Как поднять разрешающую способность АЦП, с 10-разрядов до 12..16 разрядов Опции

[GetSmart]

Меня интересует принципиальная возможность такой махинации. Точнее я знаю что это можно сделать и есть кое-какие соображения, но хотелось бы услышать мнения больших специалистов, чем я.

Самый банальный вариант - усреднение результата в скользящем буфере. Буфер из 8 элементов может увеличить разрешающую способность на 3 бита. Это в идеале конечно, и с некоторыми оговорками

Вообще, подразумевается что есть процессор с 10-битным быстродействующим АЦП. Требуется увеличить время преобразования (получения результата) с целью увеличения его точности.

Особо меня впечатлил принцип действия дельта-сигма АЦП ADS1216, у которого точность (разрядность) находится в очень интересной зависимости от количества измерений. При одинаковых настройках (Fmod/Fdata=500) и одном измерении точность = 14 разрядов. При двух таких же измерениях точность = 18 разрядов. При трёх = 20.

Прошу спецов высказать уже известные решения, а так же (гениальные ) идеи.

[GetSmart]

Частично вы правы. Только скользящее среднее является результатом не одного, а восьми периодов. Кроме этого в результате есть задержка на несколько периодов. Надо бы промоделировать подобную ситуацию в случае идеально плавно меняющихся сигналов и содержащих шум. Тогда будет видно сколько действительно разрядов добавляется. Может я и ошибаюсь, но мне кажется, что в зависимости от ситуации может добавляться от 0 до двоичного логарифма от ширины буфера разрядов (3 бита для 8-буфера). Пусть случайный шум добавляет корень из 8 разрядов. Но мне было бы интересно узнать как более целенаправленно повлиять на сигнал чтобы извлечь максимум разрядности (логарифм) при минимуме буфера (oversamplinga).

Вот бы кто ещё объяснил как сигма-дельта за два прохода поднимает точность с 14 до 18 разрядов.
А вообще, хотелось бы создать некий гибрид из обычного и псевдо-сигма-дельта АЦП. Не особо сложными извращениями. Чем-то вроде RC-цепочки и дополнительного пина проца.

Когда у вас приходит 101, до при идеальном АЦП это может значить и 100.5, и 101.49. где же ваши биты, если вы получаете 100.125 или 100.25? Тогда просто дорисовал чего то за запятой, и готово.

Мне на это вспомнилось вот что: так можно и ШИМ, прошедший через RC-фильтр считать однобитным. Там тоже то ли ноль, то ли еденица. Непонятно что вобщем. Однако преобразование ШИМ-->аналог я думаю все делали в своих схемах ни чуть не сомневаясь в результате.

Как я понимаю, случайные отклонения на +-1/2 мл.разряда (шумы) в результате должны проинтегрироваться и результат будет как раз теми дробными невидимыми разрядами. Вы считаете что на входе АЦП напряжения меньшие млашего разряда невидимы, но на самом деле их можно увидеть.

[-=ВН=-]

Как я понимаю, случайные отклонения на +-1/2 мл.разряда (шумы) в результате должны проинтегрироваться и результат будет как раз теми дробными невидимыми разрядами. Вы считаете что на входе АЦП напряжения меньшие млашего разряда невидимы, но на самом деле их можно увидеть.

Почти так. Когда сигнал на входе АЦП лежит между 2-мя ступеньками АЦП и нет вообще шума, то на выходе АЦП будет один и тот же код, соответствующий ближавйшей к сигналу ступеньке. Он не будет меняться. Его можно усреднять бесконечно долго, ничего абсолютно усреднение не добавит и не убавит.
В случае, если вместе с сигналом на вход АЦП действует шум (с заданными свойствами), то на выходе АЦП будут разные коды. И код, соответсвующий ближайшей к сигналу ступеньке, будет более вероятен. Код соответствующий более удаленной, но соседней ступеньке будет менее вероятен. Если Вы усредните сколько-то подряд идущих измерений, Вы получите результат, примерно равный сигналу на входе. Именно за счет разной вероятности появления разных кодов.
А примерно равный, потому, что на входе, кроме сигнала, действует шум. И даже усреднение от шума не избавляет полностью.
Вот этот шумовой остаток после усреднения дает ошибку. Вы обязаны эту ошибку учитывать, при подсчете выигрыша, полученной разрешающей способности и т.п. Ее учет и дает корень из N.
Но при условии равенства ступеньке СКО входного шума.