Использование двух 24-битных АЦП для увеличения динамического диапазона, не могу понять, что за алгоритм Опции

[sysel]

Здравствуйте! Наткнулся тут на статью от Брюль и Кьер (уважаемая фирма, так что скорее всего не липа), где говориться, что они получают 160 дБ динамического диапазона в одном измерительном диапазоне с помощью двух 24-битных АЦП и какого-то хитрого алгоритма. Не могу понять, как они этого добиваются.
Есть у кого-нибудь мысли по поводу реализации?

Прикрепленные файлы

 dynx_tech_article.pdf ( 1.62 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 281

 

[ig_z]

они получают 160 дБ динамического диапазона в одном измерительном диапазоне

Ну если я правильно понял, то это для полосы 24 Гц (стр 9 в пдфке). Если взять топовый аудио ацп, то имеем приблизительно такие цифры - 126дб в полосе 24000 гц. Уменьшив полосу в 1000 раз, уменьшаем уровень шумов на входе в 30 раз (или около 30 дб). В итоге увеличиваем дд до 126+30 = 156 дб. Два в параллель дают выигрыш еще на 3дб (скорее всего это решение для линеаризаций и компенсаций ошибок и нелинейностей).
Нечто подобное (дублирование каналов) применяют вегалабовские чудилы, но для цапов

[_pv]

Ну если я правильно понял, то это для полосы 24 Гц (стр 9 в пдфке). Если взять топовый аудио ацп, то имеем приблизительно такие цифры - 126дб в полосе 24000 гц. Уменьшив полосу в 1000 раз, уменьшаем уровень шумов на входе в 30 раз (или около 30 дб). В итоге увеличиваем дд до 126+30 = 156 дб. Два в параллель дают выигрыш еще на 3дб (скорее всего это решение для линеаризаций и компенсаций ошибок и нелинейностей).

нее, на 5 рисунке частота честно до 24кГц нарисована.
похоже просто взяли два АЦП с разными коэффициентами усиления, при этом для маленьких сигналов берут данные из АЦП с большим коэффициентом, а для больших сигналов, где первый уже обожрётся - с другого.
как с HDR фотографией где берут несколько снимков с разными выдержками, и совмещают выкидывая насытившиеся пиксели.

при этом от интегральной нелинейности всё равно никуда не деться, как было 10ppm так и останется, и по этому они, засранцы, нарисовали 5ю картинку с сигналом амплитудой -60дБ, и получили относительно этих -60дБ аж -160дБ, при этом тот же график построенный для сигнала 0дБ, даст поди те же -100дБ.

просто немного своеобразное толкование термина динамический диапазон в этой уважаемой фирме.

[ig_z]

нее, на 5 рисунке частота честно до 24кГц нарисована.

Похоже, что это документ из под пера маркетолога. (почти то же самое, что и журналист).
Вот те же цифры о Dyn-X из более детального документа:

Dynamic operating range for complete analysis chain:
z 125 dB Broadband Lin (10 Hz – 25.6 kHz)
z 162 dB Narrowband Lin (6 Hz BW e.g. 25.6 kHz

Возможно для 2005 года это были поразительные цифры, но сейчас 125дб для аудио диапазона обычное дело.
К примеру на нашем радио рынке 114 дб содек стоит около 3 у.е.
Как склеивать вольтовые диапазоны с суб микровольтовой точностью не представляю. Но если они умеют это делать, то непонятно, почему бы не делать больше 2х ацп. Вроде бы конденсаторные полудюймовые микрофоны B&K имеют динамический диапазон более 160 дб в диапазоне 10 - 40000 Гц.

[_pv]

Как склеивать вольтовые диапазоны с суб микровольтовой точностью не представляю. Но если они умеют это делать, то непонятно, почему бы не делать больше 2х ацп. Вроде бы конденсаторные полудюймовые микрофоны B&K имеют динамический диапазон более 160 дб в диапазоне 10 - 40000 Гц.

так ведь нет там субмикровольтовой точности.
малый сигнал берем сигнал с усилителя с большим Ку (ADC0), большой сигнал - берем сигнал с усилителя с малым Ку (ADC1).
посередине где перекрываются - усредняем.

взяли один АЦП (ADC0) со 100дБ, и большим усилением 60дБ так, чтобы -60дБ от шкалы ADC1 соответствовало полной шкале ADC0. подали 10В, измерили с помощью ADC1 и сказали что шкала у нас 10В, а потом подали сигнал 10мВ, измерили шумы ADC0 (со шкалой 10мВ), получить 100нВ шума, поделили шумы одного АЦП (100нВ) на шкалу другого АЦП (10В) получили -160дБ.
то что не совсем правильно называть это динамическим диапазоном, маркетологов из уважаемой фирмы не волнует, получили 160дБ и всё тут.
ну то есть назвать-то можно, только вот толку от этой цифры никакого, не хватает там картинки для сигнала амплитудой 0дБ.
тогда бы претензий никаких не было, только вот выглядеть эта картинка не так красиво будет.

[sysel]

взяли один АЦП (ADC0) со 100дБ, и большим усилением 60дБ так, чтобы -60дБ от шкалы ADC1 соответствовало полной шкале ADC0. подали 10В, измерили с помощью ADC1 и сказали что шкала у нас 10В, а потом подали сигнал 10мВ, измерили шумы ADC0 (со шкалой 10мВ), получить 100нВ шума, поделили шумы одного АЦП (100нВ) на шкалу другого АЦП (10В) получили -160дБ.
то что не совсем правильно называть это динамическим диапазоном, маркетологов из уважаемой фирмы не волнует, получили 160дБ и всё тут.

Я уже тоже склоняюсь к этой точке зрения. Удобно с точки зрения пользователя, но ничего нового с точки зрения схемотехники.

[alexkok]

... но ничего нового с точки зрения схемотехники.

С учётом того, что звук имеет довольно высокий пик-фактор, фактический ДД по шумам и нелинейности относительно среднего уровня будет ниже на величину пик-фактора.
Данный метод позволяет повысить фактический ДД примерно на величину пик-фактора.

[_pv]

Данный метод позволяет повысить фактический ДД примерно на величину пик-фактора.

Методику измерения фактического ДД не приведёте?
а также механизм влияния формы сигнала на нелинейность?

[alexkok]

Методику измерения фактического ДД не приведёте?

ФДД = ДД - ЗапасНаПикФактор

а также механизм влияния формы сигнала на нелинейность?

Зависит от конкретной схемы.
Надеюсь зависимость нелинейности от частоты и уровня сигнала отрицать не будете?

[_pv]

ФДД = ДД - ЗапасНаПикФактор

хорошо, измеряется он как?
ну, например, закоротили входы померили среднеквадратичный шум, поделили на всю шкалу,
или подали синус определённой частоты и амплитуды оцифровали, сделали Фурье и максимальный посмотрели уровень гармоник...

Зависит от конкретной схемы.
Надеюсь зависимость нелинейности от частоты и уровня сигнала отрицать не будете?

схема одна - исследуемый АЦП.
нелинейность просто следствие неодинаковости величины мл. разряда для разных входных напряжений, то есть по определению это не просто циферка, а кривая зависимости выходного кода от входного напряжения, это статическая характеристика и от частоты пожалуй не зависит.