Kysymys:
Kuinka löydän ADC-piirin kaistanleveyden kokeellisesti?
Paul Uszak
2019-09-11 03:04:36 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Yritän mitata rakentamani piirin kaistanleveyttä. Se on analogia-digitaalimuunnin (ADC), jossa on jonkin verran tulonsuojausta ja esijännitystä. ADC-näytteet ovat vakiona / kiinteällä 50 kSa / s.

Minun lähestymistapani on injektoida vaihtelevan taajuuden omaava 2 V: n siniaalto \ $ f_ {in} \ $ ja ottaa maksimiarvo ( \ $ Vmax \ $ ) ja vähimmäisnäytteet ( \ $ Vmin \ $ ). Se antaa minulle \ $ Vpp = Vmax - Vmin \ $ , ja pyyhin \ $ fin \ $ asti \ $ Vpp = 2 \ sqrt {\ frac {1} {2}} \ V \ noin 1,41 \ V \ $ .

Olen lukenut Wikipedia-artikkeleita Kaistanleveys (signaalinkäsittely) ja Half-power point , mutta Olen edelleen hämmentynyt.

Kun löydän -3 dB pisteen, mikä on vastaava virallinen kaistanleveys, jonka löysin? Onko \ $ fin \ $ vai \ $ \ frac {fin} {2} \ $ harkitusti Nyquist-korosta?

Se ei ole oikeastaan osa kysymystäsi, mutta RMS-jännite (tai vain keskimääräinen neliöjännite) on paljon parempi osoitus signaalin voimakkuudesta lähestyttäessä näytteenottotaajuutta.Jopa \ $ f_s / 4 \ $, \ $ V_ {pp} \ $: n käyttö on ongelmallista.
@TimWescott Se on mielenkiintoista.Onko tarkoituksenmukaista kysyä täällä, miksi Vpp on ongelmallinen, vai pitäisikö minun jakaa se uuteen kysymykseen?
Se olisi hyvä uutena kysymyksenä.Vastaus on puolipitkä.
kaistanleveyden löytämiseksi syötä 1 mikrosekunnin pulssi 99 mikrosekunnilla vastakkaiselle tasolle.Sitten, jos ADC kvantisoi tarkasti jännite-eron, pienennä 1uS 100 nanosekuntiin ja testaa uudelleen.
Tyypillisesti ADC-piirissä on alipäästösuodatin ADC: n edessä aliasing-vääristymien minimoimiseksi.Ihannetapauksessa tämä suodatin estää kaiken Nyquist-taajuuden (puolet näytteenottotaajuudesta).Tietenkään tämä ei ole mahdollista tosielämässä, mutta voidaan päästä kohtuullisen lähelle saadaksesi hyödyllisen piirin.Tällaisen suodattimen vaikutus on helppo mitata ADC: llä.Ilman tällaista suodatinta voit mitata kuinka tarkasti ADC mittaa lyhyitä pulsseja (kuten analogogsystemsrf selitti).Näyte- ja pitopiirillä näytteenottotaajuuden yläpuolella oleva mittaustapa voi olla mahdollista.
"Vpp": n, "Vmax: n", "Vmin: n" ja "fin: n" tulee olla tilauksia.
Kolme vastused:
Barry
2019-09-11 03:19:36 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kaistanleveys on taajuus, jonka lähtö on 3 dB pienempi.Se on piirisi analogisen osan toiminto, eikä se riipu näytteenottotaajuudesta eikä Nyquist-nopeudesta, jotka ovat pohjimmiltaan digitaalisia käsitteitä.Siksi kokeessa kaistanleveys on taajuus, fin, jonka lähtö on laskenut 3 dB.

Niin yksinkertaista...?
Joo.Kaistanleveys ei riipu näytteenottotaajuuksista ja Nyquist-nopeuksista.
On myös syytä huomata, että monet ADC-taulukot määrittelevät tämän analogiseksi kaistanleveydeksi, ja se on tyypillisesti suuruusluokkaa suurempi kuin näytteenottotaajuus.
Bruce Abbott
2019-09-11 07:15:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Alla olevat kaaviot (otettu täältä) osoittavat, miksi ADC: n kaistanleveyden laskeminen näytteen huippuarvoista voi olla ongelmallista.

enter image description here

Oikealla oleva käyrä osoittaa, mitä tapahtuu, kun näytteenottotaajuus on tulotaajuuden alapuolella. Signaali on alias siirtynyt alemmalle taajuudelle Nyquist-rajan sisällä, eikä ole mitään tapaa kertoa, mikä todellinen tulotaajuus oli. Tästä huolimatta ADC tuottaa edelleen samaa huippuamplitudia taajuudella, joka ylittää "kaistanleveytensä".

Huomaa myös, että vaikka huippuamplitudit ovat identtiset, kumpikaan niistä ei tosiasiallisesti saavuta tulosignaalin huippuamplitudia. Tämä voi olla ongelma, koska näytteenottopisteet riippuvat tulo- ja näytetaajuuksien suhteellisesta vaiheesta. Tietyillä taajuuksilla ja vaiheilla on nollia, joiden huippuamplitudi on pienempi ja menee alas nollamplitudiin, kun näytteenottotaajuus on täsmälleen sama kuin tulotaajuus. Jos tulotaajuutta ja näytteenottotaajuutta ei ole lukittu vaiheeseen, näet (lopulta) todelliset huippuarvot.

Kun löydän -3dB-pisteen, mikä on vastaava virkamies kaistanleveyden olen löytänyt? Onko se fin vai fin / 2 ottaen huomioon Nyquist-hinta?

En ole varma, että Nyquistiin liittyvä '' virallinen '' kaistanleveys on olemassa, mutta jos se kuvitteli, se perustuisi monien satunnaisvaiheisten näytteiden efektiiviseen tasoon, ei huippunäyte-arvoihin. Yleensä peitetyn tuotoksen, joka on yli puolet näytteenottotaajuudesta, pidetään poikkeavana, joten ensimmäistä laskua -3dB alle sen (jos sellaista olisi) pidettäisiin kaistanleveydellä.

Et voi havaita piikkiarvojen laskua näytteenottotaajuuden takia, mutta sinun pitäisi nähdä mahdollinen vaimennus analoginen piirissä ennen ADC: tä tai sen sisällä (antialiasing-suodatin, näyte- ja pidäpiiri jne.). Käytetystä näytetaajuudesta riippuen kyseinen analoginen kaistanleveys voi olla paljon suurempi kuin Nyquist-taajuus tai näytteenottotaajuus.

Aliasing oli todella tullut minulle mieleen.Olen harkinnut pienen näennäissatunnaisen viiveen sisällyttämistä näytesilmukkaan, sanotaan tasaisesti 0 - 200 us: n välillä.Kinda näytteenoton laajuus kuten.
Niin kauan kuin taajuudet eivät ole vaiheessa ja mittausaika on riittävän pitkä, näytteenoton vuoksi ei pitäisi näkyä vaimennusta.Simuloin ADC-näytteenottoa taajuudella 50 kHz 24.999 kHz: n tulosignaalilla.Huippu- ja rms-lähdöt olivat yhtä suuret kuin tulo yhden sekunnin jakson aikana, mutta piikkejä oli vain 2 tuona aikana ja aaltomuoto ei ollut mikään siniaalto!Siniaaltolähdön saamiseksi se on suodatettava alipäästösuodatuksella, mikä rajoittaisi kaistanleveyden arvoon
Elliot Alderson
2019-09-11 03:16:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Luulen, että olet hämmentynyt siitä, mitä tapahtuu, kun tulotaajuus ylittää Nyquist-rajan.Huipusta huippuun -jännite ei muutu ... olettaen, että keräät tarpeeksi näytteitä ... mutta signaalin näennäinen frequency muuttuu.Jos signaalin vaimennus on "kaistanleveyttä", se johtuu ADC: n analogisesta elektroniikasta, ei näytteenoton vaikutuksesta.

Kiitos.Kyllä, ymmärrän, että taajuus muuttuu.Se on minun ongelmani.Onko siis evä vai evä / 2?
En ymmärrä miksi luulet sen olevan fin / 2.Nyquist-raja ja näytteenottotaajuus eivät määrää tai ota huomioon kaistanleveyden määritystä.
Oletan hämmentynyt ... Tästä syystä kysymys.Joten ollakseen kristallinkirkas kuin lasi, kaistanleveys on ** vain ** yhteydessä signaalin tasoon?Se ei liity lainkaan kykyyn toistaa mainittu signaali?
Kyllä, ** tietysti ** se liittyy kykyyn toistaa signaali ... signaalin taso ** on osa tätä kykyä.Mutta ihanteellisen ADC: n ** näytteenottotaajuudella ** ei ole mitään tekemistä näytetiedon signaalitason kanssa.Näytteenottotaajuus liittyy näytetiedon ** näennäiseen ** taajuuteen, ja tämä vaikutus on riippumaton ADC: n analogisen osan kaistanleveydestä.


ⓘ
Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 4.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...