Desventaja de sobremuestreo

Lo primero: la tasa de Nyquist no es suficiente para obtener un muestreo correcto de una señal, es solo el mínimo teórico. Las tasas de muestreo razonables van desde el doble de la tasa de Nyquist (cuatro a cinco veces la frecuencia máxima) hacia arriba.

Varias arquitecturas de ADC utilizan el sobremuestreo con promedios para obtener una precisión más alta que la que logra el convertidor. El caso extremo es el de los conversores sigma-delta, donde se ejecuta un ADC de 1 bit (solo un comparador) a una velocidad muy alta (\ $ 2 ^ N \ $ muestras / valor, donde N es la resolución en bits) para lograr la linealidad más alta, porque la conversión de 1 bit es lineal por definición.

El inconveniente del sobremuestreo es, por supuesto, una mayor velocidad requerida para el ADC y la unidad de procesamiento (mayor complejidad y costo), pero también puede haber otros problemas. También puede ver que, a una velocidad ADC dada, el sobremuestreo requerirá más tiempo, por lo que una velocidad global más lenta.

Otro posible inconveniente es que puede generar un ruido adicional si, por ejemplo, la velocidad de muestreo más baja le permite integrarse durante más tiempo.

Necesitará más poder de procesamiento: tendrá que ejecutar sus filtros dos veces más rápido. Esto puede venir con un mayor consumo de energía y / o un precio más alto.

Mayor consumo de energía, posible pérdida de precisión, más aún con los ADC de aproximación capacitiva sucesiva, y la necesidad de implementar un bus de datos más rápido y un procesador de números.     

El uso del sobremuestreo tenderá a cambiar algunos de los requisitos de filtrado del dominio analógico al dominio digital. Si el objetivo es tener una frecuencia de muestreo de salida de 8 KHz con una banda de paso que se extienda a 3.500 Hz, entonces si no se utiliza el muestreo excesivo, se necesitará un filtro analógico que caiga como una roca entre 3.500 Hz y algo entre 4.000 y 4.500. Hz. Si uno usa un sobremuestreo de 2x, y tiene un software digital que puede filtrar todo por encima de los 3,999Hz, entonces el filtro analógico puede tener un rango de transición que se extienda desde 3,500Hz a casi 12,000Hz, un trabajo mucho más fácil. Usando 4x sobremuestreo, se podría extender el rango de transición del filtro analógico hasta 20,000Hz; diseñar un filtro con una región de transición de 2.5 octavas es mucho más fácil que diseñar uno con un rango de transición de 1/3 de octava (asumiendo generosamente que la banda de parada no debe comenzar hasta casi 4,500Hz).

La desventaja del sobremuestreo es que si se simplifica el diseño del filtro analógico, se requerirá que el filtro digital elimine cualquier señal no deseada que haya dejado el filtrado analógico. Duplicar la velocidad de sobremuestreo requerirá que el circuito digital procese el doble de muestras. por segundo, y puede que en algunos casos tenga que hacer más con cada muestra. Hasta cierto punto, estar dispuesto a aceptar un pequeño aumento en el costo del filtrado digital permitirá lograr un mayor ahorro en el costo del filtrado analógico, pero más allá de ese punto los aumentos adicionales en la relación de sobremuestreo impondrán costos crecientes en el tamaño digital, mientras que cada vez se ahorran más en el lado analógico.

(1) Una tasa de muestreo más alta aumenta las tasas de datos a los FPGA

(2) hay problemas de configuración y tiempo de espera en la imagen

(3) mayor consumo de energía

(4) si se usa un convertidor, se requiere una etapa de convertidor adicional para que el costo del dispositivo aumente

El sobremuestreo comprime el ancho de banda de la señal en una parte más pequeña del eje de frecuencia y puede hacer que los filtros sutiles sean más difíciles de diseñar e implementar debido a esto. Puede, por ejemplo, necesitar un filtro que caiga como una roca en lugar de algo con una pendiente más pequeña, por lo que es posible que necesite órdenes más altas.