АЦП принцип работы, немного теории Опции

[ViKo]

Еще один вопрос- уже посложнее)
Допустим, есть АЦП с частотой выборок 10 КГц. Могу ли я два таких ацп поставить, чтобы они по очереди делали выборки и каждый со своей частотой? Т. О. Получить выборку общую 20КГц. Как- то их засинхронизировать, чтобы выборки были смещены друг от друга.

Легко. Только 10 кГц - это детский лепет, можно готовый на 20 кГц запустить. Вот 200 МГц чередовать - это жизненная необходимость. А в осциллографах Ригол в каждом канале работало по 5 АЦП с частотой 100 МВыб/с, итого в одноканальном режиме у них получалась 1 ГВыб/с.
Любопытно, что будет, если два АЦП работают не строго в противофазе, а например, со сдвигом на 90 градусов. Что нам сказали бы Котельников с Найквистом напару?

П.С. Ксения (преднамеренно?) не упомянула, что выкрутиться с описанными у нее страхами помогают окна БПФ.

[Метценгерштейн]

Вопрос пока такой- могу ли я взять два ацп по 10 КГц каждый и собрать с них выборки сигнала так, буд- то работал один ацп 2 КГц? До фурье пока рано. Пока только выборки.

[ViKo]

И в частности, это неравномерный шаг частот, на которые сигнал разлагается.

Равномерный. Например, для 256 точек будут частоты: Fs * 0/256, Fs * 1/256, * 2/256, * 3/256, * 4/256 ... * 127/256.

[Метценгерштейн]

Не увидел поста. У самого ригол. Конечно речь не про 20 кгц, а про выше. Как этот режим называется правильно? И какие есть ноги для синхронизации в ацп для этого?

[ViKo]

Вопрос пока такой- могу ли я взять два ацп по 10 КГц каждый и собрать с них выборки сигнала так, буд- то работал один ацп 2 КГц? До фурье пока рано. Пока только выборки.

используйте каждую пятую, а промежуточные отбросьте. Еще лучше использовать и промежуточные. "Децимация". В той же книге.
П.С. Есть и обратный процесс - интерполяция.

Не увидел поста. У самого ригол. Конечно речь не про 20 кгц, а про выше. Как этот режим называется правильно? И какие есть ноги для синхронизации в ацп для этого?

По английски - interleave. По русски - чередование, типа.

[Метценгерштейн]

20 кгц- опечатка
А синхронизировать как? Есть у ацп ноги для этого?

[ViKo]

20 кгц- опечатка
А синхронизировать как? Есть у ацп ноги для этого?

Хватает ножек тактовой частоты. Высокочастотные АЦП принимают дифференциальные тактовые сигналы. Достаточно поменять местами CLKP и CLKN в одном из них, и получим работу в противофазе. Раздачей тактов отдельные микросхемы занимаются. Или ПЛИС. Или микроконтроллер, для менее быстрых АЦП. Вон в STM32 АЦП тоже могут работать в режиме чередования (ох-ох!).

[Метценгерштейн]

Да, тоже думал про stm32- там что- то написано, что 2,4 мегавыборок или 7,2 в режиме трипл interleaved mode. Т. Е. Вот оно и используется.

[Xenia]

Допустим, есть АЦП с частотой выборок 10 КГц. Могу ли я два таких ацп поставить, чтобы они по очереди делали выборки и каждый со своей частотой? Т. О. Получить выборку общую 20КГц. Как- то их засинхронизировать, чтобы выборки были смещены друг от друга.

Ставить два АЦП имеет смысл только в том случае, если частоты, которые вы ищите в сигнале, различаются более чем на порядок. Например, если бы вас интересовали вклады частоты 50 Гц (сетевой наводки) и информационной частоты 1 МГц. В этом случае можно было бы порекомендовать два АЦП: один из которых медленный с частотой оцифровки 200-500 Гц для измерения сетевой наводки (это 4-10 точек на ее период), а второй АЦП быстрый с частотой оцифровки 10-20 МГц (10-20 точек на период информационной частоты 1 МГц). Причем, перед медленным АЦП возможно стоит дополнительно поставить ФНЧ, если тот АЦП не сигма-дельта. Синхронизировать их не надо, т.к. сдвиг фазы не мешает определять частоты. В этом случае медленный АЦП понадобился только потому, что при частоте оцифровки 10 МГц потребовался бы слишком большой массив для точек, чтобы в него влез полный период частоты 50 Гц.

В том случае, когда разрыв между частотами не столь велик, лучше мерить одним АЦП, но иметь более длинный массив/буфер для сбора данных. Тогда частоту оцифровки АЦП выбираете такой, чтобы у более быстрой из частот отловить хотя бы 10 точек за ее период (т.е. оцифровка должна быть, как минимум, на порядок быстрее самой быстрой частоты в сигнале), а длина массива должна быть достаточной, чтобы при этом темпе сбора данных в массиве поместились не менее 5-ти периодов на этот раз уже медленной частоты.

Т.е. будьте готовы к тому, что массива на 128 точек вам не хватит, а потребуется 1024, а то и больше. А испытать сперва требуется на чистой частоте в интервале от 500 до 700 Гц, чтобы оценить, как это все работает.

[Метценгерштейн]

Узнал, что быстрые ацп 16 бит запрещено поставлять вне США. Можно ли в теории сделать из нескольких ацп высокоскоростную оцифровку. Теперь понимаю, что да. Как это в риголе и реализовано.

[Aner]

Узнал, что быстрые ацп 16 бит запрещено поставлять вне США. Можно ли в теории сделать из нескольких ацп высокоскоростную оцифровку. Теперь понимаю, что да. Как это в риголе и реализовано.

Ага 18 битные быстрые можно. Они там забыли снять запрет на 16 битные а на 18 битные не успели еще ввести запрет.

[Xenia]

Узнал, что быстрые ацп 16 бит запрещено поставлять вне США. Можно ли в теории сделать из нескольких ацп высокоскоростную оцифровку. Теперь понимаю, что да. Как это в риголе и реализовано.

"Быстрые" это по нашим временам 10 МГц и выше. Тогда как интересующие вас частоты даже при всем желании к высоким отнести нельзя.

[Метценгерштейн]

"Быстрые" это по нашим временам 10 МГц и выше. Тогда как интересующие вас частоты даже при всем желании к высоким отнести нельзя.

я частоты в Кгц приводил для понимания процесса.
Меня интересуют частоты порядка 1 гигавыборок в сек. И выше.
АЦП таких нет, есть только 130-160 мегавыборок, они дорогие и сложности с поставкой. Но интерес больше образовательный. Повторюсь- интерес возник после знакомства с SDR радио- там сразу с антены весь диапазон КВ (до 30 МГц) подают на АЦП. Т.о. видят весь спектр частот и сигналов сразу в реальном времени.
вот картинка

[Allregia]

. А в осциллографах Ригол в каждом канале работало по 5 АЦП с частотой 100 МВыб/с, итого в одноканальном режиме у них получалась 1 ГВыб/с.

Интересно, а как работают АЦП в Тектрониксах, у которых не 1ГГц а 65ГГц?

[ViKo]

Круто. Я тоже хочу. Вот, на статью набрел.
http://habrahabr.ru/post/158401/

Интересно, а как работают АЦП в Тектрониксах, у которых не 1ГГц а 65ГГц?

Сие тайна великая есть. Там они не во всей полосе от 0 до ГГц работают. И греются при этом, что куча вентиляторов стоит. И шуму акустического от них... Не комфортно.