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?

Статью скачал... но я слаб в берберском... И так подумалось - а что тут удивительного? АЦП то ведь 2, я правильно понял?

, что заметно по уменьшению спуров по сранению с одним АЦП.
Что-то подобное применяется при калибровке нескольких АЦП для увеличения частоты дискретизации.

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

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.

Динамических диапазонов много разных существует, есть по нелинейности, а есть и по шумам.

Как они объясняют, АЦП, сдвинутые по усилению на 30дБ, калибруются на одном и том же сигнале (возможно даже в реалтайме) с очень высокой точностью (90дБ перекрытия позволяют) и затем, в зависимости от амплитуды, сшивают два сигнала с соответствующими весовыми коэффициентами и калибровочными данными.

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.

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.

Чувствительность в конечном итоге не поменялась. Никаких там субмикровольтовых точностей нет. Осталось теперь узнать где брать годные усилители.

Я уже тоже склоняюсь к этой точке зрения. Удобно с точки зрения пользователя, 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.

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

ФДД = ДД - ЗапасНаПикФактор

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

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...

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.

А зачем мерять, если он элементарно считается через известный ДД?

Имхо никакой микрофон не даст более 100дБ по нелинейности, а следовательно рассматривать нужно только ДД по шумам.
Если даже в обычной телефонии используют пик фактор порядка 10-15дБ, то для высококачественной звукозаписи может и 40дБ не так уж много.

То, что Вы описали, называется дифференциальной нелинейностью и у аудио АЦП не измеряется.
А у аудио АЦП с ДД 120дБ скорее всего преобладает нелинейность аналоговой части.

можно что угодно посчитать через известный ДД, честно измеренный. но характеристики АЦП от этого не улучшатся.

Вы статью-то читали? что же там нарисовано на рис. 5.
То что они стыдливо приспустили сигнал до -60дБ чтобы спрятать в шумах искажения спектра вызванными нелинейностями вовсе не значит что их там нет и что динамический диапазон они теперь не ограничивают при больших уровнях сигнала.

Претензия к статье только в том что то не совсем корректно назвать то что они намерили динамическим диапазоном. Можно ведь пойти дальше прицепить еще параллельно третий АЦП с высоковольтным делителем, подать киловольт принять его за шкалу, а потом измерять шумы/искажения при тех же милливольтовых сигналах и говорить что динамический диапазон стал >200дБ.


Меня не особо волнует где именно нелинейность возникает, есть поданное напряжение, есть выходной код, соответственно есть зависимость выходного кода от входного напряжения. И есть отличия этой зависимости от прямой. Можно эту зависимость дифференцировать и называть это дифф. нелинейностью, можно просто брать разницу от идеальной прямой и называть это интегральной нелинейностью. Можно подавать различные сигналы и смотреть уровень шума / появившихся высоких гармоник на спектре. Можно даже сказать что нелинейность вообще не измеряется у аудио АЦП, но вот только никуда она от этого не исчезнет.

Я уже писал, что динамические диапазоны бывают не только по нелинейности.

Более правильное название для их устройства - безынерционный аттенюатор с нулевыми искажениями АЧХ и ФЧХ при переключении и с нулевой коммутационной помехой.

Я в механике использую три датчика по 12 разрядов склеиваю переходы, получаю стабильные 32 бита. сейчас уже поздно(рано)) если надо могу расписать подробно функцию, но общий смысл таков - первый датчик отслеживает грубые изменения амплитуды, второй средние, третий самые маленькие отклонения = 32 бита на 360 градусов. думаю что они использовали тот же метод

Я в механике использую три датчика по 12 разрядов склеиваю переходы, получаю стабильные 32 бита. сейчас уже поздно(рано)) если надо могу расписать подробно функцию, но общий смысл таков - первый датчик отслеживает грубые изменения амплитуды, второй средние, третий самые маленькие отклонения = 32 бита на 360 градусов. думаю что они использовали тот же метод