Стоит ли усиливать сигнал?, Для цифровой обработки. Опции

[Anri777]

Добрый день.

Новичек на этом форуме, но здешние обитатели славятся незлобливым характером и готовностью придти на помощь новичкам с дурацкими вопросами... 8-)

А вопрос такой - представим типовую задачу по снятию кардиограммы, ее оцифровке и обработке.

Стандартным подходом является метод усиления слабых биопотенциалов с миливольт(или микровольт) до больших величин (десятые вольта), которые легко цифруются распостраненными АЦП. В большинстве своем используются 8-10 разрядные АЦП.

При таком подходе мы получаем с использованием 10-ти разрядного АЦП и максимальным напряжением 5 вольт точность 0,004 В. С учетом того, что сигнал усилен, вроде бы хватит.

А если взять 24-разрядный АЦП? С ним мы можем цифровать напряжение (max 5В)с дискретностью в 3е-7, т.е. три на десять в минус 7 степени.

Следовательно вопрос - можно ли вместо того, чтобы многократно усиливать сигнал операционными усилителями (внося попутно искажения), просто взять и оцифровать его более "разрядным" АЦП?

Добавлю, 24-х разрядные АЦП сейчас довольно недороги, а упрощение схемы окупит удорожание преобразователя. К тому же при такой разрядности можно будет пренебрегать шумами в 2-3х младших разрядах.

Необходимые компоненты для защиты входных цепей и простейшие фильтры сейчас не обсуждаем - это пусть остается.


Скажите - можно ли так сделать? Если нет, то почему?

Спасибо.
Андрей.

[Anri777]

Спасибо. Я понял.

Т.е. на данном этапе развития техники увеличение разрядности АЦП дает нам только возможность "более точно" измерять то, что и так меряем менее разрядными преобразователями. Универсального инструмента "микро"-"макро" мы не получили.

А какие тогда существуют современные методики в этой области? Т.е. в области кардиологии? Понимаю, что тут не медики, но вопрос именно электронный.

Я просмотрел много материала по кардиографам - все сводится к схемам с многократным прохождением сигнала через ОУ. Это единственный способ? Из современной элементной базы не появилось ничего, что может упростить задачу формирования сигнала так, чтобы его можно было подать на, например, 10-ти разрядный ЦАП, имеющийся в массе широко используемых контроллерах?

Что я имею в виду? К примеру, распостраненная схема защиты от импульсных воздействий напряжения с диодами, в комбинации с резисторами для ограничения тока и конденсаторов для фильтрации. Эта схема используется в качестве входной цепи в кардиографах. Некоторые источники рекомендуют заменить эту схему одним варистором. Соответственно возникает вопрос - можно заменить, или все-таки нельзя? А если можно, то почему мне не попалось ни одной схемы, где были бы применены варисторы? А ведь выигрыш есть - поставить один элемент вместо 4-х?

[Designer56]

Спасибо. Я понял.

Т.е. на данном этапе развития техники увеличение разрядности АЦП дает нам только возможность "более точно" измерять то, что и так меряем менее разрядными преобразователями. Универсального инструмента "микро"-"макро" мы не получили.
.....

Не дает. Как уже указывалось, разрешающая способность и точность- это не одно и то же. Хотя для идеального преобразователя в конечном итоге разрешающая способность будет ограничивать точность. Хотя точность для дискретных систем может быть теоретически абсолютной- но только в некоторых точках измерения. На самом деле для реальных приборов мы имеем все наоборот- точность гораздо хуже разрешения из- за того, что влияющих факторов, кроме разрешения, предостаточно. Я Вам могу сказать, что за последние 30 лет, несмотря на прогресс в области АЦП и проч. элементной базы, точность высококлассных вольметров и калибраторов не улучшилась. Габариты- да, сервис- тоже имеет место. Но точность- нет. Приборы типа анализаторы спектра, особенно аудио диапазона- у этих да, прогресс налицо.