On aina hyvä käyttää aliasing-suodatinta ennen signaalin digitointia. Vaikka kohdesignaalisi ei sisällä Nyquist-nopeutta suurempia taajuuskomponentteja, saattaa olla muita melulähteitä.

Ensinnäkin sinun on päätettävä, minkä kaistanleveyden haluat kattaa. Jos ADC-näytteesi on 75 kHz: n taajuudella, ei pitäisi olla taajuuksia, jotka ovat yli 37,5 kHz. Seuraavaksi laskemme anti-aliasing-suodattimen tarvittavan vaimennuksen ja järjestyksen. Harkitse seuraavaa kuvaa:

Tässä kuvassa on kaksi tapausta, joista yksi on näytteenottotaajuus fs ja yksi näppäimellä K * fs . Tulosignaalin näytteenoton (digitaalinen sekoitus) ansiosta kaikki taajuuskomponentit, jotka ovat yli fs / 2 , "taitetaan" takaisin. Taajuuskomponentit, jotka ovat korkeampia kuin fs-fa , tällöin aliaksitaan kiinnostavaksi signaaliksi (punainen).
Oletetaan, että kuvassa (A) haluat ottaa näytteeksi signaalin, jonka kaistanleveys on > fa ) lähellä Nyquist-kurssia ( fs / 2 ). Tietyn dynaamisen alueen (DR) takaamiseksi tarvitsemme jyrkän nousun esimerkiksi korkea suodatinhaju, joka vaimentaa melua, jonka taajuudet ovat korkeammat kuin fs-fa . Kuvassa (B) käytämme suurempaa näytteenottotaajuutta ( K * fs ), joka rentouttaa suodattimen vaadittua järjestystä ja yksinkertaistaa piirin suunnittelua.

Kuten mainitsit, ADC: n resoluutio on 13dB. Ihanteellinen SNR (signaali-kohinasuhde) tai tässä tapauksessa DR on silloin:

$$ SNR = N \ cdot 6.02 + 1.76 [dB] = 80dB $$

Joten , ihanteellisessa tapauksessa haluat vähintään 80 dB: n vaimennuksen fs-fa . Ensimmäisen kertaluvun alipäästösuodattimen vaimennus on 20dB / dec. Jos rajoitat signaalin kaistanleveyttä sanomaan 20 kHz, ihanteellinen näytteenottotaajuus on sitten 200 MHz.

$$ f _ {- 80dB} = f_a \ cdot 10 ^ {\ frac {80dB} {20dB}} = 200 MHz $$

Tämän rajoituksen täyttämiseksi 75 kHz: n näytetaajuudella tarvitset alipäästösuodattimen 8. asteen. Tämä on varmasti paljon, mutta kaikki nämä laskelmat olettavat melun, joka on yhtä suuri amplitudi kuin kiinnostava signaali. Käytännössä toisen tai kolmannen asteen suodatin on todennäköisesti riittävä.

Lisätietoja: W. Kester, Tietokonversiokäsikirja: Analogiset laitteet. Amsterdam u.a .: Elsevier Newnes, 2005.

Pitääkö minun olla huolissani anti-aliasing-suodattimista ennen ADC: tä

Ellei ADC: lläsi ole sisäänrakennettua anti-aliasing-suodatinta, kyllä, sinun tulee olla varovainen siitä, vaikka olisit kiinnostunut vain nyqist-rajan alapuolisista taajuuksista.

Syynä on, että nyquist-raja-arvoa (peiliä) korkeammat taajuudet palaavat takaisin kiinnostavaan taajuusalueeseesi. Esimerkiksi, jos otat näytteenottoa 20 kHz: llä ja lauhdutinmikrofoni noutaa ääntä 15 kHz: llä, löydät vahvan 5 kHz: n signaalin näytetiedoista.

Koska käytät jo opampeja, voit helposti lisätä joitain halpa alipäästösuodatin olemassa olevaan piiriin. Voit tehdä niin vain asettamalla kondensaattorin rinnakkain R6: n ja R7: n kanssa. Ne toimivat matalana resistenssinä korkeille taajuuksille ja pienentävät kokonaisvahvistusta jättämättä kuitenkaan matalia taajuuksia. Tämä auttaa jo hiukan korkeataajuisten komponenttien vaimentamisessa ja aliasin vähentämisessä.

Jos haluat paremman suorituskyvyn, tutustu sallen-key-alipäästösuodattimiin. Kolmannen asteen suodatin voidaan rakentaa yhden opampin ympärille.

Piiristäsi yleensä: Jos syötät TL64-opamppeja vain yhdestä 5 V: n virtalähteestä, joka ei toimi. Ylität useita taulukon parametreja. Merkittävin on, että sinulla on vain puolet pienimmästä syöttöjännitteestä. Myös TL64-opampeilla on taattu vähimmäislähtöjännitealue, joka on 4 V: n päässä kiskoista, joten jopa 10 V: n tukisignaalilla signaali olisi rajoitettu pieneen 2 V: n kaistaan.

Ehdotan, että valitset opampin yksi toimitustoiminto, kuten LM358 (TSH80 / TSH84 on moderni päivitys) tai käytä rautatie-kisko-opampia.