2 개의 ADC 채널을 사용하여 분해능 향상


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느리게 변화하는 고 진폭 구성 요소 위에있는 저 진폭 신호의 파형을 캡처해야합니다. 두 개의 채널로 ADC를 사용하고 하나는 저역 통과 필터링 된 버전의 신호와 다른 하나는 증폭 된 고역 통과 필터링 된 버전의 신호로 공급합니다. 그러면 ADC의 해상도가 높아질 것입니다. 내가 잘못? 이것으로 어떤 문제를 예견 할 수 있습니까?

저주파 성분도 캡처해야한다는 것을 잊었습니다 (알고리즘에는 신호의 평균값이 필요함).

"고주파"성분은 0.01 헤르츠에서 10 헤르츠까지입니다. 저주파수 성분은 주로 신호의 평균값이지만 느리게 변할 수 있습니다. 더 빠르게 변화하는 구성 요소는 최대 평균값보다 100 배 작은 진폭을 가질 수 있습니다. 우리가 사용할 마이크로 컨트롤러에는 12 비트 ADC (변경할 수 없음)가 있지만 많은 채널이 있습니다.


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요구 사항이 변경되어 좋은 답변을 제공하기가 어렵습니다. 두 신호의 주파수 범위와 진폭, 각 신호를 측정하는 데 필요한 분해능 또는 신호 대 잡음비를 알려주십시오.
Olin Lathrop

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실현 : 두 번째 ADC가 더 큰 ADC의 1 비트 범위를 측정하도록 ADC를 계단식으로 연결하여 ADC를 확장하려는 경우 첫 번째 ADC의 정확도는 전체 결과만큼 우수해야합니다. 예를 들어 8 비트 ADC 다음에는 원본의 1 비트 범위를 갖는 8 비트 ADC가 있으며, 상위 ADC의 정확도는 8 비트에 불과하지만 16 비트 여야합니다.
Russell McMahon

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@OlinLathrop-요구 사항은 변하지 않고 피드백을 기반으로 질문을 명확하게 설명합니다. 이는 특히 새 사용자에게 정상입니다.
Rocketmagnet

저주파 구성 요소가 "느리게"변한다고 말할 때 더 구체적 일 수 있습니까? 0.1Hz는 일반적으로 "느린"것으로 간주되지만 0.01-10Hz 고주파 성분과 분리하기는 어렵습니다 (불가능합니까?).
광자

협조를 거부하므로 남은 일은 문제를 해결하는 것입니다. 나는 당신이 모두 대답하지 않은 몇 가지 구체적인 요점을 물었습니다. 저주파는 "평균"이고 "느리게"변경해도 여전히 아무 말도하지 않습니다. 완전히 무시한 사람들. 자신이 느끼는 것과 관련이 있다고 생각하는 것이 아니라 모든 질문에 대답해야합니다. 관련 사항을 판단 할 수있는 위치에 있지 않습니다. 이 "20 개의 질문"을 재생하는 것은 번거 롭습니다.
Olin Lathrop

답변:


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이것은 매우 좋은 생각입니다. SyntouchBioTac 촉각 센서도 이와 동일한 기능을 수행합니다. 내부에는 압력 센서가있어 약 50 sps에서 신호의 저주파 부분과 2000 sps에서 증폭 및 샘플링 된 고주파 성분을 모두 캡처합니다. 이것은 아름답게 작동합니다.

그러나 실제로이 두 신호를 결합하여 더 높은 해상도, IE 더 많은 비트를 만들 수 있는지 모르겠습니다. 영리한 신호 처리를 할 수는 있지만 사소한 것은 아닙니다.

ADC 해상도를 높이는 또 다른 방법은 오버 샘플링 입니다. 16 개의 12 비트 샘플을 취하고 (적어도 하나의 LSB 잡음이 있다고 가정 할 경우) 실제로 유효 분해능이 증가한 것입니다.


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아마도 원시 파형을 1 개의 ADC 채널에 공급 한 다음 마이크로 컨트롤러 (또는 알고리즘을 실행하는 모든 것)로 제어되는 DAC를 사용하여 저주파수 성분을 빼고 잔류 신호를 2 차 ADC 채널로 증폭 할 수 있습니다. DAC는 델타 시그마 DAC 일 수도 있습니다.

아날로그 하이 패스 필터를 사용하는 것보다 더 나은 결과를 얻을 수 있다고 생각합니다. 비슷한 물건.

그러나 주파수 내용과 다른 요구 사항을 알지 못하는 것은 어렵습니다.


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이것은 말이되지 않습니다. 고주파에만 관심이 있기 때문에 단순히 고역 통과 필터링 된 신호를 A / D에 제공하지 않는 이유는 무엇입니까? 설명에 저주파수 신호를보고 싶은 이유는 없습니다. A / D에 공급해도 아무런 도움이되지 않습니다.

두 주파수가 하드웨어에서 분리하기 어려울 정도로 충분히 근접한 경우, 컴 팬트 신호를 A / D에 넣고 디지털 방식으로 필터링 할 수 있습니다. 그러나 A / D는 작은 신호에 대해 충분한 분해능을 가져야하지만 큰 느린 신호에 대한 범위와 빠른 신호를 제대로 표현하기에 충분히 빠른 샘플을 가져야합니다. 불가능할 수도 있습니다.

두 신호의 진폭과 주파수 범위와 빠른 신호를 측정하는 데 필요한 해상도 또는 신호 대 잡음비를 구체적으로 제시하면 더 구체적인 것을 제안 할 수 있습니다.


죄송합니다. 저주파 구성 요소도 캡처해야한다는 것을 잊었습니다.
DanW

@ DanWan-질문을 편집하여 해당 지점을 추가 할 수 있습니다.
Rocketmagnet

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두 성분 신호 각각의 중심 주파수와 일치하도록 조정 된 고정 이득 대역 통과 필터를 사용하십시오. 분리 된 각 신호를 자체 ADC에 공급합니다. 짜잔 ... 일 끝났어.

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