Comprensión de la tasa de muestreo para el requisito de ADC

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Así que tengo este gráfico de voltaje. Estos son voltajes correspondientes a los cambios de corriente en un cable.

Estoy tratando de entender la velocidad de transmisión para elegir un ADC para leer estos valores analógicos.

El tiempo pico a pico es 3-4us. Necesito muestrearlos para obtener valores digitales. ¿Qué tipo de ADC se requiere?

Según mi cálculo, T = \ $ 3 * 10 ^ {- 6} s \ $ o \ $ 4 * 10 ^ {- 6} s \ $ es decir, 350 - 400 kHz aprox. ¿Cuáles deben ser los criterios de ADC si tengo que seleccionar un microcontrolador para mi tarea?

Dado que los criterios de Nyquist dicen el doble de la frecuencia de muestreo, ¿algo más de 800 kHz funciona? ¿O me estoy perdiendo algo aquí?

EDIT Creo que debo especificar este punto. Hay 3 niveles de datos que necesito rastrear, 0, 1 y nivel 2 (0 = 0ma; 1 = 10mA; 2 = 20mA, digamos). Cada uno representa un nivel de voltaje proporcional a la corriente en el cable. Así que necesito hacer un seguimiento de cada uno de los niveles.

    
pregunta Newbee

3 respuestas

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Para capturar toda la información que necesita para muestrear al menos el doble del componente de frecuencia más alta en la señal de entrada.

Si realiza un gráfico PSD de la entrada, verá que hay una potencia significativa a más de 400 kHz. Es posible que tenga que muestrear a 8MHz para obtener la mayor parte.

Además, generalmente querrá preceder al ADC con un filtro de paso bajo ANALÓGICO para evitar que los componentes de frecuencias más altas tengan un alias. No desaparecen automáticamente, sino que, dependiendo del tipo de ADC, pueden plegarse.

Como no es práctico hacer un filtro infinitamente definido, tendrá que muestrear a más del doble del componente de frecuencia más alta. Cuanto mayor sea la frecuencia de muestreo, menos complejo puede ser el filtro, y todas las demás cosas son iguales. Puede filtrar y diezmar digitalmente los datos resultantes a una frecuencia de muestreo más baja una vez que los tenga en forma digital, pero debe capturarse con una frecuencia de muestreo suficiente y, para empezar, sin alias, o está irremediablemente dañado.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Si observa su forma de onda con más detalle y cuenta lo que parecen puntos de muestra, veo esto: -

Cuento 22 muestras en tal vez 2 nosotros. Esto me llevaría a creer que si desea reconstruir la forma de onda como se muestra en su pantalla, necesita una frecuencia de muestreo de al menos 11 MSps.

Así que la respuesta es realmente suya.

    
respondido por el Andy aka
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Como ya indicó en la pregunta, los criterios para reconstruir una forma de onda sin pérdida de información deben cumplir con el teorema de muestreo de Nyquist-Shannon, que dice que su frecuencia de muestreo fs debe ser al menos dos veces su frecuencia máxima de señal. f que te gustaría detectar. Ahora la pregunta es si esta es una señal analógica o una señal digital.

  • Si se trata de una señal digital, puede evaluar fácilmente su frecuencia máxima y, por lo tanto, obtener la frecuencia de muestreo requerida. P.ej. Si tiene una interfaz UART con 115200udud, necesita una frecuencia de muestreo de aproximadamente 231 kHz para detectar todas las transiciones. Ahora, por supuesto, cuanto más alta sea la velocidad de muestreo, mejor será la posibilidad de corregir los errores en la línea de transmisión.
  • Si está muestreando una señal analógica, está a cargo de crear la especificación correspondiente. Para mí, la señal que estás mostrando es más bien una analógica que una digital. Entonces la pregunta es cuál es la resolución de tiempo requerida que desea lograr. Si desea contar las transiciones y sabe que el tiempo de subida y caída no será inferior a estos tres, puede trabajar con la frecuencia de muestreo de 800 kHz. Si desea obtener una representación digital de la forma de onda, su frecuencia de muestreo tiene que ser mucho mayor que estos 800 kHz.
respondido por el Humpawumpa

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