут 0,05% точности. Т.е. мы можем померять 1/65536 часть Vref с точностью 0,05%

[Ruslan1]

Следует ли понимать, что если, например, разрядность нашего АЦП (ЦАП) 16-бит, т.е. больше 2^16=65000 квантов, то точность источника опорного напряжения для этого случая должна быть лучше, чем (100%/65000) % , т.е. < 0,0015% ?

Следует понимать, что опора должна быть регламентирована Вашими требованиями к прибору в целом, а не разрядностью АЦП.
Если Вам нужна точность 1%, то возможно применение и 24-битного АЦП, это не запрещено
Разрядность АЦП/ЦАП часто определяется не абсолютной требуемой точностью, а множеством других требований.

Где собственно вопрос? Нужна расшифровка терминов, определяющих параметры АЦП и источника опорного напряжения?

[bingo]

Если мы берём источник с 0,05% точностью то и наши измерения будут 0,05% точности. Т.е. мы можем померять 1/65536 часть Vref с точностью 0,05%

Продолжу Вашу мысль. Т.е. для того чтобы померить с точностью 0,05% мы можем обойтись 11-битным АЦП?
(дополнительные параметры типа диф. нелинейность и т.п. не учитываем).
А что мне сделать, чтобы использовать весь потенциал 16 бит АЦП (ЦАП)? Не говоря уж про 24-битные...

Следует понимать, что опора должна быть регламентирована Вашими требованиями к прибору в целом, а не разрядностью АЦП.
Если Вам нужна точность 1%, то возможно применение и 24-битного АЦП, это не запрещено
Разрядность АЦП/ЦАП часто определяется не абсолютной требуемой точностью, а множеством других требований.

Где собственно вопрос? Нужна расшифровка терминов, определяющих параметры АЦП и источника опорного напряжения?

Зачем такой флуд (банальности) с Вашей стороны?

Мне необходимо использовать потенциал 16- битных АЦП (ЦАП) (Analog devices) .
И получить абс. точность (100%/65000) % , т.е. < 0,0015%.
Это типовые АЦП и ЦАП. (про более точные я не говорю здесь и доп. параметры не обсуждаю)
Но где для них ИОН ?
Вот вопрос!

Чтобы совсем был понятен вопрос, взгляните на колонку "Accuracy %"
http://www.analog.com/en/products/linear-p...references.html


Сообщение отредактировал bingo - Jan 13 2017, 08:08

[тау]

Мне необходимо использовать потенциал 16- битных АЦП (ЦАП) (Analog devices) .
И получить абс. точность (100%/65000) % , т.е. < 0,0015%.
Это типовые АЦП и ЦАП.

вы становитесь нешуточным конкурентом фирмы Keithley с их прецизионным вольтметром DMM7510.

[bingo]

вы становитесь нешуточным конкурентом фирмы Keithley с их прецизионным вольтметром DMM7510.

Если встать на Вашу точку зрения, то не нахожу ответа на вопрос:
Зачем выпускается такой гигантский ассортимент АЦП и ЦАП точнее ~12-бит ?
Ведь массовое производство таких микросхем (16 и более бит) не значит, что их будут применять только для измерений с абс.точностью 0,05% ?

Или же я ошибаюсь и все "стреляют из пушки по воробьям"?

[novikovfb]

Зачем выпускается такой гигантский ассортимент АЦП и ЦАП точнее ~12-бит ?

иногда нужна не сколько точность, сколько динамический диапазон, т.е. нужно передать (оцифровать) как сильный сигнал (близкий к полному размаху), так и слабый или малое изменение сильного сигнала.
Например, выдать чистую синусоиду. Или оцифровать сложный сигнал и провести анализ его спектра.
Для музыкальных применений используются 24-32 разрядные АЦП и ЦАП, но точность там вообще не задана.

[тау]

Зачем выпускается такой гигантский ассортимент АЦП и ЦАП точнее ~12-бит ?

АЦП выпускается не только для измерений и чаще всего не для измерений в "вашем понимании" . Есть сферы применения АЦП по обработке сигналов , где точность 5 или 10% преобразования "аналога в цифру" совершенно не важна, но важно количество эффективных двоичных разрядов , чтобы например тупо "различать" два сигнала между собой , один маленький (несколько МЗР или даже менее 1мзр) , другой большой (полная шкала).

Или же я ошибаюсь и все "стреляют из пушки по воробьям"?

Да , Вы заблуждаетсь конкретно. Но постепенно это пройдет, если будете углубляться в тему.
И да, встречаются попытки использовать максимально точную опору для АЦП или ЦАП незнамо зачем. Совсем не для того чтобы заниматься прецизионными измерениями а для совершенно левых и бессмысленных попыток оправдать разрядность примененного АЦП, когда даже в постановке задачи соответствующих метрологических характеристик не заложено, по недомыслию.

Сообщение отредактировал тау - Jan 13 2017, 09:19

[bingo]

АЦП выпускается не только для измерений и чаще всего не для измерений в "вашем понимании" . Есть сферы применения АЦП по обработке сигналов , где точность 5 или 10% преобразования "аналога в цифру" совершенно не важна, но важно количество эффективных двоичных разрядов , чтобы например тупо "различать" два сигнала между собой , один маленький (несколько МЗР или даже менее 1мзр) , другой большой (полная шкала).

Диапазон применения ЦАП И АЦП конечно же велик, но основное, все же - это измерение.
Да, я понимаю что в некоторых применениях важно не абсолютное значение точности, а разрешающая способность системы
Но это не мой случай!

Подведем промежуточный итог.
Большинство "выступивших" считают , применить 16-разрядные ЦАП и АЦП (классические SAR например) для измерений на полный их потенциал абсолютной точности 0,0015% невозможно.
Т.к. ИОН такой точности найти не легко.

Сообщение отредактировал bingo - Jan 13 2017, 09:24

[тау]

Диапазон применения ЦАП И АЦП конечно же велик, но основное, все же - это измерение.

сравните количество сотовых телефонов включая , но не ограничиваясь, смартфонами и прикиньте количество цифровых измерительных приборов в редких лабораториях.

Подведем итог.
Большинство "выступивших" считают , применить 16-разрядные (классические SAR например) для измерений на полный их потенциал абсолютной точности 0,0015% невозможно.
Т.к. ИОН такой точности найти не легко.

это правда.
Найти можно но стоить он будет "как параход"

[Herz]

Диапазон применения ЦАП И АЦП конечно же велик, но основное, все же - это измерение.

Это кто Вам сказал? Производители АЦП/ЦАП?

Да, я понимаю что в некоторых применениях важно не абсолютное значение точности, а разрешающая способность системы
Но это не мой случай!

Поздравляем. И что?

Подведем промежуточный итог.
Большинство "выступивших" считают , применить 16-разрядные ЦАП и АЦП (классические SAR например) для измерений на полный их потенциал абсолютной точности 0,0015% невозможно.
Т.к. ИОН такой точности найти не легко.

Это "промежуточное" понимание.

[bingo]

Это кто Вам сказал? Производители АЦП/ЦАП?

Поздравляем. И что?

Это "промежуточное" понимание.

Тогда просто дайте совет!
Посоветуйте ИОН или возможно другой решение

Вводные данные для точности АЦП и ЦАП я привел выше
Для простоты будем считать что есть только этот параметр

Сообщение отредактировал bingo - Jan 13 2017, 09:34

[MrYuran]

В ратиометрических измерениях величина/точность/стабильность опоры не важна.

[bingo]

Еще раз повторю!
Мое применение - это измерение выходного напряжения со спектрометрического сенсора
Мне важна абсолютная точность которую могут обеспечить 16-разрядные ЦАП и АЦП
Документация производителя говорит о том, что сенсор предоставляет эту точность

Сообщение отредактировал bingo - Jan 13 2017, 09:45

[тау]

Документация производителя говорит о том, что сенсор предоставляет эту точность

а покажите , как об энтой самой точности там написано. Зело интересно

[novikovfb]

Еще раз повторю!
Мое применение - это измерение входного напряжения с спектрометрического сенсора
Мне важна абсолютная точность которую могут обеспечить 16-разрядные ЦАП и АЦП
Документация производителя говорит о том, что сенсор предоставляет эту точность

Остаются 2 варианта: искать точный источник ценой "как пароход" или делать цифровую термокомпенсацию (тарировку зависимости опорного напряжения от температуры) и периодическую поверку (перетарировку).

[bingo]

Всем спасибо за ответы!
Тема закрыта!

Сообщение отредактировал bingo - Jan 13 2017, 10:39

[_4afc_]

Остаются 2 варианта: искать точный источник ценой "как пароход" или делать цифровую термокомпенсацию (тарировку зависимости опорного напряжения от температуры) и периодическую поверку (перетарировку).

А чего его искать:
LTC6655 - 0.25ppm Noise, Low Drift Precision References

Low Noise: 0.25ppmP-P (0.1Hz to 10Hz) 625nVP-P for the LTC6655-2.5
Low Drift: 2ppm/°C Max
High Accuracy: ±0.025% Max
No Humidity Sensitivity (LS8 Package)
Thermal Hysteresis (LS8): 30ppm (–40°C to 85°C)
Long-Term Drift (LS8): 20ppm/√kHr
100% Tested at –40°C, 25°C and 125°C
Load Regulation: <10ppm/mA
Sinks and Sources Current: ±5mA
Low Dropout: 500mV
Maximum Supply Voltage: 13.2V
Low Power Shutdown: <20μA Max
Available Output Voltages: 1.25V, 2.048V, 2.5V, 3V, 3.3V, 4.096V, 5V
Available in an 8-Lead MSOP and High Stability Hermetic 5mm × 5mm LS8 Packages

Цена - $7.7

[Plain]

измерение выходного напряжения со спектрометрического сенсора

У абстрактного датчика точность вполне может быть 20%, но после его поверки, т.е. калибровки эталоном, она обычно равна три МЗР привязавшего его АЦП, потому что точность любого средства измерения с АЦП всегда не более трети его шкалы. При этом, в качестве ИОН вполне может быть такой мусор, как TL431, или вообще, питающий этот АЦП стабилизатор — важна требуемая по ТЗ межповерочная стабильность, а она определяется дрейфами компонентов.

[MegaVolt]

Продолжу Вашу мысль. Т.е. для того чтобы померить с точностью 0,05% мы можем обойтись 11-битным АЦП?
(дополнительные параметры типа диф. нелинейность и т.п. не учитываем).

Да именно так. Дальнейшее увеличение разрядности не позволит измерить постоянное напряжение точнее.

А что мне сделать, чтобы использовать весь потенциал 16 бит АЦП (ЦАП)? Не говоря уж про 24-битные...

Брать ИОН предложенный выше. Плюс другие методы обеспечения стабильности в электронике например термостатирование,

[prig]

...
Зачем такой флуд (банальности) с Вашей стороны?

Мне необходимо использовать потенциал 16- битных АЦП (ЦАП) (Analog devices) .
И получить абс. точность (100%/65000) % , т.е. < 0,0015%.
...

Если бы Вы изначально сформулировали задачу, таких банальностей не было бы.

Но наверняка появились бы другие. Такие абс. точности от нефиг делать не реализуют, однако.
Если Вы задаёте такие вопросы, так их формулируете и собираетесь реализовать 0,0015%, это само по себе уже нонсенс.

...
Мое применение - это измерение выходного напряжения со спектрометрического сенсора
Мне важна абсолютная точность которую могут обеспечить 16-разрядные ЦАП и АЦП
Документация производителя говорит о том, что сенсор предоставляет эту точность

Ооо. Ещё один нонсенс.

[Herz]

потому что точность любого средства измерения с АЦП всегда не более трети его шкалы.

Не могли бы Вы подробнее осветить этот момент?

[Plain]

Конечная точность измерений — наверное, нормальное распределение, но скорее всего следует из комбинаторики, лучше у математиков спросить.